TWI443702B

TWI443702B - 分流開關，半導體裝置，模組及電子裝置

Info

Publication number: TWI443702B
Application number: TW099124046A
Authority: TW
Inventors: Akira Akiba; Koichi Ikeda
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2014-07-01
Also published as: CN101986410B; US20110024273A1; JP2011029061A; US8456037B2; JP5402355B2; CN101986410A; KR20110011550A; TW201116474A

Description

分流開關，半導體裝置，模組及電子裝置

本發明係關於一種使用MEMS(微機電系統：微機器)之分流開關、一種半導體裝置、一種模組及一種電子裝置，該半導體裝置、該模組及該電子裝置之各者均包含該分流開關。

隨著整合技術之新近改良，用於電子裝置以減小其等之尺寸及重量並實現較低電壓操作、較低電力消耗及較高頻率操作之技術正快速發展。特定言之，在用於行動通信裝置(諸如行動電話)之技術中，除上述苛刻要求以外，要求性能更高，就用於解決此等衝突問題之技術之一者而言，已將關注放在MEMS。MEMS係其中藉由一矽處理技術而整合一微機械元件與一電子電路元件之系統，且在日本，MEMS多被稱為微機器。可藉由超級特性(諸如MEMS技術之高精度處理)而實現具有較高性能之小及低成本SoC(單晶片系統)。

在行動通信裝置之技術中，已開發使用MEMS技術之各種半導體裝置，且其等之一者係一開關，其用於機械地連接及斷開傳送一高頻信號之一信號線。在先前技術之高頻開關中，與其中在一關閉狀態下一傳輸線係實體地斷開之一串聯型開關相比，一分流型開關(其中在一關閉狀態下一傳輸線係通過一分流線而連接至一接地件，如(例如)日本未審查專利申請公開案第2003-264122中所述)之使用更廣泛。

例如，在日本未審查專利申請公開案第2003-264122之一分流開關中，雖然一傳輸線及一接地線係配置在一基板上，但作為一分流線之一移動電極係配置在該基板上方，且該傳輸線係藉由使該移動電極與該傳輸線及該接地線接觸而連接至一接地件。

然而，在先前技術之此一高頻分流開關中，插入損耗之頻率特性通常較好，但隔離之頻率特性較差。該分流開關之隔離性係定義為10 Log(Z1/Z2)，其中使用一分流線之一阻抗Z1及一傳輸線之一阻抗Z2，且通常-20分貝至-40分貝之一隔離性係必需。該傳輸線之該阻抗Z2具有一上限以便使一插入損耗保持約為1分貝，進而改良隔離性，可期望僅減小該分流線之該阻抗Z1。然而，在先前技術中，難以在維持該傳輸線之該阻抗Z2之同時減小該分流線之該阻抗Z1。

換言之，允許(例如)藉由增大作為分流線之移動電極之尺寸以增大與傳輸線之一接觸面積而減小分流線之阻抗Z1。然而，在此一情況下，亦減小一路徑之電阻，其中一信號通過分流線而返回至傳輸線，由此容易產生一所謂之返回信號。

可期望提供一種允許改良隔離性之分流開關。

再者，可期望提供一種半導體裝置、一種模組及一種電子裝置，其等之各者均包含分流開關。

根據本發明之一實施例，提供一種分流開關，其包含：一傳輸線；一接地件；及一分流線，其使該傳輸線及該接地件電耦合，其中該等分流線之兩者或兩者以上係相互平行地配置，且該兩條或兩條以上分流線之間之一阻抗高於該傳輸線之一阻抗。

根據本發明之一實施例，提供一種半導體裝置，其包含根據本發明之上述實施例之分流開關。根據本發明之一實施例，提供一種模組及一種電子裝置，各者均包含根據本發明之該實施例之該半導體裝置。

在根據本發明之實施例之分流開關、半導體裝置、模組及電子裝置中，在一開啟狀態(一打開操作)下，傳輸線與接地件係非電耦合，且(例如)在傳輸線中傳送一高頻信號。在一關閉狀態(一閉合操作)下，傳輸線係通過分流線而連接至接地件。在此情況下，分流線之兩者或兩者以上係相互平行地配置，且該等分流線之間之一阻抗高於傳輸線之一阻抗，所以減少產生通過分流線之一返回信號，且減小各分流線之一阻抗。因此，改良該關閉狀態(該閉合操作)下之隔離性。

在根據本發明之實施例之分流開關中，分流線之兩者或兩者以上係相互平行地配置，且該等分流線之阻抗高於傳輸線之阻抗，所以可改良隔離性。因此，在半導體裝置、模組及電子裝置(其等之各者均包含分流開關)中，可實現高頻特性之一改良。

將自以下描述而更全面地明白本發明之其他及進一步目的、特徵及優點。

以下將參考附圖而詳細描述若干較佳實施例。

圖1A及圖1B繪示分別處於一開啟狀態(一打開操作)及處於一關閉狀態(一閉合操作)之根據本發明之一實施例之一分流開關之一電路組態。一分流開關10包含(例如)一傳輸線11、一接地件12、分流線13A、13B及13C(下文中統稱分流線13)。

傳輸線11係傳送一信號(例如一輸入埠Vin與一輸出埠Vout之間之一高頻信號)之一信號線。分流線13藉由使傳輸線11與接地件12彼此電耦合而將傳輸線11連接至接地件12，且具有比傳輸線11之一阻抗Z2小很多之一阻抗Z1。

分流線13之兩者或兩者以上(在圖1A及圖1B中為三條分流線13A至13C)係相互平行地配置。該兩條或兩條以上分流線13之間之一阻抗Z3高於傳輸線11之阻抗Z2。由此，可改良分流開關10中之隔離性。

以下將比較於先前技術之一分流開關描述此一分流開關10之組態。

圖2B繪示先前技術之一分流開關110之一電路組態，其中唯一分流線113係配置用於一傳輸線111，且圖2A繪示與圖2B對應之分流開關110之一示意組態。在先前技術之該分流開關110中，如圖2A中所繪示，作為該分流線113之一移動電極116係與該傳輸線111接觸，使得該傳輸線111係連接至一接地件112。

如上所述，圖2B中所繪示之分流開關110之隔離性係定義為10 Log(Z1/Z2)，其中使用分流線113之一阻抗Z1及傳輸線111之一阻抗Z2，且-20分貝至-40分貝之一隔離性通常係必需。傳輸線111之該阻抗Z2具有一上限以便使一插入損耗保持約為1分貝，進而改良隔離性，可期望僅減小分流線之該阻抗Z1。

作為減小分流線113之阻抗Z1之方法之一者，(例如)如圖3A及圖3B中所繪示，可考慮增大作為分流線113之移動電極116之尺寸。當增大移動電極116之尺寸時，增大移動電極116與傳輸線111之間之一接觸面積使得分流線113之一阻抗Z'1被減小以低於圖2A及圖2B中之阻抗Z1(Z'1<Z1)。然而，在此情況下，亦減小傳輸線111之一阻抗Z'2(Z'2<Z2)，由此容易產生一所謂之返回信號。

作為防止返回信號之一方法，如圖4中所繪示，可考慮在移動電極116之一表面上配置凸出接觸點116A、116B、116C及116D。再者，如圖5中所繪示，切口可配置於該等接觸點116A至116D之間以便形成呈一梳形狀之移動電極116。

圖6繪示對應於圖4及圖5之一電路組態。在圖4及圖5所繪示之組態中，接觸點116A至116D係經配置以增大電流路徑，所以比較於圖2A及圖2B或圖3A及圖3B中所繪示之組態，允許減小傳輸線111之阻抗Z2之一下降。然而，接觸點116A至116D係與一足夠低阻抗耦合，所以難以防止返回信號，進而無法充分改良隔離性。

另一方面，在根據圖1A及圖1B所繪示之實施例之分流開關10中，用遠高於傳輸線11之阻抗Z2之阻抗Z3(Z3>Z2)來使三條分流線13A至13C相互絕緣。因此，分流開關10之一關閉狀態下之一阻抗Zoff係一理想值，即為圖2A及圖2B中所繪示之分流線113之阻抗Z1之三分之一((Z1)/3)，因為減小通過分流線13而返回至傳輸線11之信號。

另外，顯而易見相同情形適用於其中在圖1A及圖1B中分流線13A至13C之阻抗Z1之一些或所有或分流線13A至13C之間之阻抗Z3之一些或所有係相互不同之情況。

接著，以下將描述分流開關10之功能。

在分流開關10中，在一開啟狀態(一打開操作)下，如圖1A中所繪示，傳輸線11與接地件12係非彼此電耦合，且自輸入埠Vin進入之一信號經過傳輸線11以自輸出埠Vout被輸出。另一方面，在一關閉狀態(一閉合操作)下，如圖1B中所繪示，三條分流線13A至13C係連接至傳輸線11，且傳輸線11係通過該等分流線13A至13C而連接至接地件12。

在此情況下，兩條或兩條以上分流線13係相互平行地配置，且該等分流線13A至13C之間之阻抗Z3之各者均高於傳輸線11之阻抗Z2，所以減少產生已經過該等分流線13A至13C之一返回信號，且減小該等分流線13A至13C之各者之阻抗Z1。因此，改良關閉狀態(一閉合操作)下之隔離性且不損及開啟狀態(一打開操作)下之插入損耗特性。

以下將描述具有圖1A及圖1B中所繪示之電路組態的分流開關10之若干特定實施例，且將按以下順序給出描述。

(1)等效電路

(2)第一實施例(一實例，其中兩條分流線係相互平行地分別配置在一輸入埠及一輸出埠附近，並執行一水平操作)

(3)修改方案1(一實例，其中兩條分流線係相互平行地配置在一輸入埠附近)

(4)第二實施例(一實例，其中用於與一固定電極接觸之一凸出物係包含在一傳輸線之一中心部件內)

(5)修改方案2(一實例，其中一固定電極包含用於與一傳輸線之一中心部件接觸之一凸出物)

(6)修改方案3(一實例，其使用一雙金屬)

(7)修改方案4(一實例，其執行一垂直操作)

(8)若干應用實例

等效電路

圖7繪示圖1A及圖1B中所繪示之分流開關10之開啟狀態及關閉狀態以作為一等效電路。在圖7中，以傳輸線11與各分流線13之間之一開關15表示分流開關10之開啟狀態與關閉狀態之間之一開關系統。

圖8A及圖8B至圖10A及圖10B繪示開關15之組態實例。較佳地，分流線13各組態有可相對於傳輸線11與接地件12之一或兩者移位之一移動電極16。分流線13各組態有作為一機械部件之該移動電極16，由此允許分流線13機械地打開或閉合圖7中所繪示之開關15。因此，與傳輸線11與分流線13之間之連接相關之插入損耗及隔離性係可相容。

移動電極16與傳輸線11及接地件12之間之連接可屬於：一直接接觸型，其中直接打開或閉合如圖8A及圖8B中所繪示之金屬之表面；或一容量改變型，其中用介於其間之一介電質來使移動電極16與傳輸線11及接地件12彼此連接，如圖9A及圖9B或圖10A及圖10B中所繪示。作為金屬，例如，作為一基底材料之金(Au)或包含Au之一合金係較佳。就該容量改變型而言，如圖9A及圖9B中所繪示，該介電質可配置在移動電極16之一側上，或如圖10A及圖10B中所繪示，該介電質可配置在傳輸線11及接地件12之側上。另外，移動電極16在許多情況下具有一複雜形狀，所以該介電質較佳係配置在傳輸線11及接地件12之該等側上，如圖10A及圖10B中所繪示。

第一實施例

圖11A繪示根據本發明之一第一實施例之分流開關10之整個組態，且圖11B繪示沿圖11A中之一箭頭方向XIB-XIB取得之一截面組態。分流開關10係一微結構(一微機器)，其經安裝以機械地連接及斷開將來自一裝置(圖中未繪示)之一信號(例如一高頻信號)傳送至另一裝置(圖中未繪示)之傳輸線11。再者，分流開關10較佳係形成於具有任何其他裝置之一封裝中，且更佳地，分流開關10被封裝及安裝在一SiP(系統級封裝)中或被安裝為一SoC之一部件。分流開關10包含(例如)在由一半導體或類似物製成之一基板21上之傳輸線11及作為接地件12之一接地線17，且包含作為分流線13之移動電極16，其面向傳輸線11及接地線17。

基板21之實例包含由矽基半導體(諸如矽(Si)、碳化矽(SiC)、矽鍺(SiGe)及矽鍺碳(SiGeC))製成之基板。再者，作為基板21，可使用由玻璃、一樹脂或塑膠製成之一非矽基基板。由二氧化矽(SiO₂ )、氮化矽(SiN)製成之一絕緣薄膜22或包含一SiN薄膜及一SiO₂ 薄膜之一層壓薄膜係配置在基板21之一表面上，且藉由該絕緣薄膜22而使基板21、傳輸線11及接地線17相互電隔開。

傳輸線11係作為一線性固定電極而配置在基板21之表面上之絕緣薄膜22上。輸入埠Vin及輸出埠Vout係分別配置在傳輸線11之一端部及另一端部處。

接地線17係作為一固定電極(其被設定為一接地電位)而配置在基板21之表面上之絕緣薄膜22上。接地線17具有(例如)缺一邊之一矩形形狀，且係經配置使得傳輸線11之三條邊被接地線17包圍。

兩個或兩個以上移動電極16係相互隔開地配置在可相對於傳輸線11及接地線17移位之一移動區段23上。藉由配置在該移動區段23之一表面上之絕緣薄膜22而使該兩個或兩個以上移動電極16相互絕緣。由此，在分流開關10中，如以上參考圖1A及圖1B所述，兩條或兩條以上分流線13係相互平行地配置，且該兩條或兩條以上分流線13之間之阻抗Z3高於傳輸線11之阻抗Z2，所以可改良隔離性。

移動區段23係藉由使用一MEMS技術來處理基板21而與基板21形成為一單元，且可沿相對於基板21之表面之一水平方向移位。換言之，分流開關10被歸類為一所謂之橫向開關，其中傳輸線11、接地線17及移動電極16係配置在一水平面內，且移動區段23上之移動電極16係沿水平方向移位。

移動區段23係經線性配置而與傳輸線11平行，且一移動電極16係配置在移動區段23之兩端部之各者處。換言之，兩個移動電極16係分別配置在傳輸線11之輸入埠Vin及輸出埠Vout附近，且係相互平行地相對於經過傳輸線11之一傳輸信號而配置。該兩個電極16各包含與傳輸線11及接地線17對應之凸出接觸點16A及16B。

移動區段23係耦合至彼此接合之一對梳狀電極24A及24B之一者(例如一梳狀電極24A)，且可藉由產生於該對梳狀電極24A與24B之間之靜電力而移位。梳狀電極24B係固定至基板21。就移動區段23而言，藉由使用一已知微影技術來三維地處理基板21之一材料(例如矽(Si))而形成該等梳狀電極24A及24B。一電極層(圖中未繪示)係配置在該等梳狀電極24A及24B之梳齒部件之面向表面上。在該等梳狀電極24A及24B中，在一開啟狀態中，由來自一電源(圖中未繪示)之電壓施加產生作為驅動力之電磁力，由此梳狀電極24A被吸引朝向梳狀電極24B，且與梳狀電極24A同步地，使移動電極16與傳輸線11及接地線17接觸。

可通過(例如)以下步驟而製造分流開關10。

圖12A及圖12B至圖15A及圖15B繪示按步驟順序製造分流開關10之主要部件之一方法。另外，圖12A至圖15A繪示一平面組態且圖12B至圖15B繪示沿圖12A至圖15A之一線B-B取得之一截面組態。

首先，如圖12A及圖12B中所繪示，製備由上述材料(例如矽(Si))製成之基板21，且使用一微影技術來三維地處理基板21以形成作為輸入埠Vin及輸出埠Vout之導通體。

接著，如圖13A及圖13B中所繪示，由(例如)一厚度為0.8微米之一Al-Cu合金製成一導線17A係形成為接地線17之一部件。

接著，如圖14A及圖14B中所繪示，藉由使用(例如)一MEMS技術來RIE(反應性離子蝕刻)而垂直地處理(矽之深蝕刻)基板21以形成移動區段23。同時，亦形成梳狀電極24A及24B。

在形成移動區段23與梳狀電極24A及24B之後，由上述材料製成之絕緣薄膜22係藉由(例如)一CVD(化學氣相沈積)法或一PVD(物理氣相沈積)法而形成於基板21之表面上。

此後，如圖15A及圖15B中所繪示，傳輸線11及接地線17之剩餘部件係形成於基板21上，且移動電極16係形成於移動區段23之兩端部處。此時，用於電壓施加之電極(圖中未繪示)係同時形成於梳狀電極24A及24B之表面上。移動電極16可具有(例如)一組態，其中自基板21按順序層壓一厚度為0.1微米之一鈦(Ti)薄膜及一厚度為2微米之一金(Au)薄膜。因此，完成圖11A及圖11B中所繪示之分流開關10。

在分流開關10中，在圖11A及圖11B與圖16A所繪示之打開操作(開啟狀態)中，接收用於閉合操作(關閉狀態)之一命令，將一預定電壓施加於梳狀電極24A及24B以於梳狀電極24A與24B之間產生電磁力。因此，梳狀電極24A靠近梳狀電極24B，且與梳狀電極24A同步地，移動區段23沿朝向傳輸線11之一水平方向移動，使得如圖16B中所繪示，移動電極16係與傳輸線11及接地線17接觸。由此，傳輸線11轉向一閉合狀態(關閉狀態)。

在閉合狀態(關閉狀態)之後，當接收用於打開操作(開啟狀態)之一命令時，釋放梳狀電極24A與24B之間之電磁力，且使移動電極16與傳輸線11及接地線17隔開，以因此返回至圖11A及圖11B與圖16A中之位置。

圖17繪示與圖2A及圖2B所述之先前技術組態之高頻特性比較之藉由分流開關10之一電磁場分析而計算之高頻特性(隔離特性)之結果。自圖17顯而易見，在分流開關10中，隔離性比先前技術組態之隔離性高3分貝，且該隔離性達到該電磁場分析中所設定之一評估標準值(在60千兆赫時為10分貝)。

因此，在實施例中，兩個或兩個以上電極16係相互隔開地配置在可相對於傳輸線11及接地線17移位之移動區段23上，且藉由配置在移動區段23之表面上之絕緣薄膜22而使該兩個或兩個以上移動電極16相互絕緣，所以可改良隔離性。

接著，以下將描述修改方案及其他實施例。另外，以截止第一實施例之相同元件符號標示相同組件，且不會進一步加以描述。

修改方案1

圖18繪示根據修改方案1之一分流開關10A之一平面組態。在修改方案1中，線性接地線17係配置傳輸線11之兩側上，且兩個移動電極16係配置在傳輸線11之輸入埠Vin附近。換言之，在修改方案1中，兩個移動電極16係配置而相互平行且垂直於經過傳輸線11之一傳輸信號。除此以外，可以與根據第一實施例之分流開關10中之方式相同之方式製造該分流開關10A，且該分流開關10A之功能及效果係與分流開關10之功能及效果相同。

圖19繪示與圖2A及圖2B中所述之先前技術組態比較之藉由根據修改方案1之分流開關10A之一電磁場分析而計算之高頻特性(隔離特性)之結果。自圖19顯而易見，在分流開關10A中，隔離性比先前技術組態之隔離性高3分貝，且達到電磁場分析中所設定之一評估標準值(在60千兆赫時為10分貝)。

第二實施例

圖20A及圖20B繪示根據本發明之一第二實施例之一分流開關10B之一平面組態。在該實施例中，傳輸線11係配置在藉由處理基板21而與基板21形成為一單元之一葉片彈簧25上，且該葉片彈簧25之變形允許傳輸線11之一中心部件在關閉狀態下與接地線17接觸。換言之，除配置在移動區段23上之兩個移動電極16(一第一分流線13A及一第二分流線13B)以外，該分流開關10B包含在傳輸線11之該中心部件上之一第三分流線13C。除此以外，該分流開關10B具有與第一實施例中所述分流開關10之組態相同之組態，且可以與分流開關10中之方式相同之方式製造。

移動區段23包含面向傳輸線11之中心部件之一推式凸出物26。回應於移動區段23之移位而使該推式凸出物26與葉片彈簧25接觸以便使葉片彈簧25變形，由此使傳輸線11之中心部件與接地線17接觸。傳輸線11較佳包含在傳輸線11與接地線17之間之一接觸位置處之一接觸凸出物16C，因為允許傳輸線11與接地線17彼此更穩固地接觸。

更佳地，使推式凸出物26比移動電極16更凸出朝向傳輸線11。由此，按壓葉片彈簧25，且允許與面向葉片彈簧25之推式凸出物26之一側相對之一側(即：傳輸線11之中心部件)與接地線17接觸。

圖21A及圖21B繪示分別處於一開啟狀態(一打開操作)及處於一關閉狀態(一閉合操作)之分流開關10B之一電路組態。配置在傳輸線11之中心部件上之第三分流線13C之一阻抗Z4係遠小於傳輸線11之阻抗Z2。沒有特定限制第三分流線13C之阻抗Z4與第一分流線13A及第二分流線13B之阻抗Z1之間之量值關係。

就第一實施例而言，第一分流線13A與第二分流線13B之間之阻抗Z3高於傳輸線11之阻抗Z2。再者，第三分流線13C與第一分流線13A及第二分流線13B之各者之間之一阻抗Z5高於傳輸線11之阻抗Z2。由此，可改良分流開關10B中之隔離性。

在分流開關10B中，就圖20A中所繪示之打開操作(開啟狀態)而言，使移動電極16與傳輸線11及接地線17隔開，且使傳輸線11之中心部件與接地線17隔開。因此，如圖21A中所繪示，傳輸線11與接地件12係非彼此電耦合，且自輸入埠Vin進入之一信號經過傳輸線11以自輸出埠Vout被輸出。

在打開操作(開啟狀態)中，當接收用於閉合操作(關閉狀態)之一命令時，將一預定電壓施加於梳狀電極24A及24B(圖20A及圖20B中未繪示，參考圖11A及圖11B)，且於梳狀電極24A與24B之間產生電磁力。因此，梳狀電極24A靠近梳狀電極24B，且與樞轉電極24A同步地，移動區段23沿朝向傳輸線11之一水平方向移動，且如圖20B中所繪示，移動電極16(第一分流線13A及第二分流線13B)係與傳輸線11及接地線17接觸。

此時，回應於移動區段23之移位而使配置在移動區段23上之推式凸出物26與葉片彈簧25接觸以便使葉片彈簧25彎曲及變形，由此使傳輸線11之中心部件(第三分流線13C)與接地線17接觸。

由此，如圖21B中所繪示，第一分流線13A至第三分流線13C係連接至傳輸線11，且傳輸線11轉向其中傳輸線11係通過第一分流線13A至第三分流線13C而連接至接地件12之一狀態(關閉狀態)。

在此情況下，第一分流線13A與第二分流線13B之間之阻抗Z3高於傳輸線11之阻抗Z2。再者，第三分流線13C與第一分流線13A及第二分流線13B之各者之間之阻抗Z5高於傳輸線11之阻抗Z2。因此，減少產生經過第一分流線13A至第三分流線13C之一返回信號，且減小分流線13A至分流線13C之阻抗Z1及Z4。因此，可改良關閉狀態(閉合操作)下之隔離性且不損及開啟狀態(打開操作)下之插入損耗特性。

再者，如圖20A及圖20B中所繪示，第三分流線13C係與第一分流線13A及第二分流線13B實體上充分隔開。因此，作為第三分流線13C與第一分流線13A及第二分流線13B之各者之間之阻抗Z5，保證一電阻大於第一分流線13A與第二分流線13B之間之阻抗Z3(Z5>Z3)。因此，在第三分流線13C中，進一步減少信號之返回，所以獲得更高之隔離特性。

在閉合操作(關閉狀態)之後，當接收用於打開操作(開啟狀態)之一命令時，釋放梳狀電極24A與24B之間之電磁力，且因此使移動電極16與傳輸線11及接地線17隔開，且使傳輸線11之中心部件與接地線17隔開以返回至圖20A中之一位置。

圖22繪示與圖2A及圖2B中所述之先前技術組態比較之藉由根據實施例之分流開關10B之一電磁場分析而計算之高頻特性(隔離特性)之結果。自圖22顯而易見，在分流開關10B中，隔離性比先前技術組態之隔離性高5分貝，且達到該電磁場分析中所設定之一評估標準值(在60千兆赫時為10分貝)。

再者，在第一實施例中，自圖17A顯而易見，在傳輸線11之中心部件中觀察到具有高電流密度之一部分，但在該實施例中，自圖22A顯而易見，釋放傳輸線11之中心部件中之電流濃度。

修改方案2

圖23繪示根據修改方案2之一分流開關10C之一平面組態。修改方案2具有與第二實施例之組態相同之組態，除一接觸凸出物16C係配置在接地線17上以外。再者，可以與第二實施例中之方式相同之方式製造分流開關10C，且分流開關10C之功能及效果係與第二實施例中之功能及效果相同。

修改方案3

圖24A及圖24B繪示根據修改方案3之一分流開關10D之一組態。在修改方案3中，移動電極16與作為分流線13之移動區段23形成一雙金屬，所以移動電極16可藉由使移動電極16變形而相對於傳輸線11及/或接地線17移位。在此情況下，該雙金屬係一結構，其中因溫度而具有不同膨脹係數之兩種薄片係黏合在一起。

兩個或兩個以上(例如在圖24A及圖24B中之兩個)移動電極16係相互隔開地配置在具有由一低膨脹材料製成之一板形狀之移動區段23之一背面(面向基板21之一表面)上。當移動電極16以此一方式形成雙金屬時，伴隨使用移動電極16之膨脹及收縮或彎曲而允許移動電極16具有分流線13之功能。

移動電極16亦起雙金屬中之一高折射率材料層之作用，且較佳係由作為一基底材料之(例如)鋁(Al)、銅(Cu)或金(Au)或包含其等之一合金製成，因為執行處理之成本較低，且此等材料係適於批量生產。

移動區段23起雙金屬中之一低膨脹材料層之作用，且移動區段23之一端部係一固定端部，其藉由一支撐區段31而固定至基板21，且移動區段23之另一端部係一移動端部，其被允許沿雙金屬之一垂直方向膨脹及收縮或彎曲。移動區段23係由(例如)矽(Si)、多晶矽、一樹脂材料(諸如聚醯亞胺或BCB(苯並環丁烯))或一介電薄膜(諸如SiN或SiO₂ )製成。該支撐區段31係由矽、多晶矽或類似物製成且係接地。

(例如)藉由形成一絕緣材料之移動區段23或藉由將一絕緣薄膜(圖中未繪示)配置在移動區段23之一表面上而使此等兩個或兩個以上電極16相互絕緣。由此，在分流開關10D中，如參考第一實施例中之圖1A及圖1B所述，兩條或兩條以上分流線13係相互平行地配置，且該兩條或兩條以上分流線之間之阻抗Z3高於傳輸線11之阻抗Z2，所以可改良隔離性。

傳輸線11及兩條接地線17係配置在基板21上以面向移動區段23之移動端部。該兩條接地線17係分別配置在傳輸線11之兩側上。移動電極16之一者面向傳輸線11及該兩條接地線17之一者。另一移動電極16面向傳輸線11及該兩條接地線17之另一者。

在分流開關10D中，在室溫下，形成雙金屬之移動區段23及移動電極16係處於一筆直狀態，如圖25A中所繪示，且傳輸線11轉向其中傳輸線11係藉由移動電極16而連接至接地件12之一關閉狀態。另一方面，當給形成雙金屬之移動區段23及移動電極16增加一溫度時，由高膨脹材料製成之移動電極16具有比由低膨脹材料製成之移動區段23之膨脹量大之一膨脹量，所以如圖25B中所繪示地彎曲移動區段23及移動電極16，且傳輸線11轉向其中傳輸線11係與接地件12分隔開之一開啟狀態。

另外，此修改方案可應用於移動電極16不僅因熱驅動(諸如雙金屬)且因壓電驅動、靜電驅動及電磁驅動而變形之情況。

再者，如圖26A及圖26B中所繪示，除兩個移動電極16以外，用於雙金屬驅動移動區段23之一雙金屬驅動電極32可配置在移動區段23之一背面上。該雙金屬驅動電極32較佳具有比移動電極16大之尺寸。當移動電極16與該雙金屬驅動電極32係以此一方式彼此分隔開時，減少驅動電路之間信號洩漏或雜訊污染，且可獲得更高之隔離特性。

修改方案4

圖27A及圖27B繪示根據本發明之修改方案4之一分流開關10E之一截面組態。在修改方案4中，移動區段23係耦合至一靜電驅動移動電極28且其間具有一板片彈簧27，且接地線17起一靜電驅動固定電極之作用。可藉由產生於該靜電驅動移動電極28與接地線17之間之靜電力而沿相對於基板21之一表面之一垂直方向移位。另外，使移動區段23上之移動電極16與該靜電驅動移動電極28之一控制電位絕緣。

在分流開關10E中，在圖27B所繪示之一打開操作(一開啟狀態)中，當接收用於一閉合操作(一關閉狀態)之一命令時，將一預定電壓施加於靜電驅動移動電極28及接地線17以便於靜電驅動移動電極28與接地線17之間產生電磁力。因此，靜電驅動移動電極28靠近接地線17。因此，耦合至靜電驅動移動電極28且其間具有板片彈簧27之移動區段23沿朝向傳輸線11之一垂直方向向下移動，且如圖27A中所繪示，使移動電極16與傳輸線11及接地線17接觸。由此，傳輸線11轉向一閉合狀態(一關閉狀態)。

在閉合操作(關閉狀態)之後，當接收用於打開操作(開啟狀態)之一命令時，釋放靜電驅動移動電極28與接地線17之間之電磁力，且使移動電極16與傳輸線11及接地線17隔開以因此返回至圖27B中之位置。另外，在圖27A及圖27B中，沿垂直於一紙面之一方向傳送一信號。

另外，修改方案不僅可應用於上述靜電致動器，且可應用於藉由一所謂MEMS功能而使用一致動器之任何其他驅動系統，諸如一壓電致動器、一電磁致動器或一雙金屬致動器。

若干應用實例

接著，參考圖28，以下將描述包含根據本發明之上述各自實施例之分流開關的一通信裝置之一組態。圖28繪示作為一電子裝置之該通信裝置之一方塊圖。另外，以上述通信裝置體現一半導體裝置及一模組，其等之各者均包含根據本發明之上述各自實施例之分流開關，且以下亦將描述該半導體裝置及該模組。

在圖28所繪示之通信裝置中，上述各自實施例中所述之分流開關係作為一傳送/接收開關裝置301(一半導體裝置)而安裝，且通信裝置係(例如)一行動電話、一個人數位助理(PDA)、一無線LAN裝置或類似物。另外，上述傳送/接收開關裝置301係形成於組態有一SoC之一半導體裝置中。例如，如圖28中所繪示，通信裝置包含一傳輸電路300A(一模組)、一接收電路300B(一模組)、換接一傳輸/接收路徑之傳送接收開關裝置301、一高頻濾波器302及一傳輸/接收天線303。

傳輸電路300A包含兩個數位/類比轉換器(DAC)311I及311Q與分別對應於I通道傳輸資料及Q通道傳輸資料之兩個帶通濾波器312I及312Q、一調變器320與一傳輸PLL(鎖相迴路)電路313及一功率放大器314。該調變器320包含兩個緩衝放大器321I及321Q與分別對應於上述兩個帶通濾波器312I及312Q之兩個混波器322I及322Q、一移相器323、一加法器324及一緩衝放大器325。

接收電路300B包含一高頻區段330、一帶通濾波器341與一通道選擇PLL電路342、一中頻電路350與一帶通濾波器343、一解調器360與一中頻PLL電路344及兩個帶通濾波器345I及345Q與分別對應於I通道接收資料及Q通道接收資料之兩個類比/數位轉換器(ADC)346I及346Q。該高頻區段330包含一低雜訊放大器331、緩衝放大器332與334及一混波器333，且該中頻電路350包含緩衝放大器351與353及一自動增益控制器(AGC)電路352。該解調器360包含一緩衝放大器361、兩個混波器362I及362Q與分別對應於上述兩個帶通濾波器345I及345Q之兩個緩存放大器363I及363Q及一移相器364。

在通信裝置中，當將I通道傳輸資料及Q通道傳輸資料輸入至傳輸電路300A中時，按以下順序處理傳輸資料。首先，在DAC 311I及311Q中將傳輸資料轉換為類比信號，且在帶通濾波器312I及312Q中自該等類比信號去除除傳輸信號之頻帶以外之信號分量，且接著將該等類比信號供應至調變器320。接著，在調變器320中，通過緩衝放大器321I及321Q而將該等類比信號供應至混波器322I及322Q，且藉由使該等類比信號與與自傳輸PLL電路313供應之一傳輸頻率對應之一頻率信號混合以形成混合信號而調變該等類比信號，且將該等混合信號加入加法器324中以形成一通道之一傳輸信號。此時，在移相器323中使供應至混波器322I之一頻率信號之相位位移90°，使得一I通道信號與一Q通道信號係彼此正交調變。最後，通過緩衝放大器325而將該信號供應至功率放大器314，使得該信號被放大為預定傳輸電功率。通過傳送/接收開關裝置301及高頻濾波器302而將經功率放大器314放大之一信號供應至天線303以藉由無線電通過天線303而傳送該信號。高頻濾波器302充當一帶通濾波器以自待被通信裝置傳送或接收之一信號去除除一頻帶以外之一信號分量。

另一方面，當在接收電路300B中通過高頻濾波器302及傳送/接收開關裝置301而自天線303接收一信號時，按以下步驟處理該信號。首先，在高頻區段330中，在低雜訊放大器331中放大已接收信號，且在帶通濾波器341中自該信號去除除一接收頻帶以外之一信號分量，且接著通過緩衝放大器332而將該信號供應至混波器333。接著，使該信號與自通道選擇PLL電路342供應之一頻率信號混合，使得一預定傳輸通道信號形成為一中頻信號，由此通過緩衝放大器334而將該中頻信號供應至中頻電路350。接著，在中頻電路350中，通過緩衝放大器351而將該中頻信號供應至帶通濾波器343以去除除該中頻信號之一頻帶以外之一信號分量進而在AGC電路352中形成一大體恆定增益信號，且通過緩衝放大器353而將該增益信號供應至解調器360。接著，在解調器360中，通過緩衝放大器361而將該信號供應至混波器362I及362Q，且接著使該信號與自中頻PPL電路344供應之一頻率信號混合以使一I通道信號分量與一Q通道信號分量解調。此時，在移相器364中使供應至混波器362I之該頻率信號之信號相位位移90°，由此使彼此正交調變之該I通道信號分量與該Q通道信號分量解調。最後，將該I通道信號及該Q通道信號分別供應至帶通濾波器345I及345Q，以去除除該I通道信號及該Q通道信號以外之信號分量，且接著將該I通道信號及該Q通道信號分別供應至ADC 346I及346Q以作為數位資料。由此，獲得I通道接收資料及Q通道接收資料。

通信裝置包含上述各別實施例中所述之分流開關以作為傳送/接收開關裝置301，所以通信裝置因上述實施例中所述之功能而具有優越的高頻特性。

另外，在圖28所繪示之通信裝置中，描述其中上述各別實施例中所述之分流開關係適用於傳送/接收開關裝置301(一半導體裝置)之情況，但通信裝置不限於此，且例如，分流開關可適用於傳輸電路300A及接收電路300B中之混波器322I、322Q、333、362I及362Q與帶通濾波器312I、312Q、341、343、346I及346Q及高頻濾波器302(半導體裝置)。另外在此情況下，可獲得與上述效果相同之效果。

雖然參考若干實施例而描述本發明，但本發明不限於此，且可對本發明進行各種修改。例如，各層之材料、厚度、各層之薄膜形成方法及類似情況不限於上述實施例中所述之情形，且各層可通過任何其他薄膜形成方法而由具有任何其他厚度之任何其他材料製成。

再者，在上述實施例中，雖然詳細描述分流開關10及10A至10E之組態，但不必包含所有組件，或可進一步包含任何其他組件。

本申請案含有與2009年7月28日於日本專利局申請之日本優先專利申請案JP 2009-175190中所揭示之主旨相關之主旨，該案之全文以引用方式併入本文中。

熟習技術者應瞭解可根據設計要求及其他因素而進行各種修改、組合、子組合及變更，只要其等係在隨附申請專利範圍或其等之等效物之範圍內。

10．．．分流開關

10A．．．分流開關

10B．．．分流開關

10C．．．分流開關

10D．．．分流開關

10E．．．分流開關

11．．．傳輸線

12．．．接地件

13．．．分流線

13A．．．分流線

13B．．．分流線

13C．．．分流線

15．．．開關

16．．．移動電極

16A．．．接觸點

16B．．．接觸點

16C．．．接觸凸出物

17．．．接地線

17A．．．導線

21．．．基板

22．．．絕緣薄膜

23．．．移動區段

24A．．．梳狀電極

24B．．．梳狀電極

25．．．葉片彈簧

26．．．推式凸出物

27．．．板片彈簧

28．．．靜電驅動移動電極

31．．．支撐區段

32．．．雙金屬驅動電極

110．．．分流開關

111．．．傳輸線

112．．．接地件

113．．．分流線

116．．．移動電極

116A．．．接觸點

116B．．．接觸點

116C．．．接觸點

116D．．．接觸點

300A．．．傳輸電路

300B．．．接收電路

301．．．傳送/接收開關裝置

302．．．高頻濾波器

303．．．傳輸/接收天線

311I．．．數位/類比轉換器(DAC)

311Q．．．數位/類比轉換器(DAC)

312I．．．帶通濾波器

312Q．．．帶通濾波器

313．．．傳輸PLL(鎖相迴路)電路

314．．．功率放大器

320．．．調變器

321I．．．緩衝放大器

321Q．．．緩衝放大器

322I．．．混波器

322Q．．．混波器

323．．．移相器

324．．．加法器

325．．．緩衝放大器

330．．．高頻區段

331．．．低雜訊放大器

332．．．緩衝放大器

333．．．混波器

334．．．緩衝放大器

341．．．帶通濾波器

342．．．通道選擇PLL電路

343．．．帶通濾波器

344．．．中頻PLL電路

345I．．．帶通濾波器

345Q．．．帶通濾波器

346I．．．類比/數位轉換器(ADC)

346Q．．．類比/數位轉換器(ADC)

351．．．緩衝放大器

352．．．自動增益控制器(AGC)電路

353．．．緩衝放大器

360．．．解調器

361．．．緩衝放大器

362I．．．混波器

362Q．．．混波器

363I．．．緩衝放大器

363Q．．．緩衝放大器

364．．．移相器

圖1A及圖1B係根據本發明之一實施例之一分流開關之一電路組態之插圖。

圖2A及圖2B係先前技術之一分流開關之一示意平面圖及一電路組態圖。

圖3A及圖3B係先前技術之另一分流開關之一示意平面圖及一電路組態圖。

圖4係先前技術之又一分流開關之一示意平面圖。

圖5係繪示圖4之一修改方案之一平面圖。

圖6係圖4及圖5中所繪示之先前技術之分流開關之一電路組態圖。

圖7係圖1A及圖1B中所繪示之分流開關之一等效電路圖。

圖8A及圖8B係圖7中所繪示開關之一實例之插圖。

圖9A及圖9B係圖8A及圖8B之一修改方案之插圖。

圖10A及圖10B係圖8A及圖8B之另一修改方案之插圖。

圖11A及圖11B係繪示根據本發明之一第一實施例之一分流開關之整個組態的一平面圖及一截面圖。

圖12A及圖12B係繪示在製造圖11A及圖11B中所繪示之分流開關之一方法中之一步驟的一平面圖及一截面圖。

圖13A及圖13B係繪示緊接圖12A及圖12B之步驟之一步驟的一平面圖及一截面圖。

圖14A及圖14B繪示緊接圖13A及圖13B之步驟之一步驟的一平面圖及一截面圖。

圖15A及圖15B係繪示緊接圖14A及圖14B之步驟之一步驟的一平面圖及一截面圖。

圖16A及圖16B係用於描述圖11A及圖11B中所繪示之分流開關之功能的插圖。

圖17係與先前技術比較之圖11A及圖11B中所繪示之分流開關之隔離特性之一插圖。

圖18係根據修改方案1之一分流開關之一平面圖。

圖19係與先前技術比較之圖18中所繪示之分流開關之隔離特性之一插圖。

圖20A及圖20B係用於描述根據一第二實施例之一分流開關之一組態及功能的插圖。

圖21A及圖21B係圖20A及圖20B中所繪示之分流開關之電路組態圖。

圖22係與先前技術比較之圖20A及圖20B中所繪示之分流開關之隔離特性之一插圖。

圖23係根據修改方案2之一分流開關之一平面圖。

圖24A及圖24B係用於描述根據修改方案3之一分流開關之一組態的插圖。

圖25A及圖25B係用於描述圖24A及圖24B中所繪示之分流開關之功能的插圖。

圖26A及圖26B係圖24A及圖24B中所繪示之分流開關之一修改方案之插圖。

圖27A及圖27B係用於描述根據修改方案4之一分流開關之一組態及功能的插圖。

圖28係根據一分流開關之一應用實例之一電子裝置之一功能方塊圖。