KR20110011550A

KR20110011550A - 션트 스위치, 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기

Info

Publication number: KR20110011550A
Application number: KR1020100069800A
Authority: KR
Inventors: 아키라 아키바; 코이치 이케다
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2011-02-08
Also published as: US20110024273A1; CN101986410B; CN101986410A; JP2011029061A; TW201116474A; US8456037B2; JP5402355B2; TWI443702B

Abstract

본 발명의 션트 스위치는 전송 선로와, 그라운드와, 상기 전송 선로 및 상기 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고, 상기 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 상기 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 상기 전송 선로의 임피던스보다 높은 것을 특징으로 한다.

Description

션트 스위치, 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기{SHUNT SWITCH, SEMICONDUCTOR DEVICE, MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems ; 마이크로 머신)를 이용한 션트 스위치, 및 그 션트 스위치를 내장하는 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기에 관한 것이다.

근래의 집적화 기술의 향상에 수반하여, 전자기기의 소형·경량화, 저전압 동작·저소비 전력화, 고주파 동작화가 급속하게 진행되고 있다. 특히, 휴대전화 등의 이동 통신 단말 장치의 기술 분야에서는, 상기한 요구가 엄격한데다가에, 고기능화도 요구되어 있어서, 이들의 대립하는 과제를 해결하는 기술의 하나로서, MEMS가 주목되고 있다. 이 MEMS는, 실리콘 프로세스 기술에 의해, 마이크로한 기계적 요소와 전자 회로 요소를 융합한 시스템이고, 일본에서는 주로 마이크로 머신이라고 칭하여지는 것이다. MEMS 기술은, 그 정밀 가공성 등이 우수한 특징 때문에, 고기능화에 대응하면서, 소형이며 저렴한 SoC(System on a Chip)를 실현할 수 있다.

이동 통신 단말 장치의 기술 분야에서는, 이 MEMS 기술을 이용한 다양한 반도체 소자가 개발되고 있는데, 그 하나로 고주파 신호를 전송하는 신호 선로의 연결절단을 기계적으로 행하기 위한 스위치가 있다. 종래의 고주파용의 스위치에서는, 오프 상태시에 전송 선로가 물리적으로 단절된 시리즈형보다도, 일본국 특개2003-264122호 공보에는 오프 상태시에 전송 선로가 션트 선로를 경유하여 그라운드에 접지되는 션트형쪽이 널리 사용되고 있는 기술이 기재되어 있다.

예를 들면, 상기 일본국 특개2003-264122호 공보의 션트 스위치에서는 기판상에 전송 선로와 그라운드 선로를 마련하는 한편, 기판의 상방에 션트 선로로서의 가동 전극을 마련하고, 가동 전극을 전송 선로 및 그라운드 선로에 접촉시킴에 의해 전송 선로를 그라운드에 접지하도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 고주파용의 션트 스위치에서는 일반적으로, 삽입 손실의 주파수 특성이 우수한 것이지만, 아이솔레이션의 주파수 특성이 나뻤다. 션트 스위치의 아이솔레이션은, 션트 선로의 임피던스(Z1), 전송 선로의 임피던스(Z2)를 이용하여 10Log(Z1/Z2)로 표시되고, 일반적으로 -20dB 내지 -40dB 필요하다. 전송 선로의 임피던스(Z2)는 삽입 손실을 1dB 정도로 하기 위한 상한(上限)이 있기 때문에, 아이솔레이션을 향상시키는 데는 션트 선로의 임피던스(Z1)만을 작게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래에서는, 전송 선로의 임피던스(Z2)를 유지한 채로, 션트 선로의 임피던스(Z1)를 작게 하는 것은 곤란하였다.

즉, 션트 선로의 임피던스(Z1)는, 예를 들면, 션트 선로로서의 가동 전극의 치수를 크게 하여, 전송 선로와의 접촉 면적을 늘림에 의해 내릴 수 있다. 그러나, 그와 같이 한 경우, 신호가 션트 선로를 경유하여 전송 선로로 되돌아오는 경로의 저항도 동시에 내려가 버려, 이른바 리턴 신호가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제 1의 목적은, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능한 션트 스위치를 제공하는 것에 있다.

본원 발명의 제 2의 목적은, 그 션트 스위치를 내장한 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 션트 스위치는, 전송 선로와, 그라운드와, 전송 선로 및 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고, 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 전송 선로의 임피던스보다 높은 것이다.

본 발명의 반도체 디바이스는, 상기 본 발명의 션트 스위치를 구비한 것이다. 본 발명의 모듈 및 전자기기는, 상기 본 발명의 반도체 디바이스를 내장한 것이다.

본 발명의 션트 스위치, 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기에서는, 온 상태(개방 동작)의 시에는 전송 선로와 그라운드가 전기적으로 결합되지 않고, 전송 선로에서 예를 들면 고주파 신호의 전송이 행하여진다. 오프 상태(폐쇄 동작)의 시에는 전송 선로가 션트 선로를 경유하여 그라운드에 접지된다. 여기서는, 션트 선로가 2개 이상 병렬화 됨과 함께, 그들의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 전송 선로의 임피던스보다 높게 되어 있기 때문에, 션트 선로를 경유한 리턴 신호의 발생이 억제되고, 각각의 션트 선로의 임피던스가 저감된다. 따라서, 오프 상태(폐쇄 동작)에서의 아이솔레이션이 개선된다.

본 발명의 션트 스위치에 의하면, 션트 선로를 2개 이상 병렬화하고, 그들의 션트 선로의 상호간의 임피던스를 전송 선로의 임피던스보다 높게하게 하였기 때문에, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능해진다. 따라서, 이 션트 스위치를 구비한 반도체 디바이스, 모듈 및 전자기기에서도 고주파 특성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 자명하게 될 것이다.

도 1의 A 및 B는 본 발명에 관한 션트 스위치의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 2의 A 및 B는 종래의 션트 스위치의 개략 구조를 도시하는 평면도 및 회로 구성을 도시하는 도면.
도 3의 A 및 B는 종래의 다른 션트 스위치의 개략 구조를 도시하는 평면도 및 회로 구성을 도시하는 도면.
도 4는 종래의 또다른 션트 스위치의 개략 구조를 도시하는 평면도.
도 5는 도 4의 변형례를 도시하는 평면도.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시한 종래의 션트 스위치의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 1에 도시한 션트 스위치의 등가 회로도.
도 8의 A 및 B는 도 7에 도시한 스위치의 일례를 도시하는 도면.
도 9의 A 및 B는 도 8의 A 및 B의 변형례를 도시하는 도면.
도 10의 A 및 B는 도 8의 의 A 및 B의 다른 변형례를 도시하는 도면.
도 11의 A 및 B는 제 1의 실시의 형태에 관한 션트 스위치의 전체 구성을 도시하는 평면도 및 단면도.
도 12의 A 및 B는 도 11의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 평면도 및 단면도.
도 13의 A 및 B는 도 12의 A 및 B에 계속된 공정을 도시하는 평면도 및 단면도.
도 14의 A 및 B는 도 13의 A 및 B에 계속된 공정을 도시하는 평면도 및 단면도.
도 15의 A 및 B는 도 14의 A 및 B에 계속된 공정을 도시하는 평면도 및 단면도.
도 16의 A 및 B는 도 11의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 17은 도 11의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 아이솔레이션 특성을 종래와 비교하여 도시하는 도면.
도 18은 변형례 1에 관한 션트 스위치의 평면도.
도 19는 도 18에 도시한 션트 스위치의 아이솔레이션 특성을 종래와 비교하여 도시하는 도면.
도 20의 A 및 B는 제 2의 실시의 형태에 관한 션트 스위치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면.
도 21의 A 및 B는 도 20의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 22는 도 20의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 아이솔레이션 특성을 종래와 비교하여 도시하는 도면.
도 23은 변형례 2에 관한 션트 스위치의 평면도.
도 24의 A 및 B는 변형례 3에 관한 션트 스위치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 25의 A 및 B는 도 24의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 26의 A 및 B는 도 24의 A 및 B에 도시한 션트 스위치의 변형례를 도시하는 도면.
도 27의 A 및 B는 변형례 4에 관한 션트 스위치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 도면.
도 28은 션트 스위치의 적용례에 관한 전자기기의 기능 블록도.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 션트 스위치의 회로 구성을 도시한 것이고, 도 1의 A는 온 상태(개방 동작), 도 1의 B는 오프 상태(폐쇄 동작)를 각각 도시하고 있다. 이 션트 스위치(10)는, 예를 들면, 전송 선로(11)와, 그라운드(12)와, 션트 선로(13A, 13B, 13C)(이하, 션트 선로(13)라고 총칭한다.)를 갖고 있다.

전송 선로(11)는, 입력 포트(Vin)와 출력 포트(Vout) 사이에서 신호, 예를 들면 고주파 신호를 전송하는 신호선 길이다. 션트 선로(13)는, 이 전송 선로(11) 및 그라운드(12)를 전기적으로 결합함에 의해 전송 선로(11)를 그라운드(12)에 접지한 것이고, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)에 대해 충분히 작은 임피던스(Z1)를 갖고 있다.

션트 선로(13)는, 2개 이상(도 1의 A 및 B에서는 예를 들면 션트 선로(13A 내지 13C)의 3개) 병렬화되어 있다. 그들 2개 이상의 션트 선로(13)의 상호간의 임피던스(Z3)는, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높다. 이에 의해, 이 션트 스위치(10)에서는, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이하, 이와 같은 션트 스위치(10)의 구성에 관해 종래의 션트 스위치와 대비하여 설명한다.

도 2의 B는, 전송 선로(111)에 대해 션트 선로(113)를 하나만 마련한 종래의 션트 스위치(110)의 회로 구성을 도시한 것이고, 도 2의 A는, 도 2의 B에 대응하는 션트 스위치(110)의 개략 구성을 도시한 것이다. 이 종래의 션트 스위치(110)에서는, 도 2의 A에 도시한 바와 같이, 션트 선로(113)로서의 가동 전극(116)을 전송 선로(111)에 접촉시킴에 의해, 전송 선로(111)를 그라운드(112)에 접지하도록 되어 있다.

상술한 바와 같이, 도 2의 B에 도시한 션트 스위치(110)의 아이솔레이션은, 션트 선로(113)의 임피던스(Z1), 전송 선로(111)의 임피던스(Z2)를 이용하여 10Log(Z1/Z2)로 표시되고, 일반적으로 -20dB 내지 -40dB 필요하다. 전송 선로(111)의 임피던스(Z2)는 삽입 손실을 1dB 정도로 하기 위한 상한이 있기 때문에, 아이솔레이션을 향상시키는 데는 션트 선로(113)의 임피던스(Z1)만을 작게 하는 것이 바람직하다.

션트 선로(113)의 임피던스(Z1)를 내리는 하나의 방법으로서, 예를 들면, 도 3의 A 및 도3의 B에 도시한 바와 같이, 션트 선로(113)로서의 가동 전극(116)의 치수를 크게 하는 것이 생각된다. 이와 같이 하면, 가동 전극(116)과 전송 선로(111)의 접촉 면적이 커지고, 션트 선로(113)의 임피던스(Z'1)는 도 2보다도 낮아진다(Z'1<Z1). 그러나, 그 경우에는, 전송 선로(111)의 임피던스(Z'2)도 동시에 내려가(Z'2<Z2), 이른바 리턴 신호가 발생하기 쉽게 되어 버린다.

리턴 신호를 억제하기 위한 방법으로서는, 도 4에 도시한 바와 같이 가동 전극(116)의 표면에 돌기형상의 접점(116A, 116B, 116C, 116D)을 마련하는 것이 생각된다. 나아가서는 도 5에 도시한 바와 같이, 접점(116A 내지 116D)의 사이에 베어낸 홈()을 마련하여 가동 전극(116)을 빗살형상으로 하는 것도 가능하다.

도 6은, 도 4 및 도 5에 대응하는 회로 구성을 도시한 것이다. 도 4 및 도 5에 도시한 구성에서는, 접점(116A 내지 116D)를 마련하여 전류 경로를 늘리도록 하고 있기 때문에, 도 2의 A 및 B 또는 도 3의 A 및 B에 도시한 구성보다는 전송 선로(111)의 임피던스(Z2)의 저하를 억제하는 것이 가능하다. 그러나, 접점(116A 내지 116D)은 충분히 낮은 임피던스로 결합되어 있기 때문에, 리턴 신호를 억제하기는 어렵고, 아이솔레이션이 충분한 향상은 얻어지지 않는다.

이에 대해, 도 1의 A 및 B에 도시한 본 실시의 형태의 션트 스위치(10)에서는, 3개의 션트 선로(13A 내지 13C)의 상호간이, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 충분히 높은 임피던스(Z3)로 절연되어 있다(Z3>Z2). 따라서, 이 션트 스위치(10)의 오프 상태의 임피던스(Zoff)는, 도 2의 A 및 B에 도시한 션트 선로(113)의 임피던스(Z1)의 3분의1((Z1)/3)이라는 이상적인 값이 된다. 그 이유는, 션트 선로(13)를 경유하여 전송 선로(11)로 리턴 신호가 억제되기 때문이다.

또한, 도 1의 A 및 B에서, 션트 선로(13A 내지 13C)의 임피던스(Z1)의 일부 또는 전부, 또는 션트 선로(13A 내지 13C) 상호간의 임피던스(Z3)의 일부 또는 전부가 서로 다른 경우에도 상술한 바와 마찬가지인 것은 자명하다.

다음에, 이 션트 스위치(10)의 작용을 설명한다.

이 션트 스위치(10)에서는, 온 상태(개방 동작)인 경우에는, 도 1읠 A에 도시한 바와 같이, 전송 선로(11)와 그라운드(12)가 전기적으로 결합되지 않고, 입력 포트(Vin)에서 들어간 신호는 전송 선로(11)를 통과하고, 출력 포트(Vout)에서 출력된다. 한편, 오프 상태(폐쇄 동작)인 경우에는, 도 1(B)에 도시한 바와 같이, 전송 선로(11)에 3개의 션트 선로(13A 내지 13C)가 접속되고, 전송 선로(11)가 션트 선로(13A 내지 13C)를 경유하여 그라운드(12)에 접지된다.

여기서는, 션트 선로(13)가 2개 이상 병렬화 됨과 함께, 그들의 션트 선로(13A 내지 13C)의 상호간의 임피던스(Z3)가 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다 높게 되어 있기 때문에, 션트 선로(13A 내지 13C)를 경유한 리턴 신호의 발생이 억제되고, 각각의 션트 선로(13A 내지 13C)의 임피던스(Z1)가 저감된다. 따라서, 온 상태(개방 동작)에서의 삽입 손실 특성은 손상되는 일이 없고, 오프 상태(폐쇄 동작)에서의 아이솔레이션이 개선된다.

이하, 도 1의 A 및 B에 도시한 회로 구성을 갖는 션트 스위치(10)의 구체적인 실시의 형태를 설명하는데, 그 설명은 이하의 순서로 행한다.

(1) 등가 회로

(2) 제 1의 실시의 형태(2개의 션트 선로가 입력 포트의 부근과 출력 포트의 부근에 병렬로 마련되어 있고, 수평동작을 행하는 예)

(3) 변형례 1(2개의 션트 선로가 입력 포트의 부근에 병렬로 마련되어 있는 예)

(4) 제 2의 실시의 형태(전송 선로의 중앙부에, 고정 전극과의 접점용 돌기를 갖는 예)

(5) 변형례 2(고정 전극에, 전송 선로의 중앙부와의 접점용 돌기를 갖는 예)

(6) 변형례 3(바이메탈을 이용한 예)

(7) 변형례 4(수직 동작을 행하는 예)

(8) 적용례

(등가 회로)

도 7은, 도 1의 A 및 B에 도시한 션트 스위치(10)의 온 상태 및 오프 상태를, 하나의 등가 회로로서 도시한 것이다. 도 7에서는, 션트 스위치(10)의 온 상태와 오프 상태의 전환 기구를, 전송 선로(11)와 션트 선로(13) 사이에 기재한 스위치(15)로 나타내고 있다.

도 8의 A 및 B 내지 도 10의 A 및 B는 스위치(15)의 구성례를 도시한 것이다. 션트 선로(13)는, 전송 선로(11) 및 그라운드(12)의 한쪽 또는 양쪽에 대해 변위 가능한 가동 전극(16)에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 션트 선로(13)를 기계적 부품인 가동 전극(16)에 의해 구성함에 의해, 도 7에 도시한 스위치(15)를 기계적으로 개폐하는 것이 가능해진다. 따라서, 전송 선로(11)와 션트 선로(13)의 결선에 관한 삽입 손실 및 아이솔레이션의 양립이 실현 가능해진다.

가동 전극(16)과 전송 선로(11) 및 그라운드(12)는, 도 8의 A 및 B에 도시한 바와 같은 금속 표면끼리를 직접 개폐한 다이렉트 콘택트 타입이라도 좋고, 또는, 도 9 또는 도 10에 도시한 바와 같은 유전체를 경유하는 용량 변화 타입이라도 좋다. 금속으로서는, 예를 들면, 금(Au) 또는 Au를 모재로 한 합금이 바람직하다. 용량 변화 타입인 경우에는, 도 9의 A 및 B에 도시한 바와 같이 가동 전극(16)의 측에 유전체를 마련하여도 좋고, 도 10의 A 및 B에 도시한 바와 같이 전송 선로(11) 및 그라운드(12)의 측에 유전체를 마련하여도 좋다. 또한, 가동 전극(16)측은 복잡한 형상이 되어 있는 경우가 많기 때문에, 유전체는, 도 10의 A 및 B에 도시한 바와 같이 전송 선로(11) 및 그라운드(12)의 측에 마련하는 것이 바람직하다.

(제 1의 실시의 형태)

도 11의 A는 본 발명의 제 1의 실시의 형태에 관한 션트 스위치(10)의 전체 구성을 도시한 것이고, 도 11의 B는, 도 11의 A에서의 XIB-XIB화살표로 본 방향의 단면 구조를 도시하고 있다. 이 션트 스위치(10)는, 하나의 소자(도시 생략)로부터 다른 소자(도시 생략)에 신호, 예를 들면 고주파 신호를 전송하기 위한 전송 선로(11)의 연결절단을 기계적으로 행하기 위해 실장되는 미소 구조물(마이크로 머신)이다. 또한, 션트 스위치(10)는, 알맞게 는 다른 소자와 동일한 패키지 내에 형성된 것이고, 보다 알맞게 는 SiP(System in Package)로 같은 패키지(同梱)에 실장되거나, SoC의 일부로서 혼재된다. 션트 스위치(10)는, 예를 들면, 반도체 등으로 이루어지는 기판(21)상에, 전송 선로(11)와, 그라운드(12)로서의 그라운드 선로(17)를 가지며, 이들 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)에 대향하여, 션트 선로(13)로서의 가동 전극(16)을 구비하고 있다.

기판(21)으로서는, 예를 들면, 실리콘(Si), 실리콘·카바이드(SiC), 실리콘·게르마늄(SiGe) 및 실리콘·게르마늄·카본(SiGeC) 등의 Si계 반도체로 이루어지는 기판을 들 수 있다. 기판(21)으로서는, 또한, 유리, 수지 및 플라스틱 등의 비(非)Si계 기판을 이용하여도 좋다. 기판(21)의 표면에는, 산화 규소(SiO₂), 질화 규소(SiN) 또는 SiN막과 SiO₂막과의 적층막 등으로 이루어지는 절연막(22)이 마련되어 있고, 이 절연막(22)에 의해, 기판(21)과 전송 선로(11)와 그라운드 선로(17)가 서로 전기적으로 분리되어 있다.

전송 선로(11)는, 기판(21) 표면의 절연막(22)상에 직선형상의 고정 전극으로서 마련되어 있다. 전송 선로(11)의 일단에는 입력 포트(Vin), 타단에는 출력 포트(Vout)가 마련되어 있다.

그라운드 선로(17)는, 기판(21) 표면의 절연막(22)상에, 그라운드 전위로 설정된 고정 전극으로서 마련되어 있다. 그라운드 선로(17)는, 예를 들면 한 변이 결여된 사각형의 형상을 가지며, 전송 선로(11)의 3방을 둘러싸고 마련되어 있다.

가동 전극(16)은, 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)에 대해 변위 가능한 가동부(23)의 위에, 2개 이상 서로 이간하여 배치되어 있다. 이들 2개 이상의 가동 전극(16)은, 가동부(23)의 표면에 마련된 절연막(22)에 의해 서로 절연되어 있다. 이에 의해, 이 션트 스위치(10)에서는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 션트 선로(13)가 2개 이상 병렬화되어 있음과 함께, 그것들 2개 이상의 션트 선로(13)의 상호간의 임피던스(Z3)가 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높게 되어 있고, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

가동부(23)는, 기판(21)을 MEMS 기술을 이용하여 가공함에 의해 형성된 것이고, 기판(21)의 표면에 대해 수평한 방향으로 변위 가능하게 되어 있다. 즉, 이 션트 스위치(10)는, 전송 선로(11), 그라운드 선로(17) 및 가동 전극(16)이 동일 수평면 내에 마련되고, 가동부(23)상의 가동 전극(16)이 수평 방향으로 변위하는, 이른바 래터럴 스위치로 분류되는 것이다.

가동부(23)는, 전송 선로(11)에 평행한 직선형상으로 마련되고, 그 양단에 가동 전극(16)이 하나씩 마련되어 있다. 즉, 2개의 가동 전극(16)이, 전송 선로(11)의 입력 포트(Vin)의 부근과, 출력 포트(Vout)의 부근에 마련되고, 전송 선로(11)를 통과하는 전송 신호에 대해 평행하게 병렬화되어 있다. 2개의 가동 전극(16)의 각각은, 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)에 대응하여 돌기형상의 접점(16A, 16B)을 갖고 있다.

가동부(23)는, 서로 맞물려진 한 쌍의 빗살 전극(24A, 24B)의 한쪽(예를 들면, 빗살 전극(24A))에 연결되어 있고, 그것들 한 쌍의 빗살 전극(24A, 24B)의 사이에 발생한 정전력에 의해 변위 가능하게 되어 있다. 빗살 전극(24B)은 기판(21)에 고정되어 있다. 빗살 전극(24A, 24B)은, 가동부(23)와 마찬가지로, 기판(21)의 소재 예를 들면 실리콘(Si)을, 공지의 리소그래피 기술을 이용하여 3차원 가공함에 의해 형성된 것이다. 빗살 전극(24A, 24B)의 빗살 부분의 대향면에는 전극층(도시 생략)이 마련되어 있다. 이들 빗살 전극(24A, 24B)에는 온 동작시에 있어서, 전원(도시 생략)으로부터의 전압 인가에 의해 구동력으로서 전자력이 발생하고, 이에 의해 빗살 전극(24A)이 빗살 전극(24B)측에 흡인되고, 그에 연동하여 가동 전극(16)이 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)에 접촉하도록 되어 있다.

이 션트 스위치(10)는, 예를 들면, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

도 12의 A 및 B 내지 도 15의 A 및 B는, 이 션트 스위치(10)의 주요부의 제조 방법을 공정순으로 도시한 것이다. 또한, 도 12의 A 내지 도 15의 A의 각 도면은 평면 구조, 도 12의 B 내지 도 15의 B는 도 12의 A 내지 도 15의 A에 도시한 B-B선에 따른 단면 구조를 도시하고 있다.

우선, 도 12의 A 및 B에 도시한 바와 같이, 상술한 재료, 예를 들면 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(21)을 준비하고, 이 기판(21)에, 리소그래피 기술을 이용한 3차원 가공에 의해, 입력 포트(Vin) 및 출력 포트(Vout)로서 비어를 형성한다.

뒤이어, 도 13의 A 및 B에 도시한 바와 같이, 그라운드 선로(17)의 일부로서, 예를 들면 Al-Cu 합금으로 이루어지는 배선(17A)을 0.8㎛의 두께로 형성한다.

계속해서, 도 14의 A 및 B에 도시한 바와 같이, 예를 들면 MEMS 기술을 이용하여, RIE(Reactive Ion Etching ; 반응성 이온 에칭)에 의해 기판(21)을 수직으로 가공하고(깊은 실리콘 에칭), 가동부(23)를 형성한다. 이 때, 빗살 전극(24A, 24B)도 동시에 형성한다.

가동부(23) 및 빗살 전극(24A, 24B)을 형성한 후, 기판(21)의 표면에, 예를 들면 CVD(Chemical Vapor Deposition ; 화학 기상 성장)법 또는 PVD(Physical Vapor Deposition ; 물리 증착)법에 의해, 상술한 재료로 이루어지는 절연막(22)를 형성한다.

그 후, 도 15의 A 및 B에 도시한 바와 같이, 기판(21)상에 전송 선로(21)와 그라운드 선로(17)의 잔부를 형성함과 함께, 가동부(23)의 양단에 가동 전극(16)을 형성한다. 이 때, 빗살 전극(24A, 24B)의 표면에도 전압 인가를 위한 전극(도시 생략)을 동시에 형성한다. 가동 전극(16)으로서는, 예를 들면, 기판(21)측부터, 두께 0.1㎛의 티탄(Ti)막과 두께 2㎛의 금(Au)막을 차례로 적층한 구조로 할 수 있다. 이상에 의해, 도 11에 도시한 션트 스위치(10)가 완성된다.

이 션트 스위치(10)에서는, 도 11의 A, 도 11의 B, 및 도 16의 A에 도시한 개방 동작(온 상태)시에 있어서, 폐쇄 동작(오프 상태)의 지령을 받으면 빗살 전극(24A, 24B)에 소정의 전압이 인가되고, 이들 전극 사이에 전자력이 발생한다. 그 결과, 빗살 전극(24A)이 빗살 전극(24B)에 근접하고, 그에 수반하여 가동부(23)가 전송 선로(11)측으로 수평에 이동하고, 도 16(B)에 도시한 바와 같이 가동 전극(16)과 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)가 접촉한다. 이에 의해 전송 선로(11)가 닫혀진 상태(오프 상태)가 된다.

이러한 폐쇄 동작(오프 상태)에 계속해서, 개방 동작(온 상태)의 지령을 받으면 빗살 전극(24A, 24B) 사이의 전자력이 해제되고, 그 수반하여 가동 전극(16)은 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)로부터 괴리되고, 도 11 및 도 16(A)의 위치로 복귀한다.

도 17은, 이 션트 스위치(10)의 전자계 해석에 의한 고주파 특성(아이솔레이션 특성)의 계산 결과를, 도 2의 A 및 B에서 설명한 종래 구조와 비교하여 도시한 것이다. 도 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 션트 스위치(10)에서는, 종래 구조에 비교하여 아이솔레이션이 3dB 높고, 동 전자계 해석으로 마련한 평가기준치(60GHz에서 10dB)를 클리어할 수 있었다.

이와 같이 본 실시의 형태에서는, 가동 전극(16)을, 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)에 대해 변위 가능한 가동부(23)의 위에, 2개 이상 서로 이간하여 배치함과 함께, 이들 2개 이상의 가동 전극(16)을, 가동부(23)의 표면에 마련된 절연막(22)에 의해 서로 절연하도록 하였기 때문에, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능해진다.

이하, 변형례 및 다른 실시의 형태를 설명한다. 또한, 제 1의 실시의 형태와 동일한 구성요소에 관해서는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 적절히 생략한다.

(변형례 1)

도 18은, 변형례 1에 관한 션트 스위치(10A)의 평면 구성을 도시한 것이다. 이 변형례 1은, 직선형상의 그라운드 선로(17)가 전송 선로(11)의 양측에 배치되어 있고, 2개의 가동 전극(16)이 모두 전송 선로(11)의 입력 포트(Vin)의 부근에 마련되어 있는 것이다. 즉, 본 변형례 1은, 2개의 가동 전극(16)을, 전송 선로(11)를 통과하는 전송 신호에 대해 수직으로 병렬화한 것이다. 이것을 제외하고는, 이 션트 스위치(10A)는, 상기 제 1의 실시의 형태의 션트 스위치(10)와 마찬가지로 하여 제조할 수 있고, 그 작용·효과도 마찬가지이다.

도 19는, 변형례 1에 관한 션트 스위치(10A)의 전자계 해석에 의한 고주파 특성(아이솔레이션 특성)의 계산 결과를, 도 2의 A 및 B에서 설명한 종래 구조와 비교하여 도시한 것이다. 도 19로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 션트 스위치(10A)에서는, 종래 구조에 비교하여 아이솔레이션이 3dB 높고, 동 전자계 해석에서 마련한 평가기준치(60GHz에서 10dB)를 클리어할 수 있었다.

(제 2의 실시의 형태)

도 20의 A 및 B는 본 발명의 제 2의 실시의 형태에 관한 션트 스위치(10B)의 평면 구성을 도시한 것이다. 본 실시의 형태는, 전송 선로(11)를, 기판(21)을 가공함에 의해 형성된 판 스프링(25)의 위에 마련하고, 이 판 스프링(25)의 변형을 이용하여, 오프 상태에서 전송 선로(11)의 중앙부를 그라운드 선로(17)에 접촉 가능하게 한 것이다. 즉, 이 션트 스위치(10B)는, 가동부(23)에 마련된 2개의 가동 전극(16)(제 1의 션트 선로(13A) 및 제 2의 션트 선로(13B))에 더하여 전송 선로(11)의 중앙부에 제 3의 션트 선로(13C)를 갖고 있다. 이것을 제외하고는, 이 션트 스위치(10B)는 제 1의 실시의 형태에서 설명한 션트 스위치(10)와 같은 구성을 가지며, 마찬가지로 하여 제조할 수 있다.

가동부(23)는, 전송 선로(11)의 중앙부에 대향하고 압입용 돌기(26)를 갖고 있다. 이 압입용 돌기(26)는, 가동부(23)의 변위에 수반하여 판 스프링(25)에 접촉하고, 판 스프링(25)를 변형시킴에 의해, 전송 선로(11)의 중앙부를 그라운드 선로(17)에 접촉시키는 것이다. 전송 선로(11)는, 전송 선로(11)와 그라운드 선로(17)와의 접촉 위치에, 접점용 돌기(16C)를 갖고 있는 것이 바람직하다. 전송 선로(11)와 그라운드 선로(17)의 접촉을 보다 확실하게 하는 것이 가능해지기 때문이다.

압입용 돌기(26)는, 가동 전극(16)보다도 전송 선로(11)측에 돌출하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 판 스프링(25)을 접압하여, 판 스프링(25)의 압입용 돌기(26)와는 역측, 즉 전송 선로(11)의 중앙부를 그라운드 선로(17)에 접촉시키는 것이 가능해지기 때문이다.

도 21의 A 및 B는 이 션트 스위치(10B)의 회로 구성을 도시한 것으로서, 도 21의 A는 온 상태(개방 동작), 도 21의 B는 오프 상태(폐쇄 동작)를 각각 도시하고 있다. 전송 선로(11)의 중앙부에 마련된 제 3의 션트 선로(13C)의 임피던스(Z4)는, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)에 대해 충분히 작다. 제 3의 션트 선로(13C)의 임피던스(Z4)와, 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B)의 임피던스(Z1)의 대소 관계는 특히 한정되지 않는다.

제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B)의 상호간의 임피던스(Z3)는, 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높다. 또한, 제 3의 션트 선로(13C)와 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B) 사이의 임피던스(Z5)는, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높다. 이에 의해, 이 션트 스위치(10)에서는, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이 션트 스위치(10B)에서는, 도 20의 A에 도시한 개방 동작(온 상태)인 경우에는, 가동 전극(16)은 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)로부터 괴리됨과 함께, 전송 선로(11)의 중앙부는 그라운드 선로(17)로부터 괴리되어 있다. 따라서, 도 21의 A에 도시한 바와 같이, 전송 선로(11)와 그라운드(12)가 전기적으로 결합되지 않고, 입력 포트(Vin)에서 들어간 신호는 전송 선로(11)를 통과하고, 출력 포트(Vout)에서 출력된다.

이 개방 동작(온 상태)시에 있어서, 폐쇄 동작(오프 상태)의 지령을 받으면 빗살 전극(24A, 24B)(도 20의 A 및 B에는 도시 생략, 도 11의 A 및 B 참조.)에 소정의 전압이 인가되고, 이들 전극 사이에 전자력이 발생한다. 그 결과, 빗살 전극(24A)이 빗살 전극(24B)에 근접하고, 그에 수반하여 가동부(23)가 전송 선로(11)측에 수평으로 이동하고, 도 20의 B에 도시한 바와 같이 가동 전극(16)(제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B))과 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)가 접촉한다.

이 때, 가동부(23)에 마련된 압입용 돌기(26)는, 가동부(23)의 변위에 수반하여 판 스프링(25)에 접촉하고, 판 스프링(25)를 굴곡 변형시킴에 의해, 전송 선로(11)의 중앙부(제 3의 션트 선로(13C))를 그라운드 선로(17)에 접촉시킨다.

이에 의해 도 21의 B에 도시한 바와 같이, 전송 선로(11)에 제 1 내지 제 3 션트 선로(13A 내지 13C)가 접속되고, 전송 선로(11)가 제 1 내지 제 3 션트 선로(13A 내지 13C)를 경유하여 그라운드(12)에 접지되는 상태(오프 상태)가 된다.

여기서는, 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B)의 상호간의 임피던스(Z3)는, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높게 되어 있다. 또한, 제 3의 션트 선로(13C)와 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B) 사이의 임피던스(Z5)는, 전송 선로(11)의 임피던스(Z2)보다도 높게 되어 있다. 따라서, 제 1 내지 제 3의 션트 선로(13A 내지 13C)를 경유한 리턴 신호의 발생이 억제되고, 각각의 션트 선로(13A 내지 13C)의 임피던스(Z1, Z4)가 저감된다. 따라서, 온 상태(개방 동작)에서의 삽입 손실 특성은 손상되는 일 없이, 오프 상태(폐쇄 동작)에서의 아이솔레이션이 개선된다.

또한, 제 3의 션트 선로(13C)와 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B)는, 도 20에도 도시한 바와 같이, 물리적으로 크게 떨어져 있다. 그 때문에, 제 3의 션트 선로(13C)와 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B) 사이의 임피던스(Z5)로서는, 제 1 및 제 2의 션트 선로(13A, 13B)의 상호간의 임피던스(Z3)보다도 큰 저항이 확보된다(Z5>Z3). 따라서, 제 3의 션트 선로(13C)에서는 신호의 되돌아옴이 더욱 적어지고, 보다 높은 아이솔레이션 특성을 얻을 수 있다.

이 폐쇄 동작(오프 상태)에 뒤이어서, 개방 동작(온 상태)의 지령을 받으면 빗살 전극(24A, 24B) 사이의 전자력이 해제되고, 그에 수반하여 가동 전극(16)은 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)로부터 괴리됨과 함께, 전송 선로(11)의 중앙부는 그라운드 선로(17)로부터 괴리되어, 도 20의 A의 위치로 복귀한다.

도 22는, 본 실시의 형태에 관한 션트 스위치(10B)의 전자계 해석에 의한 고주파 특성(아이솔레이션 특성)의 계산 결과를, 도 2의 A 및 B에서 설명한 종래 구조와 비교하여 도시한 것이다. 도 22로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 션트 스위치(10B)에서는, 종래 구조에 비교하여 아이솔레이션이 5dB 높고, 동 전자계 해석에서 마련한 평가기준치(60GHz에서 10dB)를 클리어할 수 있었다.

또한, 제 1의 실시의 형태에서는 도 17의 A로부터 알 수 있는 바와 같이, 전송 선로(11)의 중앙부에 전류 밀도가 높은 부분이 보여졌지만, 본 실시의 형태에서는, 도 22의 A로부터 알 수 있는 바와 같이, 전송 선로(11)의 중앙부에서의 전류의 밀집이 해소되어 있다.

(변형례 2)

도 23은, 변형례 2에 관한 션트 스위치(10C)의 평면 구성을 도시한 것이다. 이 변형례 2는, 접점용 돌기(16C)가 그라운드 선로(17)에 마련되어 있는 것을 제외하고는, 상기 제 2의 실시의 형태와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 이 션트 스위치(10C)는, 상기 제 2의 실시의 형태라고 마찬가지로 하여 제조할 수 있고, 그 작용·효과도 제 2의 실시의 형태와 마찬가지이다.

(변형례 3)

도 24의 A 및 B는, 변형례 3에 관한 션트 스위치(10D)의 구성을 도시한 것이다. 이 변형례 3은, 션트 선로(13)로서의 가동 전극(16)과 가동부(23)에 의해 바이메탈을 구성하고, 가동 전극(16) 자신이 변형함에 의해 전송 선로(11) 및/또는 그라운드 선로(17)에 대해 변위 가능하게 한 것이다. 여기서 바이메탈이란, 온도에 의한 팽창 계수가 다른 2종류의 박편을 접합한 구조체이다.

가동 전극(16)는, 저팽창률 재료로 이루어지는 판형상의 가동부(23)의 이면(기판(21)측의 면)에, 2개 이상(도 24의 A 및 B에서는 예를 들면 2개) 서로 이간하여 배치되어 있다. 이와 같이 가동 전극(16)을 바이메탈에 의해 구성함에 의해, 가동 전극(16) 자신의 신축 또는 굴곡을 이용하여 션트 선로(13)의 기능을 주는 것이 가능하다.

가동 전극(16)은, 바이메탈에 있어서의 고굴절율 재료층으로서의 기능도 갖고 있고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 금(Au), 또는 그것들을 모재로 하는 합금에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 가공이 저비용이고, 대량 생산에 적합하여 있기 때문이다.

가동부(23)는, 바이메탈에 있어서의 저팽창률 재료층으로서의 기능도 갖고 있고, 일단은 지지부(31)에 의해 기판(21)에 고정된 고정단이고, 타단은 바이메탈에 의해 상하로 신축 또는 굴곡 가능한 가동단으로 되어 있다. 가동부(23)는, 예를 들면, 실리콘(Si), 다결정 실리콘(폴리실리콘), 폴리이미드 또는 BCB(벤조시클로부텐) 등의 수지 재료, SiN 또는 SiO₂ 등의 유전막에 의해 구성되어 있다. 지지부(31)는, 실리콘(Si) 또는 다결정 실리콘 등에 의해 구성되고, 접지되어 있다.

이들 2개 이상의 가동 전극(16)은, 예를 들면 가동부(23) 자체가 절연성 재료에 의해 구성되어 있음에 의해, 또는, 예를 들면 가동부(23)의 표면에 절연막(도시 생략)이 마련되어 있음에 의해, 서로 절연되어 있다. 이에 의해, 이 션트 스위치(10D)에서는, 제 1의 실시의 형태에 있어서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 션트 선로(13)가 2개 이상 병렬화되어 있음과 함께, 그들 2개 이상의 션트 선로(13)의 상호간의 임피던스(Z3)가 전송 선로(11)의 임피던스보다도 높게 되어 있고, 아이솔레이션을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.

기판(21)상에는, 가동부(23)의 가동단에 대향하여, 전송 선로(11) 및 2개의 그라운드 선로(17)가 마련되어 있다. 2개의 그라운드 선로(17)는, 전송 선로(11)의 양측에 하나씩 배치되어 있다. 한쪽의 가동 전극(16)은, 전송 선로(11) 및 2개의 그라운드 선로(17)의 한쪽에 대향하고 있다. 다른쪽의 가동 전극(16)은, 전송 선로(11) 및 2개의 그라운드 선로(17)의 다른쪽에 대향하고 있다.

이 션트 스위치(10D)에서는, 실온에서 바이메탈으로 이루어지는 가동부(23) 및 가동 전극(16)은 도 25의 A에 도시한 바와 같이 곧바른 상태에 있고, 가동 전극(16)에 의해 전송 선로(11)가 그라운드(12)에 접속된 오프 상태가 된다. 한편, 바이메탈로 이루어지는 가동부(23) 및 가동 전극(16)에 온도를 가하면, 고팽창률 재료로 이루어지는 가동 전극(16)의 쪽이, 저 팽창률 재료로 이루어지는 가동부(23)보다도 팽창량이 크기 때문에, 도 25(B)에 도시한 바와 같이 가동부(23) 및 가동 전극(16)은 휘여 올라간 상태가 되고, 전송 선로(11)가 그라운드(12)로부터 분리된 온 상태가 된다.

또한, 본 변형례는, 바이메탈과 같은 열 구동 외에, 압전 구동, 정전 구동, 전자 구동에 의해 가동 전극(16)을 변형시키는 경우에도 적용 가능한 것은 자명하다.

또한, 도 26의 A 및 B에 도시한 바와 같이, 가동부(23)의 이면에, 2개의 가동 전극(16)에 더하여 가동부(23)를 바이메탈 구동하기 위한 바이메탈 구동용 전극(32)을 마련하도록 하여도 좋다. 바이메탈 구동용 전극(32)은, 가동 전극(16)보다도 큰 치수를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 가동 전극(16)과 바이메탈 구동용 전극(32)을 분리함에 의해, 구동 회로와의 사이의 신호 누설 또는 노이즈 혼입이 삭감되고, 보다 높은 아이솔레이션 특성을 얻는 것이 가능해진다.

(변형례 4)

도 27의 A 및 B는 본 발명의 변형례 4에 관한 션트 스위치(10E)의 단면 구성을 도시한 것이다. 이 변형례 4는, 가동부(23)가박판 스프링(27)를 사이에 두고 정전 구동용 가동 전극(28)에 연결되어 있고, 그라운드 선로(17)가 정전 구동용 고정 전극으로서의 기능을 겸하고 필요한 것이다. 가동부(23)는, 정전 구동용 가동 전극(28)과 그라운드 선로(17)의 사이에 발생하는 정전력에 의해, 기판(21)의 표면에 대해 수직한 방향으로 변위 가능하게 되어 있다. 또한, 가동부(23)상의 가동 전극(16)은, 정전 구동용 가동 전극(28)의 제어 전위와는 절연되어 있다.

이 션트 스위치(10E)에서는, 도 27의 B에 도시한 개방 동작(온 상태)시에 있어서, 폐쇄 동작(오프 상태)의 지령을 받으면 정전 구동용 가동 전극(28) 및 그라운드 선로(17)에 소정의 전압이 인가되고, 이들 전극 사이에 전자력이 발생한다. 그 결과, 정전 구동용 가동 전극(28)이 그라운드 선로(17)에 근접한다. 이에 수반하여, 정전 구동용 가동 전극(28)에 박판 스프링(27)를 사이에 두고 연결된 가동부(23)가, 전송 선로(11)측으로 수직으로 하강 이동하고, 도 27의 A에 도시한 바와 같이 가동 전극(16)과 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)가 접촉한다. 이에 의해 전송 선로(11)가 닫히진 상태(오프 상태)가 된다.

이 폐쇄 동작(오프 상태)에 뒤이어, 개방 동작(온 상태)의 지령을 받으면 정전 구동용 가동 전극(28) 및 그라운드 선로(17) 사이의 전자력이 해제되고, 그에 수반하여 가동 전극(16)은 전송 선로(11) 및 그라운드 선로(17)로부터 괴리되고, 도 27의 B의 위치로 복귀한다. 또한, 도 27의 A 및 B에서 신호는 지면에 대해 수직 방향으로 전송되고 있다.

또한, 본 변형례는, 상술한 정전 액추에이터 외에, 피에조 액추에이터, 전자 액추에이터, 바이메탈 액추에이터 등, 이른바 MEMS 기능에 의한 액추에이터를 사용한 다른 구동 방식에도 적용 가능한 것은 자명하다.

(적용례)

다음에, 도 28을 참조하여, 본 발명의 션트 스위치를 탑재한 통신 장치의 구성에 관해 설명한다. 도 28은, 전자기기로서의 통신 장치의 블록 구성을 도시하고 있다. 또한, 본 발명의 션트 스위치를 탑재한 반도체 디바이스 및 모듈은, 상기 통신 장치에 의해 구현화되기 때문에, 이하, 합쳐서 설명한다.

도 28에 도시한 통신 장치는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 션트 스위치를 송수신 전환기(301)(반도체 디바이스)로서 탑재한 것이고, 예를 들면, 휴대전화기, 정보 휴대 단말(PDA), 무선 LAN 기기 등이다. 또한, 상기 송수신 전환기(301)는, SoC로 이루어지는 반도체 디바이스 내에 형성되어 있다. 이 통신 장치는, 예를 들면, 도 20에 도시한 바와 같이, 송신계 회로(300A)(모듈)와, 수신계 회로(300B)(모듈)와, 송수신 경로를 전환하는 송수신 전환기(301)와, 고주파 필터(302)와, 송수신용의 안테나(303)를 구비하고 있다.

송신계 회로(300A)는, I채널의 송신 데이터 및 Q채널의 송신 데이터에 대응한 2개의 디지털/아날로그 변환기(DAC ; Digital/AnalogueConverter)(311I, 311Q) 및 2개의 밴드패스 필터(312I, 312Q)와, 변조기(320) 및 송신용 PLL(Phase-LockedLoop) 회로(313)와, 전력 증폭기(314)를 구비하고 있다. 이 변조기(320)는, 상기한 2개의 밴드패스 필터(312I, 312Q)에 대응한 2개의 버퍼 앰프(321I, 321Q) 및 2개의 믹서(322I, 322Q)와, 이상기(phase shifter)(323)와, 가산기(324)와, 버퍼 앰프(325)를 포함하여 구성되어 있다.

수신계 회로(300B)는, 고주파 부(330), 밴드패스 필터(341) 및 채널 선택용 PLL 회로(342)와, 중간주파 회로(350) 및 밴드패스 필터(343)와, 복조기(360) 및 중간주파 용 PLL 회로(344)와, I채널의 수신 데이터 및 Q채널의 수신 데이터에 대응한 2개의 밴드패스 필터(345I, 345Q) 및 2개의 아날로그/디지털 변환기(ADC ; Analogue/Digital Converter)(346I, 346Q)를 구비하고 있다. 고주파부(330)는, 저노이즈 앰프(331)와, 버퍼 앰프(332, 334)와, 믹서(333)를 포함하여 구성되어 있고, 중간주파 회로(350)는, 버퍼 앰프(351, 353)와, 자동 게인 조정(AGC ; Auto Gain Controller) 회로(352)를 포함하여 구성되어 있다. 복조기(360)는, 버퍼 앰프(361)와, 상기한 2개의 밴드패스 필터(345I, 345Q)에 대응하는 2개의 믹서(362I, 362Q) 및 2개의 버퍼 앰프(363I, 363Q)와, 이상기(364)를 포함하여 구성되어 있다.

이 통신 장치에서는, 송신계 회로(300A)에 I채널의 송신 데이터 및 Q채널의 송신 데이터가 입력되면, 각각의 송신 데이터를 이하의 순서로 처리한다. 즉, 우선, DAC(311I, 311Q)에서 아날로그 신호로 변환하고, 계속해서 밴드패스 필터(312I, 312Q)에서 송신 신호의 대역 이외의 신호 성분을 제거한 후, 변조기(320)에 공급한다. 계속해서, 변조기(320)에서, 버퍼 앰프(321I, 321Q)를 통하여 믹서(322I, 322Q)에 공급하고, 계속해서 송신용 PLL 회로(313)로부터 공급되는 송신 주파수에 대응한 주파수 신호를 혼합하여 변조한 후, 양 혼합 신호를 가산기(324)에서 가산함에 의해 1계통의 송신 신호로 한다. 이 때, 믹서(322I)에 공급하는 주파수 신호에 관해서는, 이상기(323)에서 신호 위상을 90°시프트시킴에 의해, I채널의 신호와 Q채널의 신호가 서로 직교 변조되도록 한다. 최후로, 버퍼 앰프(325)를 통하여 전력 증폭기(314)에 공급함에 의해, 소정의 송신 전력이 되도록 증폭한다. 이 전력 증폭기(314)에서 증폭된 신호는, 송수신 전환기(301) 및 고주파 필터(302)를 통하여 안테나(303)에 공급됨에 의해, 그 안테나(303)를 통하여 무선 송신된다. 이 고주파 필터(302)는, 통신 장치에서 송신 또는 수신하는 신호중의 주파수대역 이외의 신호 성분을 제거하는 밴드패스 필터로서 기능한다.

한편, 안테나(303)로부터 고주파 필터(302) 및 송수신 전환기(301)를 통하여 수신계 회로(300B)에 신호가 수신되면, 그 신호를 이하의 순서로 처리한다. 즉, 우선, 고주파 부(330)에서, 수신 신호를 저노이즈 앰프(331)에서 증폭하고, 계속해서 밴드패스 필터(341)에서 수신 주파수대역 이외의 신호 성분을 제거한 후, 버퍼 앰프(332)를 통하여 믹서(333)에 공급한다. 계속해서, 채널 선택용 PPL 회로(342)로부터 공급되는 주파수 신호를 혼합하고, 소정의 송신 채널의 신호를 중간주파 신호로 함에 의해, 버퍼 앰프(334)를 이용하여 중간주파 회로(350)에 공급한다. 계속해서, 중간주파 회로(350)에서, 버퍼 앰프(351)를 통하여 밴드패스 필터(343)에 공급함에 의해 중간주파 신호의 대역 이외의 신호 성분을 제거하고, 계속해서 AGC 회로(352)에서 거의 일정한 게인 신호로 한 후, 버퍼 앰프(353)를 통하여 복조기(360)에 공급한다. 계속해서, 복조기(360)에서, 버퍼 앰프(361)를 통하여 믹서(362I, 362Q)에 공급한 후, 중간주파용 PPL 회로(344)로부터 공급되는 주파수 신호를 혼합하고, I채널의 신호 성분과 Q채널의 신호 성분을 복조한다. 이 때, 믹서(362I)에 공급하는 주파수 신호에 관해서는, 이상기(364)에서 신호 이상을 90° 시프트시킴에 의해, 서로 직교 변조된 I채널의 신호 성분과 Q채널의 신호 성분을 복조한다. 최후로, I채널의 신호 및 Q채널의 신호를 각각 밴드패스 필터(345I, 345Q)에 공급함에 의해 I채널의 신호 및 Q채널의 신호 이외의 신호 성분을 제거한 후, ADC(346I, 346Q)에 공급하고 디지털 데이터로 한다. 이에 의해, I채널의 수신 데이터 및 Q채널의 수신 데이터를 얻을 수 있다.

이 통신 장치는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 션트 스위치를 수신 전환기(301)로서 탑재하고 있기 때문에, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 작용에 의해, 우수한 고주파 특성을 갖는다.

또한, 도 28에 도시한 통신 장치에서는, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 션트 스위치를 수신 전환기(301)(반도체 디바이스)에 적용하는 경우에 관해 설명하였지만, 반드시 이것으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 션트 스위치를 송신계 회로(300A) 및 수신계 회로(300B)(모듈) 내의 믹서(332I, 332Q, 333, 362I, 362Q)나, 밴드패스 필터(312I, 312Q, 341, 343, 346I, 346Q), 또는, 고주파 필터(302)(반도체 디바이스)에 적용하여도 좋다. 이 경우에도, 상기한 바와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상, 실시의 형태를 들어서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시의 형태로 한정되는 것이 아니라, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시의 형태에서 설명한 각 층의 재료 및 두께, 또는 성막 방법 등은 한정되는 것이 아니라, 다른 재료 및 두께로 하여도 좋고, 또는 다른 성막 방법으로 하여도 좋다.

또한, 상기 실시의 형태에서는, 션트 스위치(10, 10A 내지 10E)의 구성을 구체적으로 들어서 설명하였지만, 모든 구성요소를 구비할 필요는 없고, 또한, 다른 구성요소를 더욱 구비하고 있어도 좋다.

본 출원은 JP2009-175190호(2009.07.28)에 근거한 우선권주장출원이다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상술하여 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지않는 범위의 설계의 변경 등이 있더라도 본 발명에 포함된다.

Claims

션트 스위치에 있어서,
전송 선로와, 그라운드와,
상기 전송 선로 및 상기 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고,
상기 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 상기 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 상기 전송 선로의 임피던스보다 높은 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 1항에 있어서,
상기 션트 선로는, 상기 전송 선로 및/또는 상기 그라운드에 대해 변위 가능한 가동 전극에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 2항에 있어서,
기판상에, 상기 전송 선로와, 그라운드 전위로 설정된 그라운드 선로가 마련되고,
상기 가동 전극은, 상기 기판을 가공함에 의해 형성된 것임과 함께 상기 전송 선로 및/또는 상기 그라운드 선로에 대해 변위 가능한 가동부의 위에, 2개 이상 서로 이간하여 배치되고,
상기 2개 이상의 가동 전극은, 상기 가동부의 표면에 마련된 절연막에 의해 서로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 3항에 있어서,
상기 가동부는, 서로 맞물려진 한 쌍의 빗살 전극에 연결되어 있고, 상기 한 쌍의 빗살 전극의 사이에 발생하는 정전력에 의해 변위 가능한 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 4항에 있어서,
상기 가동부가, 상기 기판의 표면에 대해 수평한 방향으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 5항에 있어서,
상기 전송 선로는, 상기 기판을 가공함에 의해 형성된 판 스프링의 위에 마련되고,
상기 가동부는, 상기 전송 선로의 중앙부에 대향하여 압입용 돌기를 가지며,
상기 압입용 돌기는, 상기 가동부의 변위에 수반하여 상기 판 스프링에 접촉하고 상기 판 스프링을 변형시킴에 의해, 상기 전송 선로의 중앙부를 상기 그라운드 선로에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 2항에 있어서,
상기 가동 전극 자신이 변형함에 의해 상기 전송 선로 및/또는 상기 그라운드에 대해 변위 가능한 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
제 3항에 있어서,
상기 가동부는, 박판 스프링을 사이에 두고 정전 구동용 가동 전극에 연결되어 있음과 함께, 상기 정전 구동용 가동 전극과 상기 그라운드 선로의 사이에 발생하는 정전력에 의해 상기 기판의 표면에 대해 수직한 방향으로 변위 가능한 것을 특징으로 하는 션트 스위치.
션트 스위치를 구비하는 반도체 디바이스에 있어서,
상기 션트 스위치는,
전송 선로와, 그라운드와, 상기 전송 선로 및 상기 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고,
상기 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 상기 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 상기 전송 선로의 임피던스보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
션트 스위치를 갖는 반도체 디바이스를 구비하는 모듈에 있어서,
상기 션트 스위치는, 전송 선로와, 그라운드와, 상기 전송 선로 및 상기 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고,
상기 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 상기 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 상기 전송 선로의 임피던스보다 높은 것을 특징으로 하는 모듈.
션트 스위치를 갖는 반도체 디바이스를 구비하는 전자 기기에 있어서,
상기 션트 스위치는, 전송 선로와, 그라운드와, 상기 전송 선로 및 상기 그라운드를 전기적으로 결합하는 션트 선로를 구비하고,
상기 션트 선로가 2개 이상 병렬화되고, 상기 2개 이상의 션트 선로의 상호간의 임피던스가 상기 전송 선로의 임피던스보다 높은 것을 특징으로 하는 전자기기.