WO2005015595A1

WO2005015595A1 - マイクロスイッチング素子およびその製造方法

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Publication number: WO2005015595A1
Application number: PCT/JP2003/010100
Authority: WO
Inventors: Tadashi Nakatani; Tsutomu Miyashita; Yoshio Satoh
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2006-02-07
Also published as: AU2003254882A1; JPWO2005015595A1

Abstract

　本発明に係るマイクロスイッチング素子（Ｘ１）は、フレーム（１１）と、櫛歯電極部（１２）と、相互に離隔する一対の固定コンタクト電極（１３）と、可動部（２０）と、可動部（２０）およびフレーム（１１）を連結するための一組の支持梁（３０Ａ）および一組の支持梁（３０Ｂ）と、を備える。可動部（２０）は、櫛歯電極部（１２）と協働して静電気力を発生させるための櫛歯電極部（２３）、および、固定コンタクト電極（１３）に対向する可動コンタクト電極（２１）を有し、固定コンタクト電極（１３）および可動コンタクト電極（２１）が当接する位置と離隔する位置との間で変位することが可能である。一組の支持梁（３０Ａ）および一組の支持梁（３０Ｂ）は、可動部（２０）の変位の方向に離隔している。

Description

明細書マイクロスィツチング素子おょぴその製造方法技術分野

本発明は、半導体加工技術を利用して製造される微小なスイッチング素子、および、その製造方法に関する。背景技術

携帯電話など無線通信機器の技術分野では、高機能を実現するために搭載される部品の増加に伴い、高周波回路ないし R F回路の小型ィ匕に対する要求が高まつている。このような要求に応ずるべく、回路を構成する様々な部品について、 M EM S (micro-electromechanical systems) 技術の禾 lj用による微小ィ匕カ S 進められている。

そのような部品の一つとして、 MEMSスィッチが知られている。一般に、 M EM Sスィッチは、機械的に開閉する一対のコンタクト電極と、当該電極対の機械的開閉動作を達成すべく静電気力を発生させるための一対の駆動電極とを具備する。これら各部位は、所定の材料基板において MEM S技術により微小に成形される。 MEM Sスィッチは、特に GH zオーダーの高周波信号のスイッチングにおいて、従来使用されている P I Nダイオードや ME S F E Tなどよりなるスィツチング素子よりも、開状態にて高い絶縁性を示し且つ低い揷入損失を示す傾向にある。これは、コンタクト電極対間の機械的開離により開状態が達成されること、およびく機械的スィッチであるために寄生容量が少ないことに、起因する。

MEM Sスィッチとしては、いわゆる縦型 MEM Sスィッチと、いわゆる横型 MEM Sスィッチとが知られている。縦型 MEMSスィッチは、一般に、基板主面に対して平行に支持されたメンプレン構造体である可動コンタクト電極、および、これの下方に設けられた固定コンタクト電極を有する。基板主面に直交する方向に可動コンタクト電極を変位させることにより、コンタクト電極対の開閉動作が行われる。コンタクト電極対は、閉状態において互いに面的に接触するよう , に構成されている。このような縦型 MEMSスィッチについては、例えば、特開平 9 - 1 7 3 0 0ゃ特開 2 0 0 0 - 1 8 8 0 5 0に開示されている。

しかしながら、縦型 MEMSスィッチは、その製^ 程において、基板上に積層形成すべき材料膜が比較的多いために工程数が多くなる、という不具合を有する。加えて、縦型 MEM Sスィツチは、開状態にあるコンタクト電極対について、基板主面に直交する方向に充分な離隔距離を確保するのが困難である、という不具合を有する。

一方、横型 MEM Sスィッチは、一般に、固定コンタクト電極が設けられた固定部、および、可動コンタクト電極が設けられ且つ基板主面に平行な方向に変位可能な可動部を有する。固定コンタクト電極および可動コンタクト電極は、可動部の変位方向に離隔して対向している。基板主面に対して平行な方向に可動コンタクト電極を変位させることにより、コンタクト電極対の開閉動作が行われる。このような横型 MEM Sスィツチについては、例えば、特開平 9一 2 5 1 8 3 4 号公報に開示されている。

従来の横型 MEM Sスィッチでは、コンタクト電極対が互に線的または点的に接触することにより、スィッチの閉状態が達成される。そのため、閉状態を達成するための可動コンタクト電極の動作については、コンタクト電極対が例えば基板厚み方向に位置ズレせずに適切な配向で当接するように、高い精度が求められる。

しかしながら、例えば特開平 9一 2 5 1 8 3 4号公報に開示されている従来の横型 MEM Sスィッチでは、先端に可動コンタクト電極を有する可動部が、一対の連結バーのみを介して固定部に連結されてヽることに起因して不安定であるので、可動部ないし可動コンタクト電極の変位動作には、不要な成分が含まれやすレ、。そのため、閉動作においては、固定コンタクト電極に対して可動コンタクト電極が適切な配向で当接しにくく、良好な閉状態が達成されない場合が生じやすい。このように、従来の横型 MEM Sスィッチは、可動部ないし可動コンタクト電極の安定な変位動作を実現するうえで困難性を有し、従って、良好な閉状態を達成するうえで困難性を有するのである。発明の開示

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであり、可動部ないし可動コンタクト電極の安定な変位動作を実現することのできるマイクロスィッチング素子、および、その製造方法を提供することを、目的とする。

本発明の第 1の側面によるとマイクロスイッチング素子が提供される。この素子は、フレームと、第 1櫛歯電極部と、相互に離隔する一対の固定コンタクト電極と、可動部と、可動部おょぴフレームを連結するための一組の第 1支持梁およぴ一組の第 2支持梁と、を備える。可動部は、第 1櫛歯電極部と協働して静電気力を発生させるための第 2櫛歯電極部、および、固定コンタクト電極に対向する可動コンタクト電極を有し、当該固定コンタクト電極および可動コンタクト電極力 S当接する位置と離隔する位置との間で変位することが可能である。一組の第 1 支持梁おょぴ一組の第 2支持梁は、可動部の変位の方向に離隔している。このような構成において、可動コンタクト電極および各固定コンタクト電極が当接状態にある位置と離隔状態にある位置との間で可動部を変位させることにより、本素子の閉状態と開状態とが達成される。閉状態では、可動コンタクト電極により固定コンタクト電極が電気的に橋渡しされ、当該固定コンタクト電極対を電流が通過することが許容される。開状態では、固定コンタクト電極対が電気的に分離され、当該固定コンタクト電極対を電流が通過することは阻まれる。可動部のための駆動力は、第 1およぴ第 2櫛歯電極部間に発生する静電気力である。

本発明における可動部は、各々が複数本の支持梁からなる二組の支持梁（一組の第 1支持梁および一組の第 2支持梁）を介して、フレームに連結されている。当該一組の第 1支持梁と一組の第 2支持梁とが可動部の変位方向に離隔しているため、可動部ないし可動コンタクト電極の変位動作は安定する傾向にある。具体的には、可動部ないし可動コンタクト電極の変位動作には、所望の変位方向に直交する不要な変位成分が含まれにく、。

このように、本発明の第 1の側面に係るマイクロスィツチング素子においては、可動部ないし可動コンタクト電極の安定な変位動作を実現することができるのである。このようなマイクロスイッチング素子は、良好な閉状態を達成するうえで好適である。加えて、本発明の第 1の側面に係るマイクロスィツチング素子は、駆動手段として、一対の櫛歯電極部（第 1および第 2櫛歯電極部）を有する。櫛歯電極対間には静電気力を効率よく発生させることができるので、当該マイクロスィッチング素子によると、低駆動電力を実現することが可能である。

本発明の第 1の側面において、好ましくは、第 1櫛歯電極部および第 2櫛歯電極部は、一組の第 1支持梁および一組の第 2支持梁の間に位置する。このような構成においては、可動部に対する駆動力の作用点は、当該可動部の変位方向に離隔した 2つの支点の間に位置する。作用点は、一対の櫛歯電極に由来する箇所に位置する。 2つの支点の一方は、可動部において一組の第 1支持梁のうちの少なくとも 1つが接続する箇所に位置し、当該 2つの支点の他方は、可動部にぉレ、て一組の第 2支持梁のうちの少なくとも 1つが接続する箇所に位置する。支点間に作用点が位置するこのような構成は、可動部な、し可動コンタクト電極の安定な開閉動作を実現するうえで好適である。

好ましくは、フレーム、第 1櫛歯電極部、および一対の固定コンタクト電極を支持するベース部を更に備える。このような構成によると、フレーム、第 1櫛歯電極部、および一対の固定コンタクト電極を、ベース部を介して一体化することができる。

好ましくは、第 1櫛歯電極部は複数の第 1櫛歯電極を含み、第 2櫛歯電極部は、各々が 1つの第 1櫛歯電極に対応する複数の第 2櫛歯電極を含む。このような構成は、可動部の駆動手段として、実質的に複数の櫛歯電極対を採用することに相当する。櫛歯電極対の数および各櫛歯電極対の配置箇所は、可動部の駆動態様に応じて決定される。

好ましくは、第 1櫛歯電極部において第 2櫛歯電極部に対向する表面、および、第 2櫛歯電極部にぉ、て第 1櫛歯電極部に対向する表面は、導体膜により構成されている。この場合、好ましくは、導体膜は、金、銀、ロジウム、白金、パラジゥム、およびルテニウムからなる群より選択される金属、または、当該群より選択される金属を含む合金よりなる。このような構成は、第 1櫛歯電極部および第 2櫛歯電極部の間において、静電気力を効率よく発生させるうえで好適である。好ましくは、固定コンタクト電極の各々において可動コンタクト電極に対向する表面、および、可動コンタクト電極において固定コンタクト電極に対向する表面は、導体膜により構成されている。この場合、好ましくは、導体膜は、金、銀、ロジウム、白金、パラジウム、およびルテニウムからなる群より選択される金属、または、当該群より選択される金属を含む合金よりなる。このような構成は、本素子の閉状態において、可動コンタクト電極と各固定コンタクト電極との間の電気的接続性を確保するうえで好適であり、従って、良好な閉状態を達成するうえで好適である。

好ましくは、第 2櫛歯電極部にぉレ、て第 1櫛歯電極部に対向する表面は第 1導体膜により構成されており、可動コンタクト電極において固定コンタクト電極に対向する表面は第 2導体膜により構成されており、第 1導体膜および第 2導体膜は、分離している。このような構成は、可動部における可動コンタクト電極と第 2櫛歯電極部との電気的分離を図るうえで好適である。

好ましくは、一組の第 1支持梁は 2本の第 1支持梁からなり、一組の第 2支持梁は 2本の第 2支持梁からなる。この場合、 2本の第 1支持梁は、対称に可動部カ^延ぴているのが好ましく、 2本の第 2支持梁も、対称に可動部から延びているのが好ましい。この場合、 2本の第 1支持梁および 2本の第 2支持梁は、変位方向に直交する方向に延ぴているのが好ましい。これらの構成は、可動部ないし可動コンタクト電極の安定な変位動作を実現するうえで好適である。

好ましくは、一対の固定コンタクト電極おょぴ Zまたは可動コンタクト電極は、当接電極間の接触抗カを低減するための可撓構造を有する。このような構成によると、開状態における可動コンタクト電極と各固定コンタクト電極との 2つの離隔距離が異なる場合であっても、可動コンタクト電極は、当該差異を吸収しつつ両固定コンタクト電極に対して当接することが可能である。したがって、本構成は、本素子の閉状態において、可動コンタクト電極と各固定コンタクト電極との間の電気的接続性を確保するうえで好適であり、従って、良好な閉状態を達成するうえで好適である。

好ましくは、フレームに沿う導通防止壁を更に備える。好ましくは、第 1櫛歯電極部に沿う導通防止壁を更に備える。好ましくは、固定コンタクト電極に沿う導通防止壁を更に備える。本素子の製造方法によっては、本素子の各部位（フレーム、第 1櫛歯電極部、固定コンタクト電極など）が電気的に不当に接続してしまう場合があるところ、上述のような導通防止壁を伴う構成は、本素子の各部位の間が電気的に不当に連絡してしまうことを回避するうえで好適である。

本発明の第 2の側面によると、フレームと、第 1櫛歯電極部と、相互に離隔する一対の固定コンタクト電棒と、第 1櫛歯電極部と協働して静電気力を発生させるための第 2櫛歯電極部、および、固定コンタクト電極に対向する可動コンタクト電極を有する、可動部と、可動部およびフレームを連結する複数の支持梁と、を備えるマイクロスイッチング素子を、第 1層、第 2層、およびこれらの間の中間層よりなる積層構造を有する材料基板に加工を施すことにより、製造するための方法が提供される。この製造方法は、第 1層においてフレームへと加工される第 1箇所、第 1櫛歯電極部へと加工される第 2箇所、一対の固定コンタクト電極へと加工される 2つの第 3箇所、可動部へと加工される第 4箇所、および複数の支持梁へと加工される複数の第 5箇所をマスクするためのマスクパターンを介し、第 1層に対して中間層に至るまで異方性ェッチング処理を行うための、第 1エツチングェ程と、第 4箇所と第 2層との間に介在する中間層、および、複数の第 5 箇所と第 2層との間に介在する中間層を、エッチング除去するための、第 2エツチング工程と、を含む。第 2エッチング工程におけるエッチング除去手法としては、例えば、等方性ウエットエッチングまたは等方性ドライエツチングが採用される。

このような方法によると、本発明の第 1の側面に係るマイクロスイッチング素子を適切に製造することができる。カロえて、本方法によると、フレーム、第 1櫛歯電極部、一対の固定コンタクト電極、可動部、および複数の支持梁を、単一の材料基板から成形することができるので、比較的少な!/ヽ工程数でマイクロスイツチング素子を製造することができる。このような製造方法は、マイクロスィッチング素子製造の歩留り向上を図るうえで好適である。

本発明の第 2の側面において、本方法は、好ましくは、第 2エッチング工程の後に、材料基板における第 1導体層の側に導体材料を成膜するための成膜工程と、成膜工程にて第 4箇所に形成された導体膜の一部をェツチング除去することにより、第 2櫛歯電極部およびこれとは電気的に分離している可動コンタクト電極、を有する可動部を形成するための、第 3エッチング工程と、を更に含む。このような構成は、可動部における可動コンタクト電極と第 2櫛歯電極部との電気的分離を図るうえで好適である。

好ましくは、第 1エッチング工程におけるマスクパターンは、フレームに沿う第 1導通防止壁へと第 1層において加工される箇所、第 1櫛歯電極部に沿う第 2 導通防止壁へと第 1層において加工される箇所、および固定コンタクト電極に沿う第 3導通防止壁へと第 1層において加工される箇所、から選択される少なくとも 1つの箇所、を更にマスクし、第 1エッチング工程では、異方性エッチング処理により、第 1箇所に沿う第 1導通防止壁、第 2箇所に沿う第 2導通防止壁、および第 3箇所に沿う第 3導通防止壁のうちの少なくとも 1つが、第 1層にて更に形成される。

このような構成は、成膜工程にお!/ヽて各部位が電気的に不当に接続してしまうのを回避するうえで好適である。材料基板における第 1導体層の側に導体材料を成膜するための、例えばスパッタリング法による成膜工程では、上述のような導通防止壁が存在しない場合、第 1層において既に成形されている第 1〜第 5箇所表面に導体膜が形成されるとともに、第 2導体層上におけるこれらの間の箇所にも導体膜が形成されやすい。その結果、第 2導体層上に形成されてしまった当該導体膜を介して、例えば、フレームと第 1櫛歯電極部が、および /または、フレームと固定コンタクト電極が、電気的に不当に接続してしまう場合がある。

好ましくは、第 1エッチング工程におけるマスクパターンは、第 1層において、第 4箇所と接続する追加支持梁を有するストッパ部へと加工される箇所、を更にマスクし、第 1エッチング工程では、異方性エッチング処理により、第 4箇所と接続する追加支持梁を有するストッパ部が第 1層にて形成され、第 2エッチング工程では、追加支持梁と第 2層との間に介在する中間層が更にェツチング除去され、本方法は、第 3エッチング工程の後に、追加支持梁を切断または除去するための工程を更に含む。

このような構成によると、素子の製 ^程において、可動コンタクト電極と固定コンタクト電極が張り付いてしまう現象、即ちステイツキングを、回避することができる。マイクロスィツチング素子の製造過程ではゥエツトエッチングを行う場合があり、当該ウエットエッチング工程において可動部が変位可能状態にあると、可動コンタクト電極と固定コンタクト電極の間や櫛歯電極部間に介在するエッチング溶液の表面張力の作用により、可動コンタクト電極と固定コンタクト電極が接近する傾向にある。そのため、乾燥後においても、当該電極どうしが張り付いたままとなつてしまう場合がある。

これに対して、ストッパ部を伴う上述の構成によると、追加支持梁が切断または除去されるまでは、可動部は変位可能状態にないため、マイクロスイッチング素子の製造過程においてゥエツトエッチングが行われる際に上述のようなスティッキングを回避することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るマイクロスィツチング素子の平面図である。

図 2は、図 1の線 II—IIに沿った部分断面図である。

図 3は、図 1の線 III一 IIIに沿った部分断面図である。

図 4は、図 1の線 IV— IVに沿った部分断面図である。

図 5は、図 1の線 V— Vに沿つた部分断面図である。

図 6は、閉状態にある図 1のマイクロスィツチング素子を表す。

図 7は、一組の可動コンタクト電極おょぴ固定コンタクト電極の変形例の拡大平面図である。

図 8は、一糸且の可動コンタクト電極および固定コンタクト電極の他の変形例の拡大平面図である。

図 9 A〜図 9 Iは、図 1に示すマイクロスィツチング素子の製造方法における一連の工程を表す。

図 1 0は、図 9 Eに示す工程にてストッパ部が形成される場合の、当該工程を経た時点での材料基板の平面図である。

図〜図 1 1 Fは、ストッパ部の形成を伴うマイクロスイッチング素子製造方法の一部の工程を表す。図 1 2は、本発明の第 2の実施形態に係るマイクロスィツチング素子の平面図である。

図 1 3は、図 1 2の線 XIII— XIIIに沿った部分断面図である。

図 1 4は、図 1 2の線 XIV— XIVに沿った部分断面図である。

図 1 5 A〜図 1 5 1 は、図 1 2に示すマイクロスィツチング素子の製造方法に , おける一連の工程を表す。発明を実施するための最良の形態

図 1〜図 5は、本発明の第 1の実施形態に係るマイクロスィツチング素子 X 1 を表す。マイクロスィツチング素子 X 1は、固定部 1 0と、可動部 2 0と、一組の支持梁 3 0 Aと、一糸且の支持梁 3 0 Bとを備える。

固定部 1 0は、フレーム 1 1と、櫛歯電極部 1 2と、一対の固定コンタクト電極 1 3と、これらを支持するベース部 1 4とを有する。図 1においては、図の明確化の観点より、ベース部 1 4を除く固定部 1 0と、可動部 2 0と、支持梁 3 0 A, 3 0 Bとについては、ドットハッチングを付して表す。

フレーム 1 1は、ベース部 1 4上にて所定のパターンで設けられており、図 2 に示すように、絶縁層 1 5を介してベース部 1 4に固定されている。ベース部 1 4に対向する表面を除くフレーム 1 1の表面は、導体膜 1 6 Aにより構成されている。導体膜 1 6 Aは、金、銀、ロジウム、白金、パラジウム、およぴルテユウムからなる群より選択される金属、または、当該群より選択される金属を含む合金よりなる。後出の導体膜の構成材料としても、このような単体金属や合金を採用することができる。また、フレーム 1 1は、本実施形態では一様な幅 W 1を有し、当該幅 W 1は例えば 3 0〜： 1 0 0 μ mである。

櫛歯電極部 1 2は、所定パターンの一対の基部 1 2 a、および、当該基部 1 2 aから延出する複数の電極歯 1 2 bを有する。本実施形態では、櫛歯電極部 1 2 は、図 1に表れているように線対称の形態を有し、且つ、実質的に合計 6個の櫛歯電極を含む。図 2〜図 4に示すように、基部 1 2 aは絶縁層 1 5を介してべ一ス部 1 4に固定されており、図 3に示すように、電極歯 1 2 bは、ベース部 1 4 力 ^離隔している。ベース部 1 4に対向する表面を除く櫛歯電極部 1 2の表面は、図 2〜図 4に示すように、導体膜 1 6 Bにより構成されている。また、基部 1 2 aにつ、て、幅 W 2は例えば 2 0〜： 1 5 0 mであり、幅 W 3は例えば 2 0〜 3 0 μ mである。

—対の固定コンタクト電極 1 3は、各々、基部 1 3 a、および、当該基部 1 3 aから延出するアーム部 1 3 bを有する。本実施形態では、一対の固定コンタクト電極 1 3は、各アーム部 1 3 bの自由端が互いに近接するような、線対称の形態を有する。基部 1 3 a、および、アーム部 1 3 bにおいて基部 1 3 aに近接する幅太な箇所は、フレーム 1 1と同様に絶縁層 1 5を介してベース部 1 4に固定されており、アーム部 1 3 bにおいて所定以下に幅細な箇所は、図 5に示すようにベース部 1 4から離隔している。ベース部 1 4に対向する表面を除く各固定コンタクト電極 1 3の表面は、導体膜 1 6 Cにより構成されている。また、アーム部 1 3 bについて、その先端の幅 W4は例えば 1 0〜： 1 5 /i mである。

可動部 2 0は、胴部 2 1と、可動コンタクト電極 2 2と、櫛歯電極部 2 3とを有し、その全体がベース部 1 4から離隔している。

胴部 2 1は、可動部 2 1の変位方向 Y (図 1および図 5に示す）に延びる。ベース部 1 4に対向する表面、と、可動コンタクト電極 2 2に近接する箇所の全周面とを除く、胴部 2 1の表面は、図 4に示すように導体膜 1 6 Dにより構成されている。また、月同部 2 1について、幅 W 5は例えば 1 0〜： 1 5 μ πιである。

可動コンタクト電極 2 2は、両固定コンタクト電極 1 3に対向するように、月同部 2 1の一端部に設けられている。可動コンタクト電極 2 2と各固定コンタクト電極 1 3との離隔距離 D 1は、理想的には同一であり、例えば 1〜 5 μ mである。ベース部 1 4に対向する表面を除く可動コンタクト電極 2 2の表面は、図 5に示すように導体膜 1 6 Εにより構成されている。可動コンタクト電極 2 2について、幅 W 6は例えば 1 0〜1 5 μ πιである。また、胴部 2 1において可動コンタクト電極 2 2に近接する箇所の全周面には導体膜が設けられておらず、従って、可動コンタクト電極 2 2の導体膜 1 6 Εと、胴部 2 1の導体膜 1 6 Dとは、分離してレ、る。図 1においては、当該分離領域 Rについて斜線ノヽツチングを付して表す。櫛歯電極部 2 3は、基部 2 3 aおよび複数の電極歯 2 3 bから各々が構成されている合計 6つの櫛歯電極からなる。櫛歯電極部 2 3の各櫛歯電極は、胴部 2 1 力、ら延出し、櫛歯電極部 1 2の一の櫛歯電極に対向している。ベース部 1 4に対向する表面を除く櫛歯電極部 2 3の表面は、図 2および 3に示すように導体膜 1 6 Fにより構成されている。また、図 3に示すように、基部 2 3 aについて幅 W 7は例えば 5〜 1 0 μ mであり、図 2に示すように、電極歯 2 3 bにつレヽて幅 W 8は例えば 1〜 3 μ mである。上述の電極歯 1 2 bは、このような電極歯 2 3 b と同一の幅を有しているのが好ましい。このような電極歯 2 3 bと、櫛歯電極部 1 2の電極歯 1 2 bとの間の離隔距離は例えば 1〜 3 μ mである。

一組の支持梁 3 0 Aおよぴー組の支持梁 3 0 Bは、可動部 2 0をフレーム 1 1 に連結するためのものであり、ベース部 1 4から離隔している。

一組の支持梁 3 0 Aの本数は本実施形態では 2であり、各支持梁 3 0 Aは、図 1に示すように、可動部 2 0の胴部 2 1における可動コンタクト電極 2 2に近い一端部に接続し、且つ、フレーム 1 1の所定箇所に接続する。 2本の支持梁 3 0 Aは、可動部 2 0の胴部 2 1から対称に延ぴ、且つ、可動部 2 0の変位方向 Yに直交する方向に延びている。ベース部 1 4に対向する表面を除く各支持梁 3 O A の表面は、図 5に示すように導体膜 1 6 Gにより構成されている。支持梁 3 0 A の幅は例えば 2〜 1 0 μ mである。

一組の支持梁 3 0 Bの本数は本実施形態では 2であり、各支持梁 3 0 Bは、図 1に示すように、可動部 2 0の胴部 2 1における可動コンタクト電極 2 2から遠い他端部に接続し、且つ、フレーム 1 1の所定箇所に接続する。 2本の支持梁 3 0 Bは、可動部 2 0の胴部 2 1から対称に延び、且つ、可動部 2 0の変位方向 Y に直交する方向に延びている。支持梁 3 O Aの表面が導体膜 1 6 Gにより構成されているのと同様に、ベース部 1 4に対向する表面を除く各支持梁 3 0 Bの表面は、導体膜 1 6 Gにより構成されている。支持梁 3 0 Bの幅は例えば 2〜： 1 mであ。

このように、本実施形態では、一組の支持梁 3 0 Aと一組の支持梁 3 0 Bは、可動部 2 0の変位方向 Yに離隔しており、且つ、一対の櫛歯電極部 1 2， 2 3は、これらの間に配設されている。

また、マイクロスイッチング素子 X 1において、フレ^ "ム 1 1の導体膜 1 6 A と、支持梁 3 0 A， 3 0 8の導体膜1 6 0と、胴部 2 1の導体膜 1 6 Dと、櫛歯電極部 2 3の導体膜 1 6 Fとは、連続し、従って電気的に接続している。

このような構成のマイクロスイッチング素子 X 1において、フレーム 1 1 (導体膜 1 6 A)に所定の電位を付与すると、当該電位は、支持梁 3 0 A， 3 O B (導体膜 1 6 G)、胴部 2 1 (導体膜 1 6 D) を介して櫛歯電極部 2 3の電極歯 2 3 (導体膜 1 6 F) に伝達される。また、櫛歯電極 1 2の基部 1 2 a (導体膜 1 6 B) に所定の電位を付与すると、当該電位は、導体膜 1 6 B中を介して電極歯 1

2 b (導体膜 1 6 B) に伝達される。櫛歯電極部 1 2， 2 3の間には、各々に付与された電位に応じて静電引力が発生する。その結果、可動部 2 0は、 2組の支持梁 3 O A, 3 O Bによる支持杭力に逆らいながら、図 6に示すように、可動コンタクト電極 2 2が各固定コンタクト電極 1 3に当接する位置まで変位する。このようにして、マイクロスイッチング素子 X Iの閉状態が達成される。マイクロスイッチング素子 X Iの閉状態においては、可動コンタクト電極 2 2により 2つの固定コンタクト電極 1 3が電気的に橋渡しされ、当該固定コンタクト電極対 1 3を電流が通過することが許容される。

閉状態にあるマイクロスィツチング素子 X 1において、櫛歯電極部 1 2， 2 3 間に作用する静電引力を低減または消滅させると、可動部 2 0は、 2組の支持梁

3 O A, 3 O Bによる支持抗力に従って、可動コンタクト電極 2 2が各固定コンタクト電極 1 3から離隔する所定位置まで変位する。このようにして、図 1に示すような、マイクロスイッチング素子 X Iの開状態が達成される。開状態では、固定コンタクト電極対 1 3が電気的に分離され、当該固定コンタクト電極対 1 3 を電流が通過することは阻まれる。

マイクロスィツチング素子 X 1では、可動部 2 0は、当該可動部 2 0の変位方向に離隔する二,袓の支持梁 3 0 A， 3 0 Bを介して、フレーム 1 1に連結されているため、可動部 2 0ないし可動コンタクト電極 2 2の変位動作は安定的に達成される。具体的には、可動部 2 0ないし可動コンタクト電極 2 2の変位動作には、所望の変位方向 Yに直交する不要な変位成分が含まれにくレ、。

このように、マイクロスイッチング素子 X 1によると、固定コンタクト電極対 1 3と可動コンタクト電極 2 2との機械的開閉を良好に行うことができるのである。加えて、マイクロスィツチング素子 X 1は、駆動手段として、一対の櫛歯電極部 1 2， 2 3を有する。櫛歯電極対間 1 2、 2 3には静電引力を効率よく発生させることができるので、当該マイクロスイッチング素子 X Iによると、低駆動電力を達成することが可能である。

本発明においては、上述のような一対の固定コンタクト電極 1 3および可動コンタクト電極 2 2に代えて、図 7に示す一対の固定コンタクト電極 1 7およぴ可動コンタクト電極 2 4を採用してもよい。

一対の固定コンタクト電極 1 7は、各々、基部 1 7 a、および、当該基部 1 7 aから延出するアーム部 1 7 bを有する。基部 1 7 aは、絶縁層 1 5を介してべース部 1 4に固定され、アーム部 1 7 bはベース部 1 4から離隔している。また、アーム部 1 7 bは、可撓性を示すような所定の細さおよび屈曲形状し、可動コンタクト電極 2 4に向かって突出する突部 1 7 b ' を自由端に有する。ベース部 1 4に対向する表面を除く各固定コンタクト電極 1 7の表面は、導体膜により構成されている。

可動コンタクト電極 2 4は、両固定コンタクト電極 1 7に対向するように、胴部 2 1の一端部に設けられており、固定コンタクト電極 1 7に向かって突出する一対の突出部 2 4 aを有する。可動コンタクト電極 2 4の各突出部 2 4 aと、これに対向する固定コンタクト電極 1 7の突出部 1 7 b，との離隔距離 D 2は、理想的には同一であり、例えば 1〜 5 mである。ベース部 1 4に対向する表面を除く可動コンタクト電極 2 4の表面は、導体膜により構成されている。また、可動コンタクト電極 2 4は、可撓性を示すように所定の幅 W 9を有する。

一対の固定コンタクト電極 1 7および可動コンタクト電極 2 4は、可動部 2 0 の変位方向 Yに橈み易い可撓性を示す。したがって、一方の突出部 1 7 b ' およぴ突出部 2 4 aの組における離隔距離と、他方の突出部 1 7 b ' および突出部 2 4 aの組における離隔距離とが、異なる場合であっても、当該差異を吸収しつつ可動コンタクト電極 2 4は一対の固定コンタクト電極 1 7に当接することができる。

本発明においては、上述のような一対の固定コンタクト電極 1 3に代えて、図 8に示す一対の固定コンタクト電極 1 8を採用してもよい。一対の固定コンタクト電極 1 8は、各々、基部 1 8 aおよび先端部 1 8 bを有する。基部 1 8 a、および、先端部 1 8 bにおいて基部 1 8 bに近接する幅太な箇所は、絶縁層 1 5を介してベース部 1 4に固定されており、先端部 1 8 bにおいて所定以下に幅細な箇所は、ベース部 1 4から離隔している。ベース部 1 4に対向する表面を除く各固定コンタクト電極 1 8の表面は、導体膜により構成されている。

図 9 A〜図 9 Iは、マイクロスィツチング素子 X 1の製造方法における一連の工程を表す。この方法は、 MEM S技術により上述のマイクロスィツチング素子 X 1を製造するための一手法である。

図 9 A〜図 9 Iにおいては、図 9 Iに示すフレーム 1 1、櫛歯電極部 1 2の基部 1 2 aおよび電極歯 1 2 b、固定コンタクト電極 1 3のアーム部 1 3 b、可動部 2 0の胴部 2 1、可動コンタクト電極 2 2、および櫛歯電極部 2 3 (基部 2 3 a、電極歯 2 3 b )、並びに支持梁 3 O Aの形成過程を、一の断面により表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板（ウェハ）における単一のマイクロスィツチング素子形成区画に含まれる図 2に示す断面、図 3に示す断面の一部、およぴ図 1の線 IX— Kの実線部に沿った断面を、モデル化して連続断面として表したものである。

マイクロスイッチング素子 X Iの製造においては、まず、図 9 Aに示すような材料基板 Sを用意する。材料基板 Sは、いわゆる S O I ( silicon on insulator)基板であり、シリコン層 6 1、シリコン層 6 2、およびこれらの間の絶縁層 6 3よりなる積層構造を有する。シリコン層 6 1， 6 2は、例えば単結晶シリコンよりなり、絶縁層 6 2は例えば酸化シリコンよりなる。シリコン層 6 1の厚さは例えば 1 0〜 6 0 μ mであり、シリコン層 6 2の厚さは例えば 3 0 0 〜 7 0 0 mであり、絶縁層 6 3の厚さは例えば 2〜 4 μ mである。

次に、図 9 Bに示すように、シリコン層 6 1上にレジストパターン 7 1を形成する。レジストパターン 7 1の形成においては、まず、シリコン層 6 1上に液状のフォトレジストをスピンコーティングにより成膜する。次に、露光処理おょぴその後の現像処理を経て、当該フォトレジスト膜をパターユングする。後出のレジストパターンについても、このようなフォトレジストの成膜、並びに、その後の露光処理および現象処理、を経て形成することができる。レジストパターン 7 1は、フレーム 11、櫛歯電極部 12、固定コンタクト電極 13、可動部 20、および支持梁 3 OA, 3 OBへと加工される箇所をマスクするためパターン形状を有する。

次に、図 9 Cに示すように、レジストパターン 71をマスクとして、シリコン層 61に対して絶縁層 63に至るまで異方性ェツチング処理を行う。異方性ェッチングとしては、 DR I E (deep reactive ion etching) を採用することができる。 DR I Eでは、エッチングと側壁保護とを交互に行う B o s c hプロセスにおいて、良好なエッチング処理を行うことができる。後出の DR I Eについても、このような B o s c hプロセスを採用することができる。

本エッチング工程を経ることにより、シリコン層 61において、フレーム 11 へと加工される構造部 11'、櫛歯電極部 12へと加工される構造部 12'、固定コンタクト電極 13へと加工される構造部 13'、可動部 20へと加工される構造部 20'、および支持梁 3 OA, 3 OBへとカロェされる構造部 30' が成形される。次に、図 9 Dに示すように、所定の剥離液を作用させることにより、材料基板 Sからレジストパターン 71を除去する。次に、図 9Eに示すように、絶縁層 6 3における所定箇所を、ウエットエッチングにより除去する。絶縁層 63が酸化シリコンよりなる場合、ェツチング液としては、例えば、フッ酸とフッ化ァンモユウムからなるバッファードフッ酸（BHF) を使用することができる。本エツチング工程では、レジストパターン 71で覆われたシリコン層 61の所定の一部の下方にアンダーカツトが入るようにエッチング処理を行う。櫛歯電極部 12へと加工される構造部 12' において電極歯 12 bに相当する箇所、固定コンタクト電極 13へと加工される構造部 13'においてアーム部 13 bに相当する箇所、可動部 20へと加工される構造部 20'、および支持梁 30A, 3 OBへと加工される構造部 30は、他の部位よりも有意に幅狭であり、具体的には、これらとシリコン層 62との間に介在する絶縁層 63が除去されるように、エッチング処理を行う。これにより、フレーム 11へと加工される構造部 11，、櫛歯電極部 12 へと加工される構造部 12' において基部 12 aに相当する箇所、および固定コンタクト電極 13へと加工される構造部 13' において基部 13 aに相当する箇所の直下に、絶縁層 1 5が形成されることとなる。

次に、図 9 Fに示すように、例えばスパッタリング法により、材料基板 Sに対してシリコン層 6 1の側から導体膜 6 4を形成する。導体膜 6 4の厚さは例えば 3 0 0〜1 0 0 0 n mである。このとき、シリコン層 6 1において比較的広く除去された箇所の直下にて、シリコン層 6 2上にも例えば導体膜 6 5， 6 6 , 6 7 が形成される。本工程を経ることにより、フレーム 1 1、櫛歯電極部 1 2、固定コンタクト電極 1 3、および支持梁 3 0 A， 3 0 Bが形成されることとなる。次に、図 9 Gに示すように、材料基板 Sにおけるシリコン層 6 1の側にレジストパターン 7 2を形成する。レジストパターン 7 2は、可動部 2 0へと加工される構造部 2 0，の所定箇所を露出させるための開口部 7 2 aを有する。開口部 7 2 aを介して、可動部 2 0の胴部 2 1へと加工される箇所における、可動コンタクト電極 2 2へと加工される箇所の側の先端、を被覆している導体膜 6 4が露出する。

次に、図 9 Hに示すように、レジストパターン 7 2をマスクとして、導体膜 6 4に対してウエットエッチングを施す。これにより、相互に電気的に分離している胴部 2 1および可動コンタクト電極 2 2を有する可動部 2 0が形成される。次に、図 9 Iに示すように、所定の剥離液を作用させることにより、材料基板 Sからレジストパターン 7 2を除去する。その後、必要に応じて材料基板 S (ゥェハ）を各素子片に分離する。

以上の一連の工程を経ることにより、マイクロスイッチング素子 X Iを製造することができる。本方法によると、マイクロスイッチング素子 X Iを単一の材料基板にぉレ、て形成することができるので、比較的少な V、工程数でマイクロスイツチング素子を製造することができる。このような製造方法は、マイクロスィッチング素子製造の歩留り向上を図るうえで好適である。

マイクロスイッチング素子 X Iの製造においては、図 9 Eを参照して上述した工程にて図 1 2に示すようなストツパ部 4 0が形成される過程を経てもよい。ストッパ部 4 0は、基部 4 1および支持梁 4 2を有する。基部 4 1は、絶縁層 1 5 を介してベース部 1 4に固定されており、支持梁 4 2は、ベース部 1 4から離隔している。また、支持梁 4 2は、基部 4 1に接続するとともに、可動部 2 0ないし胴部 2 1の端部に接続している。支持梁 4 2の幅は、胴部 2 1の幅 W 5よりも相当程度に小さく設計されている。

ストッパ部 4 0の形成を伴うマイクロスィツチング素子 X 1の製造においては、図 9 Bを参照して上述したレジストパターン 7 1は、シリコン層 6 1においてストツパ部 4 0へと加工される箇所を更にマスクする。図 9 Cを参照して上述した異方性エッチングでは、図 1 1 Aに示すように、ストッパ部 4 0が更に成形される。図 9 Eを参照して上述したゥエツトエッチングでは、図 1 1 Bに示すように、支持梁 4 2の下方にアンダー力ットを入れて、支持梁 4 2をベース部 1 4から離隔させる。具体的には、幅狭な支持梁 4 2とシリコン層 6 2の間に介在する絶縁層 6 3をェツチング除去する。これにより、基部 4 1の直下に絶縁層 1 5が形成されることとなる。図 9 Fを参照して上述した導体膜形成工程では、図 1 1 Cに示すように、導体膜 6 4は、ストッパ部 4 0の表面をも覆うように形成される。図 9 Gを参照して上述したレジストパターン 7 2は、図 1 1 Aに示すように、支持梁 4 2を露出させるための開口部 7 2 bを更に有する。図 9 Hを参照して上述したウエットエッチングでは、図 1 1 Bに示すように、支持梁 4 2を覆う導体膜 6 4をも除去する。

ストッパ部 4 0の形成を伴うマイクロスィツチング素子 X 1の製造においては、図 1 1 Cに示すように、支持梁 4 2を切断する。支持梁 4 2の切断においては、例えば、エッチングガスとして S F ₆を使用する R I Eを採用することができる。具体的には、例えば、支持梁 4 2の幅が 2 μ mであり且つ胴部 2 1の幅が 1 0 m以上である場合には、等方性エッチングに近い異方性エッチングの条件で R I Eを行うことにより、胴部 2 1を切 Hiずに支持梁 4 2を適切に切断することができる。

このような方法によると、図 9 Eを参照して上述したウエットェツチングを行う際に、可動コンタクト電極 2 2と固定コンタクト電極 1 3とが張り付いてしまう現象、即ちステイツキングを、回避することができる。当該ウエットエツチングにおいて可動部 2 0がベース部 1 4から離隔して変位可能状態にあると、可動コンタクト電極 2 2と固定コンタクト電極 1 3の間や、櫛歯電極部 1 2 , 2 3間の溶液の表面張力に誘発されて、可動コンタクト電極 2 2と固定コンタクト電極 1 3が接近する。その結果、乾燥後においても、当該コンタクト電極 1 3 , 2 2 どうしが張り付いたままとなってしまう。これに対し、ストッノ部 4 0を伴う上述の方法によると、図 1 1 Cを参照して上述したように支持梁 4 2が切断されるまでは、可動部 2 0は変位可能状態にないため、ウエットエッチングが行われる際にステイツキングは発生しないのである。

図 1 2〜図 1 4は、本発明の第 2の実施形態に係るマイクロスイッチング素子 X 2を表す。マイクロスイッチング素子 X 2は、固定部 1 0と、可動部 2 0と、一糸且の支持梁 3 O Aと、一組の支持梁 3 0 Bと、導通防止壁 5 1 , 5 2 , 5 3 , 5 4とを備える。マイクロスイッチング素子 X 2は、導通防止壁 5 1 ， 5 2， 5 3 , 5 4を追加的に備える点において、マイクロスイッチング素子 X Iと異なる。図の明確化の観点より、図 1 2においては導通防止壁 5 1 , 5 2， 5 3 , 5 4は、斜線ノヽツチングを付して表す。マイクロスィツチング素子 X 2の他の構成にっレヽては、マイクロスィツチング素子 X 1に関して上述したのと同様である。

導通防止壁 5 1 ， 5 2， 5 3 , 5 4は、マイクロスイッチング素子 X 2の後述の製造過程において、部位間の不当な導通を防止するためのものであり、ベース部 1 4に固定されている。導通防止壁 5 1は、図 1 2によく表れているように、一対の固定コンタクト電極 1 3を囲むように設けられている。このような導通防止壁 5 1は、固定コンタクト電極 1 3およびフレーム 1 1の不当な導通、並びに、固定コンタクト電極 1 3および支持梁 3 O Aの間接的な不当な導通を防止する。導通防止壁 5 2， 5 3は、各々、図 1 2によく表れているように、櫛歯電極部 1 2に沿って設けられている。このような導通防止壁 5 2 , 5 3は、櫛歯慰亟部1 2およびフレーム 1 1の不当な導通、並びに、櫛歯電極部 1 2および支持梁 3 0 Aの間接的な不当な導通を防止する。導通防止壁 5 4は、図 1 2によく表れてヽるように、マイクロスイッチング素子 X 2の周縁に設けられている。このような導通防止壁 5 4は、主に、フレーム 1 1および外部構造（例えば隣接マイクロスイッチング素子) の不当な導通を防止する。各導通防止壁 5 1 〜 5 4と、近接する部位との離隔距離は、可動部 2 0の変位を阻害しない限りにおいて、例えば 1 〜 5 μ mである。

図 1 5 A〜図 1 5 Iは、マイクロスィツチング素子 X 2の製造方法における一連の工程を表す。この方法は、 MEMS技術により上述のマイクロスイッチング素子 X 2を製造するための一手法である。

図 15 A〜図 15 Iにおいては、図 15 Iに示すフレーム 11、櫛歯電極部 1 2の基部 12 aおよび電極歯 12 b、固定コンタクト電極 13のアーム部 13 b、可動部 20の胴部 21、可動コンタクト電極 22、および櫛歯電極部 23 (基部 23 a,電極歯 23 b)、支持梁 30A、並びに導通防止壁 53の形成過程を、一の断面により表す。当該一の断面は、図 9 A〜図 9 Iの表すモデル化連続断面と同一箇所に相当するモデル化連続断面である。

マイクロスイッチング素子 X 2の製造においては、まず、図 15Aに示すように、図 18を参照して上述したのと同一の材料基板 Sを用意する。次に、図 15 Bに示すように、シリコン層 61上にレジストパターン 73を形成する。レジストパターン 73は、フレーム 11、櫛歯電極部 12、固定コンタクト電極 13、可動部 20、支持梁 3 OA, 30B, および導通防止壁 51〜54へと加工される箇所をマスクするためパターン形状を有する。

次に、図 15 Cに示すように、レジストパターン 73をマスクとして、シリコン層 61に対して絶縁層 63に至るまで異方性エッチング処理を行う。本エッチング工程を経ることにより、シリコン層 61において、フレーム 11へと加工される構造部 11'、櫛歯電極部 12へと加工される構造部 12 固定コンタクト電極 13へと加工される構造部 13'、可動部 20へと加工される構造部 20'、支持梁 3 OA, 30Bへと加工される構造部 30 '、および導通防止壁 51〜54 へと加工される構造部 50' が成形される。

次に、図 15Dに示すように、所定の剥離液を作用させることにより、材料基板 Sからレジストパターン 73を除去する。次に、図 15 Eに示すように、絶縁層 63における所定箇所を、ウエットエッチングにより除去する。本エッチング工程では、レジストパターン 73で覆われたシリコン層 61の下方にアンダー力ットが入るようにエッチング処理を行う。櫛歯電極部 12へと加工される構造部 12，において電極歯 12 bに相当する箇所、固定コンタクト電極 13へと加工される構造部 13' においてアーム部 13 bに相当する箇所、可動部 20へと加ェされる構造部 20，、および支持梁 30A, 30Bへとカロェされる構造部 30' は、他の部位よりも有意に幅狭であり、具体的には、これらとシリコン層 6 2との間に介在する絶縁層 6 3が除去されるように、エッチング処理を行う。これにより、フレーム 1 1へと加工される構造部 1 1，、櫛歯電極部 1 2へと加工される構造部 1 2，において基部 1 2 aに相当する箇所、および固定コンタタト電極 1 3へと加工される構造部 1 3 ' において基部 1 3 aに相当する箇所の直下に、絶縁層 1 5が形成されることとなる。また、本工程を経ることにより、導通防止壁 5 1〜5 4が形成されることとなる。

次に、図 1 5 Fに示すように、例えばスパッタリング法により、材料基板 Sに対してシリコン層 6 1の側から導体膜 6 4を形成する。導体膜 6 4の厚さは例えば 3 0 0〜： L 0 0 0 n mである。

フレーム 1 1と櫛歯電極部 1 2と力或は、フレーム 1 1と固定コンタクト電極 1 3とが比較的離れていても、これらの間には、これらに近接して起立する導通防止壁 5 1〜5 4が存在する。そのため、フレーム 1 1と櫛歯電極部 1 2の間や、フレーム 1 1と固定コンタクト電極の間にわたるシリコン層 6 2上においては導体膜は形成されにくい。したがって、本工程を経ても、各部位間にわたって導体膜が連続形成されることに起因する各部位の不当な導通は、防止されるのでめる。

本工程では、櫛歯電極部 2 3とフレーム 1 1は比較的広く離隔するために、櫛歯電極部 2 3に近接するシリコン層 6 2上には、例えば導電膜 6 6が形成される場合がある。しかしながら、櫛歯電極部 2 3は、シリコン層 6 2と離隔しているため、導電膜 6 6を介して何れかの部位と不当に導通してしまうことはない。したがって、櫛歯電極部 2 3の可動領域を確保するという観点より、当該櫛歯電極部 2 3とフレーム 1 1との間には、導通防止壁を設けない方がよい。

次に、図 1 5 Gに示すように、材料基板 Sにおけるシリコン層 6 1の側にレジストパターン 7 4を形成する。レジストパターン 7 4は、可動部 2 0へと加工される構造部 2 0 ' の所定箇所を露出させるための開口部 7 4 aを有する。開口部 7 4 aを介して、可動部 2 0の胴部 2 1へと加工される箇所の、可動コンタクト電極 2 2へと加工される箇所の側の先端、を被覆している導体膜 6 4力 S露出する。次に、図 1 5 Hに示すように、レジストパターン 7 4をマスクとして、導体膜 6 4に対してウエットエッチングを施す。これにより、相互に電気的に分離している胴部 2 1および可動コンタクト電極 2 2を有する可動部 2 0が形成される。次に、図 1 5 Iに示すように、所定の剥離液を作用させることにより、材料基板 Sからレジストパターン 7 4を除去する。その後、必要に応じて材料基板 S (ゥェハ）を各素子片に分離する。

以上の一連の工程を経ることにより、マイクロスィツチング素子 X 2を製造することができる。本方法によると、マイクロスイッチング素子 X 2を単一の材料基板にお！/、て形成することができるので、比較的少な、工程数でマイクロスイツチング素子を製造することができる。このような製造方法は、マイクロスィッチング素子製造の歩留り向上を図るうえで好適である。

マイクロスイッチング素子 X 2の製造においては、図 1 5 Eを参照して上述した工程で、図 1 5にて破線で示すようなストッパ部 4 0が形成される過程を経てもよレヽ。ストッパ部 4◦の構造および形成手法については、第 1の実施形態に関して上述したのと同様である。

ストッパ部 4 0の形成を伴うマイクロスイッチング素子 X 2の製造においては、図 1 5 Eを参照して上述したゥエツトエッチングを行う際に、可動コンタクト電極 2 2と固定コンタクト電極 1 3とが張り付いてしまう現象、即ちステイツキングを、回避することができる。

Claims

請求の範囲

1. フレームと、

第 1櫛歯電極部と、

, 相互に離隔する一対の固定コンタクト電極と、 ..

前記第 1櫛歯電極部と協働して静電気力を発生させるための第 2櫛歯電極部、および、前記固定コンタクト電極に対向する可動コンタクト電極を有し、当該固定コンタクト電極および可動コンタクト電極が当接する位置と離隔する位置との間で変位することが可能な、可動部と、

前記可動部おょぴ前記フレームを連結するための一組の第 1支持梁おょぴー組の第 2支持梁と、を備え、

前記一aの第 1支持梁および前記一 isの第 2支持梁は、前記可動部の前記変位の方向に離隔している、マイクロスィツチング素子。

2. 前記第 1櫛歯電極部および前記第 2櫛歯電極部は、前記一組の第 1支持梁およぴ前記一糸且の第 2支持梁の間に位置する、請求項 1に記載のマイクロスイッチング素子。

3. 前記フレーム、前記第 1櫛歯電極部、および前記一対の固定コンタクト電極を支持するベース部を更に備える、請求項 1に記載のマイクロスィツチング素子。

4. 前記第 1櫛歯電極部は複数の第 1櫛歯電極を含み、前記第 2櫛歯電極部は、各々が 1つの前記第 1櫛歯電極に対応する複数の第 2櫛歯電極を含む、請求項 1 に記載のマイクロスィツチング素子。

5. 前記第 1櫛歯電極部において前記第 2櫛歯電極部に対向する表面、および、前記第 2櫛歯電極部にお!/、て前記第 1櫛歯電極部に対向する表面は、導体膜により構成されている、請求項 1に記載のマイクロスイッチング素子。

6 . 前記導体膜は、金、銀、ロジウム、白金、パラジウム、およびルテニウムからなる群より選択される金属、または、当該群より選択される金属を含む合金よりなる、請求項 5に記載のマイクロスイッチング素子。

7. 前記固定コンタクト電極の各々において前記可動コンタクト電極に対向する表面、および、前記可動コンタクト電極において前記固定コンタクト電極に対向する表面は、導体膜により構成されている、請求項 1に記載のマイクロスィッチング素子。

8. 前記導体膜は、金、銀、ロジウム、白金、パラジウム、およびルテニウムからなる群より選択される金属、または、当該群より選択される金属を含む合金よりなる、請求項 7に記載のマイクロスイツチング素子。

9 . 前記第 2櫛歯電極部にぉレ、て前記第 1櫛歯電極部に対向する表面は第 1導体膜により構成されており、前記可動コンタクト電極において前記固定コンタクト電極に対向する表面は第 2導体膜により構成されており、前記第 1導体膜および前記第 2導体膜は、分離している、請求項 1に記載のマイクロスィツチング素子。

1 0. 前記一組の第 1支持梁は 2本の第 1支持梁からなり、前記一組の第 2支持梁は 2本の第 2支持梁からなる、請求項 1に記載のマイクロスイッチング素子。

1 1 . 前記 2本の第 1支持梁は、対称に前記可動部から延びており、前記 2本の第 2支持梁は、対称に前記可動部から延びている、請求項 1 0に記載のマイクロスィツチング素子。

1 2. 前記 2本の第 1支持梁および前記 2本の第 2支持梁は、 .前記変位方向に直交する方向に延びている、請求項 1 1に記載のマイクロスイッチング素子。

1 3.前記一対の固定コンタクト電極および/または前記可動コンタクト電極は、可撓構造を有する、請求項 1に記載のマイクロスィツチング素子。

1 4. 前記フレームに沿う導通防止壁を更に備える、請求項 1に記載のマイク口 -ング素子。 .

1 5 · 前記第 1櫛歯電極部に沿う導通防止壁を更に備える、請求項 1に記載のマイクロスィツチング素子。 1 6 . 前記固定コンタクト電極に沿う導通防止壁を更に備える、請求項 1に記載

1 7. フレームと、第 1櫛歯電極部と、相互に離隔する一対の固定コンタクト電極と、前記第 1櫛歯電極部と協働して静電気力を発生させるための第 2櫛歯電極部、および、前記固定コンタクト電極に対向する可動コンタクト電極、を有する可動部と、前記可動部および前記フレームを連結する複数の支持梁と、を備えるマイクロスィツチング素子を、第 1層、第 2層、およびこれらの間の中間層よりなる積層構造を有する材料基板に加工を施すことにより、製造するための方法であって、

前記第 1層において前記フレームへと加工される第 1箇所、前記第 1櫛歯電極部へと加工される第 2箇所、 tiff己一対の固定コンタクト電極へと加工される 2 つの第 3箇所、前記可動部へと加工される第 4箇所、および前記複数の支持梁へと加工される複数の第 5箇所をマスクするためのマスクパターンを介し、前記第 1層に対して前記中間層に至るまで異方性エッチング処理を行うための、第 1ェツチング工程と、

前記第 4箇所と前記第 2層との間に介在する中間層、および、前記複数の第 5箇所と前記第 2層との間に介在する中間層を、エッチング除去するための、第 2エッチング工程と、を含む、マイクロスイッチング素子の製造方法。

1 8 . 前記第 2エッチング工程の後に、前記材料基板における前記第 1導体層の側に導体材料を成膜するための成膜工程と、

前記成膜工程にて前記第 4箇所に形成された導体膜の一部をエッチング除去することにより、第 2櫛歯電極部およびこれとは電気的に分離している可動コンタクト電極、..を有する可動部を形成するための、第 3エッチング工程と、を更に含む、請求項 1 7に記載のマイクロスィツチング素子の製造方法。

1 9 . 前記第 1エッチング工程における前記マスクパターンは、前記フレームに沿う第 1導通防止壁へと前記第 1層において加工される箇所、前記第 1櫛歯電極部に沿う第 2導通防止壁へと前記第 1層において加工される箇所、およぴ前記固定コンタクト電極に沿う第 3導通防止壁へと前記第 1層において加工される箇所、から選択される少なくとも 1つの箇所、を更にマスクし、

前記第 1エッチング工程では、前記異方性エッチング処理により、前記第 1 箇所に沿う第 1導通防止壁、前記第 2箇所に沿う第 2導通防止壁、および前記第 3箇所に沿う第 3導通防止壁のうちの少なくとも 1つが、前記第 1層にて更に形成される、請求項 1 8に記載のマイクロスィツチング素子の製造方法。

2 0 . 前記第 1エッチング工程における前記マスクパターンは、前記第 1層において、前記第 4箇所と接続する追加支持梁を有するストッパ部へと加工される箇所、を更にマスクし、

前記第 1エッチング工程では、前記異方性エッチング処理により、前記第 4 箇所と接続する追加支持梁を有するストッパ部が前記第 1層にて形成され、

前記第 2ェツチング工程では、前記追加支持梁と前記第 2層との間に介在する中間層が更にエッチング除去され、

前記第 3エッチング工程の後に、前記追加支持梁を切断または除去するための工程を更に含む、請求項 1 8に記載のマイクロスイッチング素子の製造方法。

2 1 . 前記第 1エッチング工程における前記マスクパターンは、前記フレームに沿う第 1導通防止壁へと前記第 1層におヽて加工される箇所、前記第 1櫛歯電極部に沿う第 2導通防止壁へと前記第 1層において加工される箇所、および前記固定コンタクト電極に沿う第 3導通防止壁へと前記第 1層において加工される箇所、 ) 力ら選択され^)少なくとも 1つの箇所、を更にマスクし、 .

前記第 1エッチング工程では、前記異方性エッチング処理により、前記第 1 箇所に沿う第 1導通防止壁、前記第 2箇所に沿う第 2導通防止壁、および前記第 3箇所に沿う第 3導通防止壁のうちの少なくとも 1つが、前記第 1層にて更に形成される、請求項 2 0に記載のマイクロスィツチング素子の製造方法。