WO2012043464A1 - Ｍｅｍｓスイッチ - Google Patents

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WO2012043464A1
WO2012043464A1 PCT/JP2011/071867 JP2011071867W WO2012043464A1 WO 2012043464 A1 WO2012043464 A1 WO 2012043464A1 JP 2011071867 W JP2011071867 W JP 2011071867W WO 2012043464 A1 WO2012043464 A1 WO 2012043464A1
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WO
WIPO (PCT)
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fixed terminal
mems switch
parasitic capacitance
layer
linear conductor
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/071867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知徳 藤井
泰成 入枝
中村　健太郎
貴之 高野
謙一 太田
剛士 荻野
Original Assignee
太陽誘電株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 太陽誘電株式会社 filed Critical 太陽誘電株式会社
Priority to JP2012514283A priority Critical patent/JP5323988B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics

Definitions

  • the present invention relates to a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch, in particular, a direct contact type MEMS switch.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • a direct contact type MEMS switch generally includes a flexible lever, a movable terminal provided on the flexible lever, a first signal layer, a first fixed terminal including an end portion of the first signal layer, and a second signal.
  • Such MEMS switches are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-149751, 2008-053077, and 2009-252598.
  • FIG. 1A and FIG. 1B show examples of this type of MEMS switch.
  • the base layer 1 and the insulating layer 2 have through holes 1a and 2a having predetermined shapes.
  • a flexible lever FL comprising a lever main layer 1b and an insulating layer 2b existing thereon is formed by a part of the base layer 1 and a part of the insulating layer 2.
  • the first fixed terminal 4a and the second fixed terminal 5a are arranged away from each other in the longitudinal direction of each terminal. Therefore, there is a gap GA1 between the first fixed terminal 4a and the second fixed terminal 5a. Further, both the fixed terminals 4a and 5a are arranged so as to be separated from the movable terminal 3 by a clearance CL1.
  • FIG. 1 (C) shows a state in which the first signal layer 4 and the second signal layer 5 are made conductive in the MEMS switch of FIGS. 1 (A) and 1 (B).
  • a drive actuator not shown
  • the flexible lever FL can be bent upward to bring the movable terminal 3 into contact with both the fixed terminals 4a and 5a.
  • the first signal layer 4 and the second signal layer 5 are electrically connected via the movable terminal 3.
  • the flexible lever FL is restored to the original position by stopping the voltage application to the drive actuator.
  • the movable terminal 3 is moved away from both the fixed terminals 4a and 5a.
  • the lever main layer of this flexible lever is made of an insulating material such as silicon nitride or silicon oxide in addition to a semiconductor material such as single crystal silicon or polycrystalline silicon.
  • a material having bending strength and elasticity suitable for the bending and restoration specifically, a semiconductor material such as single crystal silicon or single crystal silicon carbide. Desirable results have been clarified through experiments.
  • An object of the present invention is to provide a MEMS switch capable of suppressing deterioration of isolation even when a semiconductor material is used for a lever main layer of a flexible lever provided with a movable terminal.
  • a MEMS switch includes a flexible lever, a movable terminal provided on the flexible lever, a first signal layer, and a first fixed terminal including an end portion of the first signal layer.
  • the second signal layer, a second fixed terminal formed of an end of the second signal layer, and the flexible lever is bent in a predetermined direction so that the movable terminal is brought into contact with the two fixed terminals.
  • a drive actuator for bringing a layer into a conductive state wherein the flexible lever has a lever main layer made of a semiconductor material, and the flexible lever is in a state in which both the signal layers are not conductive.
  • the parasitic capacitance suppressing portion due to the presence of the parasitic capacitance suppressing portion, the parasitic capacitance formed between the lever main layer of the flexible lever and the first fixed terminal, and the lever main layer of the flexible lever Since at least one of the parasitic capacitances formed between the second fixed terminal and the second fixed terminal can be suppressed, the lever from the first fixed terminal to the lever when the two signal layers are not conductive due to the parasitic capacitance. It is possible to suppress as much as possible that a high-frequency signal leaks to the main layer and a high-frequency signal leaks from the lever main layer to the second fixed terminal, that is, isolation in a non-conductive state is deteriorated.
  • the present invention it is possible to provide a MEMS switch that can suppress deterioration of isolation even when a semiconductor material is used for a lever main layer of a flexible lever provided with a movable terminal.
  • FIG. 1A is a partial top view showing a specific structural example of a conventional MEMS switch
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line S1-S1 of FIG. 1A
  • FIG. It is sectional drawing which shows the state which both the signal layers conducted.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a phenomenon in which the isolation (shut-off characteristic) deteriorates in a state where both signal layers are not conductive when a semiconductor material is used for the lever main layer of the flexible lever provided with the movable terminal. is there.
  • FIG. 3 is a top view of the MEMS switch according to the first embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line S11-S11 of FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line S12-S12 of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line S13-S13 of FIG.
  • FIG. 7 is a top view of FIG. 3 excluding the first signal layer and the second signal layer.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 showing a state where both signal layers are conductive.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the second parasitic capacitance suppression unit and the third parasitic capacitance suppression unit of the MEMS switch illustrated in FIG. 3 are reduced in diameter.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the second parasitic capacitance suppression unit and the third parasitic capacitance suppression unit of the MEMS switch illustrated in FIG. 3 are reduced in diameter.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a signal frequency and an isolation value in a state where both signal layers are not conductive in the MEMS switch illustrated in FIGS. 3 and 10.
  • FIG. 12A is a diagram showing a modification of the first parasitic capacitance suppression unit;
  • FIG. 12B is a diagram showing another modification of the first parasitic capacitance suppression unit.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating a modification of the second parasitic capacitance suppression unit;
  • FIG. 13B is a diagram illustrating another modification of the second parasitic capacitance suppression unit.
  • FIG. 14 is a top view of the MEMS switch according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along line S21-S21 in FIG. FIG.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which the second parasitic capacitance suppression unit and the third parasitic capacitance suppression unit of the MEMS switch illustrated in FIG. 14 are reduced in diameter.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between a signal frequency and an isolation value in a state where both signal layers are not conductive in the MEMS switch illustrated in FIGS. 14 and 16.
  • FIG. 18 is a top view of the MEMS switch according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along line S31-S31 in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which the first parasitic capacitance suppression unit of the MEMS switch illustrated in FIG. 18 has a small diameter.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a relationship between a signal frequency and an isolation value in a state where both signal layers are not conductive in the MEMS switch illustrated in FIGS. 18 and 20.
  • 22A is an enlarged top view of the MEMS switch according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 22B is a cross-sectional view taken along line S41-S41 in FIG. 22A
  • It is a figure which shows the modification of a linear conductor.
  • It is a figure which shows the other modification of a linear conductor.
  • FIG. 29A is an enlarged top view of a MEMS switch according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 29B is a cross-sectional view taken along line S43-S43 in FIG.
  • FIG. 29C and FIG. 29D show a MEMS switch according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 shows an equivalent circuit diagram of the MEMS switch shown in FIG. The simulation result of the isolation characteristic at the time of non-conduction in the equivalent circuit of the MEMS switch shown in FIG. 30 calculated from the equivalent circuit simulator is shown.
  • FIG. 30 is a diagram showing the relationship between the line width of a linear conductor and isolation characteristics in the MEMS switch shown in FIG. The figure which shows the relationship between the line
  • FIG. 3 to 7 show a MEMS switch 10-1 according to an embodiment of the present invention.
  • the top, bottom, left, right, front, and back of FIG. 3 are referred to as front, back, left, right, top, and bottom, respectively, and directions corresponding to these in other drawings are also shown. It may be called similarly.
  • the MEMS switch 10-1 is provided on the first base layer 11, the first insulating layer 12, the second base layer 13, the second insulating layer 14, the flexible lever FL, and the flexible lever FL.
  • a control terminal 21 and a second control terminal 22 are provided.
  • a first fixed terminal 16 a is formed at the end of the first signal layer 16, and a second fixed terminal 17 a is formed at the end of the second signal layer 17.
  • the first base layer 11 is made of a semiconductor material such as single crystal silicon or single crystal silicon carbide, and has a through hole 11a having a rectangular outline.
  • the vertical dimension (thickness) of the first base layer 11 is approximately 2 to 20 ⁇ m.
  • the first insulating layer 12 is made of an insulating material such as silicon oxide, and is formed on the upper surface of the first base layer 11 by a thermal oxidation method or the like, and has a through hole 12a having the same size as the through hole 11a. .
  • the vertical dimension (thickness) of the first insulating layer 12 is approximately 0.5 to 10 ⁇ m.
  • the second base layer 13 is made of a semiconductor material such as single crystal silicon or single crystal silicon carbide, and is formed on the upper surface of the first insulating layer 12 by a thermal diffusion bonding method or the like.
  • the vertical dimension (thickness) of the second base layer 13 is approximately 2 to 10 ⁇ m.
  • the second insulating layer 14 is made of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride, and is formed on the upper surface of the second base layer 12 by a thermal oxidation method, a CVD method, or the like.
  • the vertical dimension (thickness) of the second insulating layer 14 is approximately 0.5 to 1 ⁇ m.
  • the second base layer 13 has two elongated through holes 13a extending in the left-right direction, and two elongated through holes 14a are formed at positions corresponding to the through holes 13a of the insulating layer 14.
  • a portion sandwiched between the through holes 13a in the second base layer 13 is referred to as a lever main layer 13b, and a portion sandwiched between the through holes 14a in the insulating layer 14 is referred to as a lever insulating layer 14b.
  • the lever main layer 13b and the lever insulating layer 14b constitute a flexible lever FL.
  • the flexible lever FL has a front-rear dimension (width) of approximately 50 to 500 ⁇ m, a vertical dimension (thickness) of approximately 2 to 20 ⁇ m, and a left-right dimension (length) of approximately 50 to 500 ⁇ m.
  • the lever main layer 13b is formed with two through holes 13c extending in a direction perpendicular to the through hole 13a, and the through holes 14c are formed at positions corresponding to the two through holes 13c in the insulating layer 14b. Each is formed.
  • a through hole 13d extending in parallel with the two through holes 13c from each of the two through holes 13a is formed between the two through holes 13c.
  • through holes 14d extending from the two through holes 14a in parallel with the two through holes 14c are formed.
  • the two through holes 13d are formed such that a narrow width portion 13e remains between them.
  • the two through holes 14d are formed so that the narrow width portion 14e remains between them.
  • the narrow portion 13e and the narrow portion 14e may be collectively referred to simply as a narrow portion or a narrow portion of the flexible lever FL.
  • the two through holes 13a, the two through holes 14a, the lever main layer 13b, the lever insulating layer 14b, the two through holes 13c, the two through holes 14c, the two through holes 13d, and the two through holes described above. 14d and the narrow portions 13e and 14e are formed in a pair symmetrically.
  • a set of regions including the through holes 13c and 14c and the narrow width portion is referred to as a hinge portion FLa, and a set of rectangular regions on the control terminal 21 side described later than the hinge portions FLa is respectively defined.
  • This is called a flexible part FLb, and a central rectangular region sandwiched between both hinge parts FLa is called a displacement part FLc.
  • the movable terminal 15 is made of a highly conductive material such as gold, gold-nickel alloy, gold-ruthenium alloy, and the upper surface (insulation) of the displacement portion FLc of the flexible lever FL by a DC sputtering method, a vacuum evaporation method, an electrolytic plating method or the like.
  • the upper surface of the layer 14b is formed with a rectangular outline smaller than the displacement portion FLc.
  • the vertical dimension (thickness) of the movable terminal 15 is approximately 0.1 to 5 ⁇ m, and the lateral dimension (width) and the longitudinal dimension (length) are both approximately 20 to 450 ⁇ m.
  • the movable terminal 15 may be formed from a single layer or a plurality of layers.
  • the movable terminal 15 in one embodiment forms, for example, a titanium layer, a titanium nitride layer, a titanium-tungsten alloy layer, a titanium oxide layer, or a tantalum nitride layer having a thickness of about 0.01 ⁇ m by a DC sputtering method. It has a two-layer structure on which a gold layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m is formed. With this manufacturing method, the movable terminal 15 can be formed on the upper surface of the insulating layer 14b with good adhesion.
  • the movable terminal 15 may be formed of three or more layers.
  • notches having C-shaped contours are provided at the four corners of the movable terminal 15 and the displacement portion FLc, respectively.
  • this notch may be referred to as a first parasitic capacitance suppressing unit RPC11.
  • the first parasitic capacitance suppressing portion RPC11 is formed through the lever main layer 13b, the insulating layer 14b, and the movable terminal 15 constituting the displacement portion FLc in the vertical direction.
  • the first parasitic capacitance suppressing part RPC11 is formed by using a C-shaped notch pattern in the photolithography process for forming the movable terminal 15 and the displacement part FLc.
  • the front two first parasitic capacitance suppression units RPC11 are in a position facing the first fixed terminal 16a, and the rear two first parasitic capacitance suppression units RPC11 are in a position facing the second fixed terminal 17a.
  • the diameter of each first parasitic capacitance suppressing part RPC11 when viewed as a circle is approximately 5 to 70 ⁇ m.
  • the first signal layer 16 is made of a highly conductive material such as gold or copper, and a first flat portion joined to the second insulating layer 14 by a DC sputtering method or an electrolytic plating method, and an edge of the first flat portion. And a third flat part extending in parallel with the first flat part from one end edge of the second flat part. This third flat portion becomes the first fixed terminal 16a.
  • the second signal layer 17 is made of a highly conductive material such as gold or copper, and a first flat portion joined to the second insulating layer 14 by a DC sputtering method, an electrolytic plating method, or the like, and the first flat portion. And a third flat portion extending in parallel with the first flat portion from the end edge of the second flat portion. This third flat portion becomes the second fixed terminal 17a.
  • the second signal layer 17 is formed symmetrically with the first signal layer 16.
  • a second parasitic capacitance suppressing portion RPC12 made of a through hole having a circular contour is formed.
  • the second parasitic capacitance suppressing part RPC12 is formed through the first fixed terminal 16a in the vertical direction by using a hole pattern having a circular outline during the photolithography process for forming the first fixed terminal 16a.
  • the second parasitic capacitance suppressing portion RPC12 is located at a position facing the lower lever main layer 13b via the movable terminal 15.
  • the diameter of the second parasitic capacitance suppressing part RPC12 is approximately 5 to 70 ⁇ m.
  • the second fixed terminal 17a is formed with a third parasitic capacitance suppressing portion RPC13 having a circular contour hole.
  • a part of the lower surfaces of the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a are opposed to a part of the upper surface of the movable terminal 15 by a clearance CL11 (see FIG. 8) and are substantially parallel to each other.
  • the vertical dimension (thickness) of the first signal layer 16 and the second signal layer 17 is approximately 2 to 10 ⁇ m, and the horizontal dimension (width) is approximately 50 to 400 ⁇ m.
  • the longitudinal dimension (length) of the first fixed terminal 16a ) Is approximately 100 to 500 ⁇ m.
  • the edge of the second fixed terminal 17a faces the edge of the first fixed terminal 16a through the gap GA11 so as to be substantially parallel. In one embodiment, the size of the gap GA11 is approximately 2-50 ⁇ m.
  • the first signal layer 16 and the second signal layer 17 may have a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • each of the first signal layer 16 and the second signal layer 17 is formed by a DC sputtering method or the like and has a thickness of about 0.01 ⁇ m, a titanium layer, a titanium nitride layer, a titanium-tungsten alloy layer, a titanium oxide layer, or a tantalum nitride layer.
  • a gold layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m formed by DC sputtering on these layers, and a gold layer or a copper layer having a thickness of about 10 ⁇ m formed by electrolytic plating on the gold layer A three-layer structure having By using the DC sputtering method, the first signal layer 16 is formed on the upper surface of the second insulating layer 14 with good adhesion.
  • a copper layer may be formed by a DC sputtering method, and a gold layer may be formed on the copper layer by an electroless flash plating method to prevent oxidation of the copper layer.
  • the lower electrode layer 18 is made of a highly conductive material such as platinum or ruthenium.
  • the lower electrode layer 18 supports, for example, a portion corresponding to the upper surface (the upper surface of the insulating layer 14b) of each flexible portion FLb of the pair of flexible levers FL in the second insulating layer 14, and the flexible lever FL. It is formed by a DC sputtering method or the like so as to cover a portion to be covered (a portion facing a first control terminal 21 described later).
  • the vertical dimension (thickness) of the lower electrode layer 18 is approximately 0.1 to 1 ⁇ m, the lateral dimension (length) is approximately 50 to 1500 ⁇ m, and the longitudinal dimension (width) is approximately 20 to 500 ⁇ m.
  • the lower electrode layer 18 may have a single layer structure or a multi-layer structure.
  • the lower electrode layer 18 includes a titanium layer having a thickness of about 0.01 ⁇ m, a titanium nitride layer, and a titanium-tungsten alloy formed by a DC sputtering method or the like to improve adhesion with the upper surface of the insulating layer 14b.
  • a two-layer structure comprising a layer, a titanium oxide layer or a tantalum nitride layer, and a platinum layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m formed on these layers by a DC sputtering method.
  • the lower electrode layer 18 in another embodiment is formed to have three or more layers.
  • a rectangular protruding portion 18 a is formed at the left end portion of the left lower electrode layer 18 and the right end portion of the right lower electrode layer 18.
  • the overhanging portion 18 a is provided integrally with the lower electrode layer 18 on the upper surface of the second control end second insulating layer 14.
  • Each piezoelectric layer 19 is made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate or lithium niobate, and is formed on the upper surface of each lower electrode layer 18 by an RF sputtering method, a sol-gel method, an MO-CVD method, or the like. .
  • Each piezoelectric layer 19 has a rectangular outline slightly smaller than the lower electrode layer 18.
  • the vertical dimension (thickness) of the piezoelectric layer 19 is approximately 1 to 5 ⁇ m
  • the lateral dimension (length) is approximately 45 to 1490 ⁇ m
  • the longitudinal dimension (width) is approximately 15 to 480 ⁇ m.
  • Each upper electrode layer 20 is made of a highly conductive material such as platinum, gold, or ruthenium oxide, and is formed on the upper surface of each piezoelectric layer 19 by a DC sputtering method, an RF sputtering method, or the like.
  • the upper electrode layer 20 is formed so as to have a rectangular outline slightly smaller than the piezoelectric layer 19.
  • the vertical dimension (thickness) of the upper electrode layer 20 is approximately 0.1 to 1 ⁇ m
  • the lateral dimension (length) is approximately 40 to 1480 ⁇ m
  • the longitudinal dimension (width) is approximately 10 to 470 ⁇ m.
  • the upper electrode layer 20 may have a single layer structure or a multi-layer structure.
  • the upper electrode layer 20 includes a titanium layer having a thickness of about 0.01 ⁇ m, a titanium nitride layer, a titanium-tungsten alloy layer, an oxidation layer formed by a DC sputtering method in order to improve adhesion to the upper surface of the piezoelectric layer 19.
  • a two-layer structure including a first layer made of a titanium layer or a tantalum nitride layer and a platinum layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m formed on the first layer by a DC sputtering method may be used.
  • the upper electrode layer 20 may be composed of three or more layers.
  • Each piezoelectric actuator PA includes the lower electrode layer 18, the piezoelectric layer 19, and the upper electrode layer 20 described above. When a voltage is applied to each piezoelectric actuator PA, each flexible portion FLb of each flexible lever FL is bent upward.
  • a first control terminal 21 is formed on the upper surface of the end of each upper electrode layer 20.
  • the first control terminal 21 is made of a highly conductive material such as gold or copper, and is formed on the upper electrode layer 20 in a rectangular shape smaller than the upper electrode layer 20 by a DC sputtering method or the like.
  • the vertical dimension (thickness) of the first control terminal 21 is approximately 0.1 to 0.5 ⁇ m, and the lateral dimension (width) and the longitudinal dimension (length) are approximately 50 to 250 ⁇ m.
  • the first control terminal 21 may have a single layer structure or a multi-layer structure.
  • the first control terminal 21 includes a titanium layer having a thickness of about 0.01 ⁇ m, a titanium nitride layer, a titanium-tungsten alloy layer, formed by DC sputtering to improve adhesion to the upper surface of the upper electrode layer 20.
  • a two-layer structure including a first layer made of a titanium oxide layer or a tantalum nitride layer and a gold layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m formed on the first layer by a DC sputtering method may be used.
  • the first control terminal 21 may have a three or more layer structure.
  • a rectangular second control terminal 22 smaller than the overhanging portion 18a is formed on the upper surface of the overhanging portion 18a of each lower electrode layer 18 by a DC sputtering method or the like.
  • the second control terminal 22 is made of a highly conductive material such as gold or copper.
  • the vertical dimension (thickness) of the second control terminal 22 is approximately 0.1 to 0.5 ⁇ m, and the lateral dimension (width) and the longitudinal dimension (length) are approximately 50 to 250 ⁇ m.
  • the second control terminal 22 may have a single layer structure or a multiple layer structure.
  • the second control terminal 22 is a titanium layer, titanium nitride layer, titanium-tungsten having a thickness of about 0.01 ⁇ m formed by a DC sputtering method or the like in order to improve adhesion with the upper surface of the overhanging portion 18a.
  • Even a two-layer structure comprising a first layer made of an alloy layer, a titanium oxide layer or a tantalum nitride layer, and a gold layer having a thickness of about 0.15 ⁇ m formed on the first layer by DC sputtering. Good.
  • the second control terminal 22 may have a three or more layer structure.
  • the control terminals 21 and 22 are connected to a variable DC power source (not shown), and a predetermined drive voltage is applied from the variable DC power source to each piezoelectric actuator PA.
  • the signal layer 16 and the signal line 17 can be made conductive.
  • the piezoelectric layer 19 of each piezoelectric actuator PA is contracted due to the piezoelectric effect, and each flexible portion FLb of the flexible lever FL is bent upward by this contraction.
  • the displacement part FLc is displaced upward by the bending of each flexible part FLb, so that the movable terminal 15 can be brought into contact with both the fixed terminals 16a and 17a.
  • each piezoelectric actuator PA when the voltage application to each piezoelectric actuator PA is stopped, the signal layer 16 and the signal layer 17 return to the non-conductive state. Specifically, when the application of voltage is stopped, the contraction of the piezoelectric layer 19 is released, so that each flexible portion FLb returns to the original position. Thereby, as shown in FIG. 8, the displacement portion FLc is displaced downward, and the movable terminal 15 can be separated from both the fixed terminals 16a and 17a.
  • the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11 since the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11 is provided, the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a or the second fixed terminal 17a is reduced. As a result, the generation of the parasitic capacitance PC11 between the lever main layer 13b and the first fixed terminal 16a and the parasitic capacitance PC12 between the lever main layer 13b and the second fixed terminal 17a can be suppressed. Can do.
  • a second parasitic capacitance suppression unit RPC12 is formed on the first fixed terminal 16a, and a third parasitic capacitance suppression unit RPC13 is formed on the second fixed terminal 17a so as to penetrate the second fixed terminal 17a in the vertical direction. Therefore, the generation of the parasitic capacitance PC11 and the parasitic capacitance PC12 can be further suppressed.
  • the area of the portion where the movable terminal 15 and the first fixed terminal 16a are opposed to each other by the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11, the second parasitic capacitance suppressing unit RPC12, and the third parasitic capacitance suppressing unit RPC13, and the movable terminal 15 And the second fixed terminal 17a can be reduced in area, the parasitic capacitance between the movable terminal 15 and the first fixed terminal 16a, and the movable terminal 15 and the second fixed terminal 17a
  • the generation of parasitic capacitance can be suppressed, and the deterioration of isolation in the non-conductive state can be further suppressed.
  • FIG. 10 shows a MEMS switch 10-1 'according to another embodiment of the present invention.
  • the MEMS switch 10-1 ′ includes a second parasitic capacitance suppressing unit RPC12 ′ and a third parasitic capacitance suppressing unit RPC13 ′ having a smaller diameter than the second parasitic capacitance suppressing unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppressing unit RPC13.
  • the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 ′ and the third parasitic capacitance suppression unit RPC13 ′ are such that the upper surface of the lever insulating layer 14b is the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 ′ and the third parasitic capacitance suppression unit RPC13 ′.
  • the size is such that it will not be exposed.
  • FIG. 11 shows the measurement results of the isolation characteristics of the MEMS switch 10-1 and the MEMS switch 10-1 '.
  • the displacement portion FLc has a width of 240 ⁇ m
  • the lever main layer 13b has a thickness of 5 ⁇ m
  • the lever insulating layer 14b has a thickness of 0.2 ⁇ m.
  • the width and length of the movable terminal 15 are both 140 ⁇ m and the thickness is 0.2 ⁇ m
  • the width of the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a is 180 ⁇ m
  • the length is 250 ⁇ m
  • the thickness is 5 ⁇ m
  • the clearance is 8 ⁇ m.
  • the dimension of CL11 was 8 ⁇ m
  • the dimension of the gap GA11 was 20 ⁇ m
  • the diameter of the first parasitic capacitance suppressing part RPC11 was 30 ⁇ m.
  • the diameters of the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppression unit RPC13 in the MEMS switch 10-1 are 40 ⁇ m
  • the diameter of the part RPC 13 ′ was 20 ⁇ m.
  • the lever main layer 13b of the flexible lever FL is made of single crystal silicon
  • the lever insulating layer 14b is made of silicon oxide
  • the movable terminal 15, the first fixed terminal 16a, and the second fixed terminal 17a are made of gold.
  • a MEMS switch in which none of the first parasitic capacitance suppression unit RPC11, the second parasitic capacitance suppression unit, and the third parasitic capacitance suppression unit is formed was prepared as a comparative example.
  • the MEMS switch of the comparative example has a configuration similar to that of the MEMS switch 10-1, except that each capacitance suppression unit is not provided.
  • the first signal layer 16 is used for the high-frequency signal input side in the GHz band
  • the second signal layer 17 is used for the same signal.
  • the frequency was changed from 0.5 GHz to 30 GHz, and the isolation value (dB) was calculated.
  • the horizontal axis of FIG. 11 indicates the signal frequency in GHz units
  • the vertical axis indicates the measured isolation value in dB units.
  • the one-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-1
  • the two-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-1 '
  • the broken line graph shows the measurement result of the MEMS switch of the comparative example.
  • FIG. 11 shows that in the MEMS switch 10-1 and the MEMS switch 10-1 ', the isolation value is improved by several dB compared to the comparative example in the signal frequency range of 0.5 to 30 GHz. It can also be seen that the degree of improvement in the isolation value is slightly better for the MEMS switch 10-1 than for the MEMS switch 10-1 '. Furthermore, since both the MEMS switch 10-1 and the MEMS switch 10-1 'can secure an isolation value of 20 dB or more with respect to a signal frequency of 17 GHz or less, the leakage of the high frequency signal is reduced to 1% or less. Can be suppressed.
  • FIG. 12A shows a modification of the first parasitic capacitance suppression unit.
  • the MEMS switch according to the embodiment includes two first parasitic capacitance suppression units RPC11-1.
  • the number of first parasitic capacitance suppressing portions RPC11-1 is not limited to that specified in the present specification, and may be any number, for example, one, three, depending on the dimensions and strength of the displacement portion FLc and the movable terminal 15. Alternatively, five first parasitic capacitance suppression units RPC11-1 can be provided.
  • first parasitic capacitance suppression unit faces the first fixed terminal 16a, and at least one first parasitic capacitance suppression unit
  • Each of the first parasitic capacitance suppression units can be arranged so as to face the second fixed terminal 17a. Further, when the single first parasitic capacitance suppressing unit 11-1 is provided, the first parasitic capacitance suppressing unit 11-1 is disposed so as to face both the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a. can do.
  • FIG. 12B shows another modification of the first parasitic capacitance suppressing unit.
  • the MEMS switch according to the embodiment includes a first parasitic capacitance suppressing unit RPC11-2 formed in a circular hole shape.
  • FIG. 13A shows a modification of the second parasitic capacitance suppressing unit.
  • the first fixed terminal 16a is configured to include two second parasitic capacitance suppressing units RPC12-1.
  • the second fixed terminal 17a may be configured to have two third parasitic capacitance suppressing units RPC13-1.
  • the number of the second parasitic capacitance suppression unit RPC11-1 and the third parasitic capacitance suppression unit RPC13-1 is not limited to those specified in the present specification, and depending on the size and strength of the displacement unit FLc and the movable terminal 15, for example, One, three, or five second parasitic capacitance suppression units RPC11-1 and third parasitic capacitance suppression units RPC13-1 can be provided.
  • FIG. 13B shows another modification of the second parasitic capacitance suppressing unit.
  • the MEMS switch according to the embodiment may include a second parasitic capacitance suppressing unit RPC12-2 configured in a C shape by cutting out one side of the first fixed terminal 16a.
  • the MEMS switch according to the embodiment may include a third parasitic capacitance suppressing unit RPC (not shown) configured in a C shape by cutting out one side of the second fixed terminal 17a.
  • the shapes of the first parasitic capacitance suppressing unit, the second parasitic capacitance suppressing unit, and the third parasitic capacitance suppressing unit are not limited to those specified in the present specification, and may be various shapes such as a V shape, a rectangle, an ellipse, and a polygon. Can be formed.
  • the MEMS switch 10-2 is different from the MEMS switch 10-1 in that the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11 is not formed.
  • the MEMS switch 10-2 has the same configuration as the MEMS switch 10-1.
  • the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a or the second fixed terminal 17a is reduced by the second parasitic capacitance suppressing unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppressing unit RPC13.
  • the generation of the parasitic capacitance PC11 between the lever main layer 13b and the first fixed terminal 16a and the parasitic capacitance PC12 between the lever main layer 13b and the second fixed terminal 17a can be suppressed.
  • the area of the portion where the movable terminal 15 and the first fixed terminal 16a face each other, and the movable terminal 15 and the second fixed terminal 17a are obtained by the second parasitic capacitance suppressing unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppressing unit RPC13.
  • FIG. 16 shows a MEMS switch 10-2 'according to another embodiment of the present invention.
  • the MEMS switch 10-2 ′ includes a second parasitic capacitance suppression unit RPC12 ′ and a third parasitic capacitance suppression unit RPC13 ′ that are smaller in diameter than the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppression unit 13. .
  • the MEMS switch 10-2 ′ since the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a or the second fixed terminal 17a can be reduced, the generation of the parasitic capacitance PC11 and the parasitic capacitance PC12 is suppressed. Can do.
  • FIG. 17 shows the measurement results of the isolation characteristics of the MEMS switch 10-2 and the MEMS switch 10-2 '.
  • the MEMS switch 10-2 and the MEMS switch 10-2 'used for this measurement were made in the same dimensions using the same material as the MEMS switch 10-1 and the MEMS switch 10-1'.
  • the diameters of the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppression unit RPC13 in the MEMS switch 10-2 are 40 ⁇ m, and the second parasitic capacitance suppression unit RPC12 ′ and the third parasitic capacitance suppression in the MEMS switch 10-2 ′.
  • the diameter of the part RPC 13 ′ was 20 ⁇ m.
  • a MEMS switch in which neither the second parasitic capacitance suppression unit nor the third parasitic capacitance suppression unit is formed was prepared as a comparative example.
  • the one-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-2
  • the two-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-2 ′
  • the broken line graph shows the measurement result of the MEMS switch of the comparative example.
  • FIG. 17 shows that in the MEMS switch 10-2 and the MEMS switch 10-2 ', the isolation value in the signal frequency range of 0.5 to 30 GHz is improved by several dB compared to the comparative example. It can also be seen that the degree of improvement in the isolation value is slightly better in the MEMS switch 10-2 than in the MEMS switch 10-2 '.
  • both the MEMS switch 10-2 and the MEMS switch 10-2 ′ can secure an isolation value of 20 dB or more with respect to a signal frequency of 12 GHz or less, the leakage of the high frequency signal is reduced to 1% or less. Can be suppressed.
  • the MEMS switch 10-3 is different from the MEMS switch 10-1 in that the second parasitic capacitance suppressing unit RPC12 and the third parasitic capacitance suppressing unit RPC13 are not formed.
  • the MEMS switch 10-3 has the same configuration as the MEMS switch 10-1.
  • the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a or the second fixed terminal 17a can be reduced by the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11.
  • the lever main layer Generation of the parasitic capacitance PC11 between 13b and the first fixed terminal 16a and the parasitic capacitance PC12 between the lever main layer 13b and the second fixed terminal 17a can be suppressed.
  • the first parasitic capacitance suppressing unit RPC11 reduces the area of the portion where the movable terminal 15 and the first fixed terminal 16a face each other and the area of the portion where the movable terminal 15 and the second fixed terminal 17a face each other. Therefore, the generation of the parasitic capacitance between the movable terminal 15 and the first fixed terminal 16a and the parasitic capacitance between the movable terminal 15 and the second fixed terminal 17a can be suppressed, and in the non-conductive state. The deterioration of isolation can be further suppressed.
  • FIG. 20 shows a MEMS switch 10-3 'according to another embodiment of the present invention.
  • the MEMS switch 10-3 ' includes a first parasitic capacitance suppression unit RPC11' having a smaller diameter than the first parasitic capacitance suppression unit RPC11.
  • the first parasitic capacitance suppressing portion RPC11 ' is a circular through hole.
  • the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a or the second fixed terminal 17a can be reduced, generation of the parasitic capacitance PC11 and the parasitic capacitance PC12 is suppressed. Can do.
  • FIG. 21 shows the measurement results of the isolation characteristics of the MEMS switch 10-3 and the MEMS switch 10-3 '.
  • the MEMS switch 10-3 and the MEMS switch 10-3 'used for this measurement were formed in the same dimensions using the same material as the MEMS switch 10-1 and the MEMS switch 10-1'.
  • the diameter of the first parasitic capacitance suppression unit RPC11 in the MEMS switch 10-2 is 30 ⁇ m
  • the diameter of the first parasitic capacitance suppression unit RPC11 ′ in the MEMS switch 10-3 ′ is 20 ⁇ m.
  • the MEMS switch in which the 1st parasitic capacitance suppression part was not formed was prepared as a comparative example.
  • FIG. 21 a one-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-3, a two-dot chain line graph shows the measurement result of the MEMS switch 10-3 ', and a broken line graph shows the measurement result of the MEMS switch of the comparative example.
  • FIG. 21 shows that in the MEMS switch 10-3 and the MEMS switch 10-3 ', the isolation value in the signal frequency range of 0.5 to 30 GHz is improved by several dB compared to the comparative example. It can also be seen that the degree of improvement in the isolation value is slightly better for the MEMS switch 10-3 than for the MEMS switch 10-3 '.
  • both the MEMS switch 10-3 and the MEMS switch 10-3 ′ can secure an isolation value of 20 dB or more with respect to a signal frequency of 13 GHz or less, the leakage of the high frequency signal is reduced to 1% or less. Can be suppressed.
  • FIG. 22A shows an enlarged top view of the MEMS switch according to the embodiment of the present invention.
  • 22B is a cross-sectional view taken along line S41-S41 in FIG. 22A
  • FIG. 22C is a cross-sectional view taken along line S42-S42 in FIG.
  • the MEMS switch shown in FIGS. 22A to 22C has the same configuration as the MEMS switch 10-1 described above except for the shape and dimensions of the movable terminal and the parasitic capacitance suppressing portion. Description is omitted.
  • the flexible terminal 15 is composed of a pair of linear conductors 15-1 and 15-1.
  • One linear conductor 15-1 has one end facing one end in the width direction of the first fixed terminal 16a and the other end facing one end in the width direction of the second fixed terminal 17a.
  • the other linear conductor 15-1 has one end facing the other end in the width direction of the first fixed terminal 16a and the other end connected to the other end in the width direction of the second fixed terminal 17a. It arrange
  • the flexible lever FL is formed with a large through hole penetrating the lever main layer 13b and the lever insulating layer 14b, and this through hole constitutes the parasitic capacitance suppressing portion RPC30.
  • the through holes are formed in the length direction of the conductors 15-1, 15-1, the lengthwise end portion 16b of the first fixed terminal 16a, and the second fixed terminal 17a in a top view. It is formed so that the entire region overlapping with the region surrounded by the end portion 17b is opened. This through hole may be formed such that all the regions of the flexible lever FL that overlap with the region sandwiched between the conductors 15-1 and 15-1 in the top view are opened.
  • the through hole is formed so as to penetrate both the lever main layer 13b and the lever insulating layer 14b of the flexible lever FL.
  • the movable terminal is lifted upward by the bending of the flexible lever FL, and both end portions of the conductors 15-1 and 15-1 are
  • the signal layer 16 and the signal line 17 can be brought into conduction by contacting the width direction end portions of the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a.
  • the linear conductors 15-1 and 15-1 are arranged so as to connect the end portions in the width direction of the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a.
  • a large parasitic capacitance suppressing portion RPC30 penetrating between the conductors 15-1 and 15-1 in the vertical direction is formed. Since the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a can be made extremely small by the parasitic capacitance suppressing unit RPC30, it is possible to suppress deterioration of isolation characteristics during non-conduction. Can do.
  • the high-frequency signal has a property of being concentratedly transmitted through the end portion of the transmission line in the width direction (direction orthogonal to the transmission direction), in order to secure the area of the parasitic capacitance suppressing portion RPC30, the linear conductor 15-1, Even when 15-1 is formed in a small diameter, it is possible to suppress the deterioration of insertion loss.
  • FIG. 23 shows a modification of the linear conductor.
  • the linear conductors 15-2 and 15-2 are formed in an arc shape. Except for the shapes of the linear conductors 15-2 and 15-2, the configuration is the same as that of the embodiment of FIG.
  • FIG. 24 shows another modification of the linear conductor.
  • a pair of linear conductors 15-3 and 15-3 for connecting the linear conductors 15-1 and 15-1 are provided.
  • the linear conductors 15-1 and 15-1 can be reliably brought into contact with the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a.
  • -1, 15-1 and the contact resistance between the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a can be reduced.
  • FIG. 25 shows another modification of the linear conductor.
  • a pair of linear conductors 15-4 and 15-4 connecting the linear conductors 15-1 and 15-1 are arranged so as to cross each other. Thereby, the rigidity of a movable terminal can be made high.
  • FIG. 26 shows a top view of a MEMS switch according to another embodiment.
  • the lengthwise ends of the first fixed terminal 16a 'and the second fixed terminal 17a' are cut out. This notch is formed near the center in the width direction of the first fixed terminal 16a 'and the second fixed terminal 17a'.
  • the area of the lever main layer 13b facing the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a can be further reduced without changing the connection method with the linear conductors 15-1 and 15-1. It is possible to further suppress the deterioration of isolation characteristics during conduction.
  • FIG. 27 shows the measurement results of the isolation characteristics when the MEMS switch shown in FIG. 22 is non-conductive.
  • the linear conductors 15-1 and 15-1 were formed of gold, and the line width of the linear conductors 15-1 and 15-1 was set to 10 ⁇ m.
  • the length from the outer side in the width direction of one linear conductor 15-1 to the outer side in the width direction of the other linear conductor 15-1 was 150 ⁇ m.
  • a MEMS switch (similar to that shown in FIG. 1) having a rectangular movable terminal and not provided with the parasitic capacitance suppressing portion RPC30 was prepared.
  • the movable terminal was made of gold, and the width direction dimension of the movable terminal was 150 ⁇ m.
  • Comparative Example 2 a movable terminal having the same shape as that of the movable terminal described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-149751 was prepared. That is, the movable terminal in the second comparative example is configured by slightly notching the vicinity of the center in the width direction of the movable terminal.
  • Graphs 27-1, 27-2, and 27-3 are graphs showing the isolation values of the MEMS switch according to the embodiment of the present invention shown in Comparative Example 1, Comparative Example 2, and FIG. 22, respectively. From FIG. 27, in the MEMS switch according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 22, the isolation value is improved by 1 to 4 dB or more compared with the comparative example in the signal frequency range of 1.0 to 30 GHz. I understand that.
  • FIG. 28 shows the measurement result of the insertion loss of the MEMS switch shown in FIG.
  • Graphs IL1, IL2, and IL3 show the measurement results of the insertion loss of the MEMS switch according to the embodiment of the present invention shown in Comparative Example 1, Comparative Example 2, and FIG. 22, respectively.
  • the insertion loss is increased as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2, but the increase width is 0.1 dB or less in a range of 20 GHz or less, The increase in the insertion loss is within a range where there is no practical problem.
  • FIGS. 29A and 29B show a MEMS switch according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 29A shows an enlarged top view of a MEMS switch according to another embodiment
  • FIG. 29B shows a cross-sectional view taken along line S43-S43 in FIG.
  • the MEMS switch shown in FIGS. 29A and 29B includes a high resistance film 50 formed on the insulating layer 14 in addition to the components of the MEMS switch of FIG.
  • the high resistance film 50 is disposed between the linear conductors 15-1 and 15-1.
  • the parasitic capacitance suppressing portion RPC 30 is not formed, and the high resistance film 50 is supported by the insulating layer 14.
  • a parasitic capacitance suppressing portion RPC30 penetrating through the lever main layer 13b and the lever insulating layer 14b is formed as in the MEMS switch of FIG. 22, and a high resistance film 50 is provided so as to cover the parasitic capacitance suppressing portion RPC30. Also good. In this case, the high resistance film 50 is supported by a portion of the lever insulating layer 14b where the parasitic capacitance suppressing portion RPC30 is not formed.
  • the film thickness of the high resistance film 50 is changed to the linear conductors 15-1, 15- It can be formed thinner than 1. Even if the high resistance film 50 is formed thinner than the linear conductors 15-1 and 15-1, a high resistance suitable for the embodiment of the present invention can be realized.
  • the high resistance film 50 has a resistivity of 100 ⁇ cm or more.
  • the parasitic capacitance between the lever main layer 13b and the high resistance film 50 is a parasitic capacitance generated between the normal low resistance conductor (for example, the conductor 3 shown in FIG. 1) and the lever main layer 13b. It is much smaller than the capacity. Therefore, even when the high resistance film 50 is provided, it is possible to suppress the deterioration of the isolation characteristics during non-conduction.
  • the high resistance film since the high resistance film has a high resistance but can propagate a high-frequency signal, mismatching occurs because impedance matching deteriorates by reducing the diameter of the linear conductors 15-1 and 15-1. An increase in loss (mismatch loss) can be suppressed.
  • the high resistance film 50 can be provided in various MEMS switches.
  • the high resistance film 50 is provided without forming the parasitic capacitance suppressing portion RPC30, or the high resistance film 50 is provided so as to cover the parasitic capacitance suppressing portion RPC30.
  • the insertion loss of each MEMS switch can be improved, and an increase in loss due to deterioration of the impedance matching degree can be suppressed.
  • a high ESR dielectric film can be used in place of the high resistance film 50.
  • FIG. 29 (C) and FIG. 29 (D) show a MEMS switch according to another embodiment of the present invention.
  • the MEMS switch shown in FIGS. 29C and 29D includes both a parasitic capacitance suppressing unit RPC30 and a high resistance film.
  • the MEMS switch in FIG. 29C has a high resistance film 50 that covers a part of the space between the linear conductors 15-1 and 15-1.
  • the high resistance film 50 shown in FIG. 29C covers the vicinity of the central portion in the length direction of the linear conductors 15-1 and 15-1 in the space between the linear conductors 15-1 and 15-1. In this way, it is disposed on the lever insulating layer 14b.
  • the high resistance film 50 is not disposed in the space between the linear conductors 15-1 and 15-1 in the vicinity of both ends of the linear conductors 15-1 and 15-1.
  • a through-hole penetrating the second base layer 13 and the lever insulating layer 14b is formed in a region near both ends of the linear conductors 15-1 and 15-1 where the high resistance film 50 is not disposed.
  • the through hole constitutes the parasitic capacitance suppressing part RPC30.
  • the MEMS switch in FIG. 29D is formed on the lever insulating layer 14b near both ends of the linear conductors 15-1 and 15-1 in the space between the linear conductors 15-1 and 15-1.
  • the high resistance film 50 is disposed.
  • the high resistance film 50 is not disposed in the vicinity of the center of the linear conductors 15-1 and 15-1.
  • a through-hole penetrating the second base layer 13 and the lever insulating layer 14b is formed in a region near the center of the linear conductors 15-1 and 15-1 where the high resistance film 50 is not disposed.
  • the through hole constitutes the parasitic capacitance suppressing part RPC30.
  • the high resistance film 50 is formed in a region between the linear conductors 15-1 and 15-1 where the parasitic capacitance suppressing portion RPC30 is not formed. Compared with the MEMS switch of FIG.
  • the rigidity of the movable terminal is reduced without degrading the isolation characteristics. Can be high. Since the rigidity of the movable terminal is increased, the fixed terminal end portion 16a and the movable terminal 15-1 can be stably brought into contact with the fixed terminal end portion 17a and the movable terminal 15-1.
  • FIG. 30 shows an equivalent circuit diagram of the MEMS switch shown in FIG.
  • a set of first capacitors 63 and 63, a set of second capacitors 64 and 64, and a set of third capacitors are provided between the input terminal 61 and the output terminal 62.
  • Capacitors 65 and 65 are arranged in parallel.
  • the third capacitors 65 and 65 correspond to parasitic capacitances through the high resistance film 50 between the lever main layer 13b and the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a, respectively.
  • the capacitors 63 and 64 are the other capacitors. It corresponds to the parasitic capacitance component.
  • a resistor 66 corresponding to the resistance of the high resistance film 50 is loaded between the third capacitors 65 and 65.
  • FIG. 31 shows a simulation result of isolation characteristics at the time of non-conduction in the equivalent circuit of the MEMS switch shown in FIG. 30 calculated from the equivalent circuit simulator.
  • the isolation characteristic (S21) was measured between 0.5 GHz and 30 GHz.
  • the isolation characteristic can be improved by increasing the resistance.
  • the isolation value was improved by 10 dB or more when a resistance of 100 k ⁇ or more was loaded.
  • FIG. 32 and 33 show the experimental results of the isolation characteristics and insertion loss of the MEMS switch of FIG.
  • FIG. 32 shows the isolation characteristics when a film having a resistivity of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ⁇ cm, 1 ⁇ 10 ⁇ 1 ⁇ cm, and 1 ⁇ cm is used as the high resistance film 50, and the resistivity is 2.2158 instead of the high resistance film 50.
  • the isolation characteristics when x10 ⁇ 6 gold electrode is used and the isolation characteristics when the high resistance film 50 is removed are shown.
  • FIG. 32 it was confirmed that the isolation characteristics improved as the resistivity of the high resistance film 50 (or a portion corresponding to the high resistance film 50) increased.
  • the resistivity is 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or more, the isolation characteristic is improved by 3 dB or more.
  • Figure 33 is a high-resistance film 50, 1x10 -3 ⁇ cm, 1x10 -1 ⁇ cm, 1 and the insertion loss in the case of using a film having a resistivity of [Omega] cm, resistivity in place of the high-resistance film 50 2.2158x10 -
  • the insertion loss when using 6 gold electrodes and the insertion loss when removing the high resistance film 50 (Air) are shown.
  • the resistivity is 1 ⁇ 10 ⁇ 1 ⁇ cm
  • the resistivity is 1 ⁇ cm
  • the film does not exist (Air)
  • the graphs generally overlap each other, and the insertion loss in these films is almost equal.
  • the insertion loss at 10 GHz is about 0.1 dB, and the insertion loss can be suppressed sufficiently low. It could be confirmed.
  • FIG. 34 shows the measurement results of the isolation characteristics when the line widths of the linear conductors 15-1 and 15-1 are 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 20 ⁇ m, and 30 ⁇ m in the MEMS switch shown in FIG.
  • FIG. 35 shows the measurement results of insertion loss when the line widths of the linear conductors 15-1 and 15-1 are 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 20 ⁇ m, and 30 ⁇ m in the MEMS switch shown in FIG. 34 and 35, when the line width is 10 ⁇ m, as is apparent from FIG. 35, the insertion loss at 10 GHz is 0.1 dB, and it can be seen from FIG. 34 that excellent isolation characteristics can be obtained.
  • the scope of the present invention is not limited to what is specifically specified in the above detailed description, and the present invention includes various modifications made to the embodiments without departing from the spirit of the present invention.
  • the arrangement of the first parasitic capacitance suppressing unit is arbitrary.
  • the first parasitic capacitance suppressing unit may be arranged so as to face only one of the first fixed terminal 16a and the second fixed terminal 17a.

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Abstract

　可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を極力抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供する。ＭＥＭＳスイッチ１０-1は、両信号層１６及び１７が導通していない状態において、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間に形成される寄生容量、並びに、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間に形成される寄生容量を抑制するための、寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、ＲＰＣ１２及びＲＰＣ１３を備える。

Description

ＭＥＭＳスイッチ
　本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチ、特に、ダイレクトコンタクトタイプのＭＥＭＳスイッチに関する。
　ダイレクトコンタクトタイプのＭＥＭＳスイッチは、一般に、可撓レバーと、可撓レバーに設けられた可動端子と、第１信号層と、第１信号層の端部から成る第１固定端子と、第２信号層と、第２信号層の端部から成る第２固定端子と、可撓レバーを所定方向に撓ませて可動端子を両固定端子に接触させるための駆動アクチュエータとを備えている。このようなＭＥＭＳスイッチは、例えば、特開２０００－１４９７５１号公報、特開２００８－０５３０７７号公報、及び特開２００９－２５２５９８号公報に開示されている。
　図１（Ａ）及び図１（Ｂ）はこの種のＭＥＭＳスイッチの例を示すものである。図示のとおり、ベース層１及び絶縁層２には所定形状の貫通孔１ａ及び２ａが穿設されている。ベース層１の一部及び絶縁層２の一部によって、レバー主層１ｂとその上に存する絶縁層２ｂとから成る可撓レバーＦＬが形成されている。また、第１固定端子４ａと第２固定端子５ａとは、各端子の長手方向において互いに離れて配置されている。したがって、第１固定端子４ａと第２固定端子５ａとの間にはギャップＧＡ１が存在する。また、両固定端子４ａ及び５ａは、可動端子３からクリアランスＣＬ１だけ離れるように配置される。
　図１（Ｃ）は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）のＭＥＭＳスイッチにおいて、第１信号層４と第２信号層５を導通させた状態を示す。図１（Ｂ）に示す状態において駆動アクチュエータ（不図示）に電圧を印加することにより、可撓レバーＦＬを上方に撓ませて可動端子３を両固定端子４ａ及び５ａに接触させることができ、これにより第１信号層４と第２信号層５とが、可動端子３を介して電気的に接続される。一方、導通状態の両信号層４及び５を図１（Ｂ）に示した非導通状態に戻すには、駆動アクチュエータへの電圧印加を停止することで可撓レバーＦＬを元の位置に復元させ、可動端子３を両固定端子４ａ及び５ａから離反させる。
　ところで、可撓レバーの撓み及び復元を利用して導通状態と非導通状態の切り替えを行うＭＥＭＳスイッチにあっては、繰り返しの撓み及び復元に耐え得る材料を該可撓レバーのレバー主層に用いる必要がある。
　この可撓レバーのレバー主層には、一般に、単結晶ケイ素や多結晶ケイ素等の半導体材料の他、窒化ケイ素や酸化ケイ素等の絶縁体材料が用いられているが、先に述べた繰り返しの撓み及び復元を長期に及んで的確に行うには、該撓み及び復元に適した曲げ強度や弾性等を有する材料、具体的には、単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料を用いるほうが望ましいことが実験等により明らかにされている。
　しかしながら、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いると、第１固定端子４ａ及び第２固定端子５ａのそれぞれとレバー主層１ｂとの間に寄生容量ＰＣ１及びＰＣ２が形成されるため、非導通状態においても高周波信号が第１固定端子４ａ及び第２固定端子５ａへ漏れ出し、アイソレーション（遮断特性）悪化に繋がる。
　本発明の目的は、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供することにある。
　本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、可撓レバーと、該可撓レバーに設けられた可動端子と、第１信号層と、該第１信号層の端部から成る第１固定端子と、第２信号層と、該第２信号層の端部から成る第２固定端子と、前記可撓レバーを所定方向に撓ませることによって前記可動端子を前記両固定端子に接触させて前記両信号層を導通状態とするための駆動アクチュエータとを備え、前記可撓レバーが半導体材料から成るレバー主層を有するＭＥＭＳスイッチであって、前記両信号層が導通していない状態において、前記可撓レバーのレバー主層と前記第１固定端子との間に形成される寄生容量と、前記可撓レバーのレバー主層と前記第２固定端子との間に形成される寄生容量の少なくとも一方を抑制するための寄生容量抑制部を備える。
　本発明にあっては、前記寄生容量抑制部の存在によって、前記可撓レバーのレバー主層と前記第１固定端子との間に形成される寄生容量と、前記可撓レバーのレバー主層と前記第２固定端子との間に形成される寄生容量の少なくとも一方を抑制することができるため、該寄生容量を原因として、前記両信号層が導通していない状態において、第１固定端子からレバー主層に高周波信号が漏れ、且つ、該レバー主層から第２固定端子に高周波信号が漏れること、つまり、非導通状態におけるアイソレーションが悪化することを極力抑制することができる。
　即ち、可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合に生じ得るアイソレーションの悪化を極力抑制できるため、該レバー主層に半導体材料を用いることにより得られる動作上の利点を十分に生かして、動作上及び機能上で優れたＭＥＭＳスイッチを提供することが可能となる。
　本発明によれば、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供することができる。
図１（Ａ）は、従前のＭＥＭＳスイッチの具体構造例を示す部分上面図；図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＳ１－Ｓ１線に沿う断面図；図１（Ｃ）は、両信号層が導通した状態を示す断面図である。 図２は、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合において、両信号層が導通していない状態におけるアイソレーション（遮断特性）が悪化する現象の説明図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。 図４は、図３のＳ１１－Ｓ１１線に沿う断面図である。 図５は、図３のＳ１２－Ｓ１２線に沿う断面図である。 図６は、図３のＳ１３－Ｓ１３線に沿う断面図である。 図７は、図３から第１信号層及び第２信号層を除外した上面図である。 図８は、図４の要部拡大図である。 図９は、両信号層が導通した状態を示す図８対応の断面図である。 図１０は、図３に示したＭＥＭＳスイッチの第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。 図１１は、図３と図１０に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。 図１２（Ａ）は、第１寄生容量抑制部の変形例を示す図；図１２（Ｂ）は第１寄生容量抑制部の他の変形例を示す図である。 図１３（Ａ）は、第２寄生容量抑制部の変形例を示す図；図１３（Ｂ）は第２寄生容量抑制部の他の変形例を示す図である。 図１４は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。 図１５は、図１４のＳ２１－Ｓ２１線に沿う断面図である。 図１６は、図１４に示したＭＥＭＳスイッチの第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。 図１７は、図１４と図１６に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。 図１８は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。 図１９は、図１８のＳ３１－Ｓ３１線に沿う断面図である。 図２０は、図１８に示したＭＥＭＳスイッチの第１寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。 図２１は、図１８と図２０に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。 図２２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示す図；図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＳ４１－Ｓ４１線に沿う断面図；図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）のＳ４２－Ｓ４２線に沿う断面図である。 線状導体の変形例を示す図である。 線状導体の他の変形例を示す図である。 線状導体の他の変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。 図２２に示すＭＥＭＳスイッチの非導通時におけるアイソレーション特性の測定結果を示すグラフである。 図２２に示すＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示すグラフである。 図２９（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図であり、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）のＳ４３－Ｓ４３線に沿う断面図を示し、図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）は本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。 図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路図を示す。 等価回路シミュレータより算出した図３０に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路における非導通時のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す。 図２９（Ａ）のＭＥＭＳスイッチのアイソレーション特性の実験結果を示す。 図２９（Ａ）のＭＥＭＳスイッチの挿入損失の実験結果を示す。 図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチにおける線状導体の線幅とアイソレーション特性の関係を示す図。 図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチにおける線状導体の線幅と挿入損失の関係を示す図。
　図３～図７は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-1を示す。本明細書においては、説明の便宜上、図３の上、下、左、右、手前、奥をそれぞれ前、後、左、右、上、下と称し、他の図のこれらに相当する向きも同様に称することがある。このＭＥＭＳスイッチ１０-1は、第１ベース層１１と、第１絶縁層１２と、第２ベース層１３と、第２絶縁層１４と、可撓レバーＦＬと、可撓レバーＦＬに設けられた可動端子１５と、第１信号層１６と、第２信号層１７と、下側電極層１８、圧電体層１９及び上側電極層２０から成る一対の圧電アクチュエータＰＡと、圧電アクチュエータＰＡ用の第１制御端子２１及び第２制御端子２２とを備えている。第１信号層１６の端部には第１固定端子１６ａが形成されており、第２信号層１７の端部には第２固定端子１７ａが形成されている。
　第１ベース層１１は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料から成り、矩形状輪郭の貫通孔１１ａを有する。この第１ベース層１１の上下寸法（厚さ）は概ね２～２０μｍである。
　第１絶縁層１２は酸化ケイ素等の絶縁体材料から成り、熱酸化法等によって、第１ベース層１１の上面に形成されていて、貫通孔１１ａと同一サイズの貫通孔１２ａを有している。この第１絶縁層１２の上下寸法（厚さ）は概ね０．５～１０μｍである。
　第２ベース層１３は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料から成り、熱拡散接合法等によって、第１絶縁層１２の上面に形成されている。この第２ベース層１３の上下寸法（厚さ）は概ね２～１０μｍである。
　第２絶縁層１４は酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁体材料から成り、熱酸化法やＣＶＤ法等によって、第２ベース層１２の上面に形成されている。この第２絶縁層１４の上下寸法（厚さ）は概ね０．５～１μｍである。
　第２ベース層１３には、左右方向に延びる細長い２つの貫通孔１３ａが形成され、また、絶縁層１４の貫通孔１３ａと対応する位置には、細長い２つの貫通孔１４ａが形成される。第２ベース層１３において貫通孔１３ａで挟まれた部分をレバー主層１３ｂと称し、絶縁層１４において貫通孔１４ａで挟まれた部分をレバー絶縁層１４ｂと称する。このレバー主層１３ｂとレバー絶縁層１４ｂとにより可撓レバーＦＬが構成されている。この可撓レバーＦＬの前後寸法（幅）は概ね５０～５００μｍであり、上下寸法（厚さ）は、概ね２～２０μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね５０～５００μｍである。
　また、レバー主層１３ｂには、貫通孔１３ａと垂直な方向に延びる２つの貫通孔１３ｃが形成されており、また、絶縁層１４ｂにおいて２つの貫通孔１３ｃに相当する位置には貫通孔１４ｃがそれぞれ形成されている。レバー主層１３ｂにおいて、この２つの貫通孔１３ｃの間には、２つの貫通孔１３ａのそれぞれから２つの貫通孔１３ｃと平行に延びる貫通孔１３ｄが形成される。同様に、レバー絶縁層１４ｂにおいて、２つの貫通孔１４ｃの間には、２つの貫通孔１４ａからそれぞれ２つの貫通孔１４ｃと平行に延びる貫通孔１４ｄが形成される。２つの貫通孔１３ｄは、それらの間に狭幅部分１３ｅが残るように形成される。同様に、２つの貫通孔１４ｄは、それらの間に狭幅部分１４ｅが残るように形成される。狭幅部分１３ｅと狭幅部分１４ｅとを総称して、単に狭幅部分、又は可撓レバーＦＬの狭幅部分と称することがある。
　図示のとおり、上述した２つの貫通孔１３ａ、２つの貫通孔１４ａ、レバー主層１３ｂ、レバー絶縁層１４ｂ、２つの貫通孔１３ｃ、２つの貫通孔１４ｃ、２つの貫通孔１３ｄ、２つの貫通孔１４ｄ、及び狭幅部分１３ｅ、１４ｅは、それぞれ左右対称に一組ずつ形成される。可撓レバーＦＬにおいて、貫通孔１３ｃ、１４ｃ、及び狭幅部分から成る一組の領域をヒンジ部ＦＬａと称し、各ヒンジ部ＦＬａよりも後述の制御端子２１側にある一組の矩形領域をそれぞれ可撓部ＦＬｂと称し、両ヒンジ部ＦＬａで挟まれる中央の矩形領域を変位部ＦＬｃと称する。
　可動端子１５は金や金－ニッケル合金や金－ルテニウム合金等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や真空蒸着法や電解メッキ法等によって、可撓レバーＦＬの変位部ＦＬｃの上面（絶縁層１４ｂの上面）に該変位部ＦＬｃよりも小さな矩形状輪郭で形成されている。この可動端子１５の上下寸法（厚さ）は概ね０．１～５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）はともに概ね２０～４５０μｍである。
　この可動端子１５は単層から形成されてもよく、複数層から形成されてもよい。一実施形態における可動端子１５は、例えば、ＤＣスパッタリング法によって厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層を形成し、同法によってその上に厚さ約０．１５μｍの金層を形成した２層構造を有する。かかる製造方法により、可動端子１５を密着性よく絶縁層１４ｂの上面に形成できる。可動端子１５は、３層以上の層から形成してもよい。
　また、可動端子１５及び変位部ＦＬｃの４隅には、Ｃ字形状の輪郭を有する切り欠きがそれぞれ設けられている。本明細書において、この切り欠きを第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１と称することがある。この第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は、変位部ＦＬｃを構成するレバー主層１３ｂ及び絶縁層１４ｂ並びに可動端子１５を上下方向に貫いて形成される。第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は、可動端子１５及び変位部ＦＬｃを形成するフォトリソグラフィ工程においてＣ字形の切り欠きパターンを用いることによって、形成される。前側２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は第１固定端子１６ａと向き合う位置に在り、且つ、後側２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は第２固定端子１７ａと向き合う位置に在る。各第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１を円として見た場合の直径は概ね５～７０μｍである。
　第１信号層１６は金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や電解メッキ法等によって、第２絶縁層１４に接合した第１平坦部分と、該第１平坦部分の端縁から起立する第２平坦部分と、該第２平坦部分の一方の端縁から第１平坦部分と平行に延びる第３平坦部分とを有するように形成されている。この第３平坦部分が第１固定端子１６ａと成る。
　同様に、第２信号層１７は金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や電解メッキ法等によって、第２絶縁層１４に接合した第１平坦部分と、該第１平坦部分の端縁から起立する第２平坦部分と、該第２平坦部分の端縁から第１平坦部分と平行に延びる第３平坦部分とを有するように形成される。この第３平坦部分が第２固定端子１７ａと成る。一態様において、第２信号層１７は、第１信号層１６と前後対称に形成される。
　第１固定端子１６ａの左右方向（幅方向）の中央には、円形状輪郭の貫通孔から成る第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２が形成されている。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２は、該第１固定端子１６ａを形成するフォトリソグラフィ工程時に円形状輪郭の孔パターンを用いることによって、第１固定端子１６ａを上下方向に貫いて形成される。該第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２は、可動端子１５を介してその下側のレバー主層１３ｂと向き合う位置に在る。この第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２の直径は概ね５～７０μｍである。同様に、第２固定端子１７ａには、円形状輪郭の孔から成る第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が形成される。
　第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの下面の一部は、可動端子１５の上面の一部とクリアランスＣＬ１１（図８を参照）だけ離れて略平行に向き合っている。第１信号層１６及び第２信号層１７の上下寸法（厚さ）は概ね２～１０μｍであり、左右寸法（幅）は概ね５０～４００μｍであり、第１固定端子１６ａの前後寸法（長さ）は概ね１００～５００μｍである。第２固定端子１７ａの端縁は、ギャップＧＡ１１を介して第１固定端子１６ａの端縁と略平行に向き合っている。一態様において、ギャップＧＡ１１の寸法は概ね２～５０μｍである。
　第１信号層１６及び第２信号層１７は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。例えば、第１信号層１６及び第２信号層１７はそれぞれ、ＤＣスパッタリング法等によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層と、これらの層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層と、この金層の上に電解メッキ法によって形成される厚さ約１０μｍの金層または銅層とを有する３層構造としてもよい。ＤＣスパッタリング法を用いることにより、第１信号層１６は、第２絶縁層１４の上面に密着性よく形成される。ＤＣスパッタリング法により銅層を形成し、この銅層の上に無電解フラッシュメッキ法によって金層を形成し、銅層の酸化を防止するようにしても良い。
　下側電極層１８は、白金やルテニウム等の高導電性材料から成る。下側電極層１８は、例えば、第２絶縁層１４における一組の可撓レバーＦＬの可撓部ＦＬｂの各々の上面（絶縁層１４ｂの上面）に相当する部分と、可撓レバーＦＬを支持する部分（後述する第１の制御端子２１と対向する部分）を覆うように、ＤＣスパッタリング法等によって形成される。この下側電極層１８の上下寸法（厚さ）は概ね０．１～１μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね５０～１５００μｍであり、前後寸法（幅）は概ね２０～５００μｍである。
　この下側電極層１８は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。一態様における下側電極層１８は、絶縁層１４ｂの上面との密着性向上のために、ＤＣスパッタリング法等によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層と、これらの層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの白金層とから成る２層構造である。他の態様における下側電極層１８は、３層以上の層を有するように形成される。また、左側の下側電極層１８の左端部、及び、右側の下側電極層１８の右端部には、矩形状の張出部分１８ａがそれぞれ形成されている。一態様において、張出部分１８ａは、第２制御端第２絶縁層１４の上面に、下側電極層１８と一体に設けられる。
　各圧電体層１９は、チタン酸ジルコン酸鉛やニオブ酸リチウム等の圧電体材料から成り、ＲＦスパッタリング法やゾルゲル法やＭＯ－ＣＶＤ法等によって、各下側電極層１８の上面に形成される。各圧電体層１９は、下側電極層１８よりも若干小さな矩形状の輪郭を有する。例えば、圧電体層１９の上下寸法（厚さ）は概ね１～５μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね４５～１４９０μｍであり、前後寸法（幅）は概ね１５～４８０μｍである。
　各上側電極層２０は白金や金や酸化ルテニウム等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法やＲＦスパッタリング法等によって、各圧電体層１９の上面に形成される。上側電極層２０はは、圧電体層１９よりも若干小さな矩形状の輪郭を有するように形成される。例えば、上側電極層２０の上下寸法（厚さ）は概ね０．１～１μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね４０～１４８０μｍであり、前後寸法（幅）は概ね１０～４７０μｍである。
　この上側電極層２０は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。例えば、上側電極層２０は、圧電体層１９の上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法によって形成された厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの白金層とから成る２層構造であってもよい。上側電極層２０は、３層以上の層から構成されてもよい。
　各圧電アクチュエータＰＡは、上述した下側電極層１８、圧電体層１９及び上側電極層２０により構成される。各圧電アクチュエータＰＡに電圧が印加されると、各可撓レバーＦＬの各可撓部ＦＬｂを上方に撓ませる。
　各上側電極層２０の端部上面には、第１制御端子２１が形成される。第１制御端子２１は、金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法等によって、上側電極層２０上に、上側電極層２０よりも小さな矩形状に形成される。この第１制御端子２１の上下寸法（厚さ）は概ね０．１～０．５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）は概ね５０～２５０μｍである。
　この第１制御端子２１は単層構造でも複数層構造でも構わない。例えば、第１制御端子２１は、上側電極層２０の上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層とから成る２層構造であってもよい。一態様においては、第１制御端子２１は、３層以上の層構造であってもよい。
　各下側電極層１８の張出部分１８ａの上面には、ＤＣスパッタリング法等により、該張出部分１８ａよりも小さな矩形状の第２制御端子２２が形成される。第２制御端子２２は、金や銅等の高導電性材料から成る。この第２制御端子２２の上下寸法（厚さ）は概ね０．１～０．５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）は概ね５０～２５０μｍである。
　この第２制御端子２２は、単層構造でも複数層構造でも構わない。一態様において、第２制御端子２２は、張出部分１８ａの上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法等により形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン－タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層とから成る２層構造であってもよい。一態様においては、第２制御端子２２は、３層以上の層構造であってもよい。
　このように構成されたＭＥＭＳスイッチ１０-1において、各制御端子２１及び２２を可変直流電源（不図示）に接続して、該可変直流電源から各圧電アクチュエータＰＡに所定の駆動電圧を印加することにより、信号層１６と信号線１７を導通状態とすることができる。具体的には、駆動電圧の印加により、各圧電アクチュエータＰＡの圧電体層１９に圧電効果による縮みが生じ、この縮みによって可撓レバーＦＬの各可撓部ＦＬｂが上方に撓む。図９に示すように、この各可撓部ＦＬｂの撓みにより変位部ＦＬｃは上方に変位するので、可動端子１５を両固定端子１６ａ及び１７ａと接触させることができる。
　一方、各圧電アクチュエータＰＡへの電圧印加を停止することにより、信号層１６及び信号層１７は非導通状態に復帰する。具体的には、電圧の印加を停止すると圧電体層１９の縮みが解除されるので、各可撓部ＦＬｂが元の位置に復帰する。これにより、図８に示すように、変位部ＦＬｃは下方に変位し、可動端子１５を両固定端子１６ａ及び１７ａから離反させることができる。
　上述のように構成されたＭＥＭＳスイッチ１０-1においては、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１が設けられているため、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第１固定端子１６ａに第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２が形成されるとともに第２固定端子１７ａには第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が、該第２固定端子１７ａを上下方向に貫いて形成されているため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生をさらに抑制することができる。
　これにより、寄生容量ＰＣ１１及びＰＣ１２による、第１固定端子１６ａから変位部ＦＬｃのレバー主層１３ｂへの高周波信号の漏れ、及び、該レバー主層１３ｂから第２固定端子１７ａへの高周波信号の漏れを抑制できる。したがって、非導通状態におけるアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。
　また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
　図１０は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-1’を示す。図示のとおり、このＭＥＭＳスイッチ１０-1’は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３よりも小径の第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’を有する。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’は、上方から見たときに、レバー絶縁層１４ｂの上面が第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’から露出しない程度の大きさに構成される。
　図１１は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’はいずれも、変位部ＦＬｃの幅が２４０μｍ、レバー主層１３ｂの厚さが５μｍで、レバー絶縁層１４ｂの厚さが０．８μｍ、可動端子１５の幅及び長さがいずれも１４０μｍで厚さが０．２μｍ、第１固定端子１６ａと第２固定端子１７ａの幅が１８０μｍで、長さが２５０μｍ、厚さが５μｍ、クリアランスＣＬ１１の寸法が８μｍ、ギャップＧＡ１１の寸法が２０μｍ、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１の直径を３０μｍとした。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-1における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３の直径は４０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’の直径は２０μｍとした。また、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂは単結晶ケイ素、レバー絶縁層１４ｂは酸化ケイ素、可動端子１５、第１固定端子１６ａ、及び第２固定端子１７ａは金を材料として形成した。また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部がいずれも形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。比較例のＭＥＭＳスイッチは、各容量抑制部が設けられていない他はＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。
　かかる構成のＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’、及び比較例のＭＥＭＳスイッチの各々について、第１信号層１６をＧＨｚ帯域の高周波信号の入力側、第２信号層１７を同信号の出力側として使用し、この周波数を０．５ＧＨｚから３０ＧＨｚまで変化させてアイソレーション値（ｄＢ）を算出した。図１１の横軸は信号周波数をＧＨｚ単位で示し、縦軸は、測定したアイソレーション値をｄＢ単位で示す。１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-1の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-1’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。
　図１１から、ＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’においては、信号周波数が０．５～３０ＧＨｚの範囲において、アイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1の方がＭＥＭＳスイッチ１０-1’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’のいずれについても、１７ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
　図１２（Ａ）は、第１寄生容量抑制部の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチは、２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を備える。第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1の数は、本明細書において明示したものに限られず、変位部ＦＬｃ及び可動端子１５の寸法や強度に応じて、任意の数、例えば、１つ、３つ、又は５つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を設けることができる。複数の第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を設ける場合には、少なくとも１個の第１寄生容量抑制部が第１固定端子１６ａと向き合うようにし、且つ、少なくとも１個の第１寄生容量抑制部が第２固定端子１７ａと向き合うように、各第１寄生容量抑制部を配置することができる。また、単一の第１寄生容量抑制部１１-1を設ける場合には、この第１寄生容量抑制部１１-1が第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの両方と対向するように配置することができる。
　図１２（Ｂ）は、第１寄生容量抑制部の他の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチは、円形の孔の形状に形成された第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-2を備える。
　図１３（Ａ）は、第２寄生容量抑制部の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいては、第１固定端子１６ａが２つの第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２-1を有するように構成される。また、図示しないが、第２固定端子１７ａが２つの第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1を有するように構成されてもよい。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1の数は本明細書において明示したものに限られず、変位部ＦＬｃ及び可動端子１５の寸法や強度に応じて、例えば、１つ、３つ、又は５つの第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1を設けることができる。
　図１３（Ｂ）は、第２寄生容量抑制部の他の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、第１固定端子１６ａの一辺を切り欠いてＣ字状に構成した第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２-2を備えてもよい。同様に、一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、第２固定端子１７ａの一辺を切り欠いてＣ字状に構成した第３寄生容量抑制部ＲＰＣ（不図示）を備えてもよい。
　第１寄生容量抑制部、第２寄生容量抑制部、及び第３寄生容量抑制部の形状は本明細書に明示したものに限られず、Ｖ字、矩形、楕円、多角形等の様々な形状に形成することができる。
　次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-2を説明する。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-2は、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１が形成されていない点でＭＥＭＳスイッチ１０-1と異なる。これ以外は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。
　ＭＥＭＳスイッチ１０-2においては、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
　図１６は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-2’を示す。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部１３よりも小径の第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’を有する。ＭＥＭＳスイッチ１０-2’においても、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができるため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。
　図１７は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2及びＭＥＭＳスイッチ１０-2’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-2及びＭＥＭＳスイッチ１０-2’は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’と同様の材料を用いて同様の寸法に作成した。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-2における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３の直径は４０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’の直径は２０μｍとした。また、第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部がいずれも形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。
　図１７において、１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-2の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-2’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。図１７から、ＭＥＭＳスイッチ１０-2、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’においては、信号周波数が０．５～３０ＧＨｚの範囲のアイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2の方がＭＥＭＳスイッチ１０-2’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-2、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’のいずれについても、１２ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
　次に、図１８及び図１９を参照して、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-3について説明する。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-3は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が形成されていない点でＭＥＭＳスイッチ１０-1と異なる。これ以外は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。ＭＥＭＳスイッチ１０-3においては、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１により、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
　図２０は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-3’を示す。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’は、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１よりも小径の第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’を有する。この第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’は、円形形状の貫通孔である。ＭＥＭＳスイッチ１０-3’においても、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができるため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。
　図２１は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3及びＭＥＭＳスイッチ１０-3’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-3及びＭＥＭＳスイッチ１０-3’は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’と同様の材料を用いて同様の寸法に作成した。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-2における第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１の直径は３０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’における第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’の直径は２０μｍとした。また、第１寄生容量抑制部が形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。
　図２１において、１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-3の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-3’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。図２１から、ＭＥＭＳスイッチ１０-3、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’においては、信号周波数が０．５～３０ＧＨｚの範囲のアイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3の方がＭＥＭＳスイッチ１０-3’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-3、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’のいずれについても、１３ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
　図２２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示す。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）のＳ４１－Ｓ４１線に沿う断面図、図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）のＳ４２－Ｓ４２線に沿う断面図をそれぞれ示す。図２２（Ａ）～（Ｃ）に示すＭＥＭＳスイッチは、可動端子及び寄生容量抑制部の形状及び寸法以外は上述のＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有するため、これらの同様の構成については説明を省略する。
　図２２（Ａ）～（Ｃ）に示すとおり、可撓端子１５は、一組の線状の導体１５-1、１５-1から構成されている。一方の線状導体１５-1は、その一端が第１固定端子１６ａの幅方向の一方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子１７ａの幅方向の一方の端部と対向するように配置される。また、他方の線状導体１５-1は、その一端が第１固定端子１６ａの幅方向の他方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子１７ａの幅方向の他方の端部と対向するように配置される。
　可撓レバーＦＬには、レバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂを貫く大きな貫通孔が形成され、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。一態様において、この貫通孔は、可撓レバーＦＬにおいて、上面視で導体１５-1、１５-1、第１固定端子１６ａの長さ方向端部１６ｂ、及び第２固定端子１７ａの長さ方向端部１７ｂで囲まれた領域と重なる領域の全てが開口するように形成される。この貫通孔は、可撓レバーＦＬのうち、上面視において導体１５-1、１５-1に挟まれた領域と重なる領域が全て開口するように形成されてもよい。貫通孔は、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂをいずれも貫通するように形成される。かかる構成のＭＥＭＳスイッチにおいて、圧電アクチュエータＰＡに駆動電圧が供給されると、可撓レバーＦＬの撓みによって可動端子が上方に持ち上げられ、各導体１５-1、１５-1のそれぞれの両端部が、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの幅方向端部と接触し、信号層１６と信号線１７を導通状態とすることができる。
　このように、本発明の一実施形態においては、線状導体１５-1、１５-1は、第１固定端子１６ａと第２固定端子１７ａの幅方向端部同士を連結するよう配置され、この導体１５-1、１５-1の間を上下方向に貫く大きな寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成される。この寄生容量抑制部ＲＰＣ３０により、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を極めて小さくすることができるので、非導通時のアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。また、高周波信号は、伝送線路の幅方向（伝送方向と直交する方向）の端部を集中に伝わる性質があるため、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０の面積を確保するために線状導体１５-1、１５-1を細径に形成した場合でも、挿入損失の劣化を抑制することができる。
　図２３は、線状導体の変形例を示す。図２３のＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-2、１５-2は、円弧状に形成されている。線状導体１５-2、１５-2の形状以外は、図２２の実施例と同様の構成を有する。
　図２４は、線状導体の他の変形例を示す。図２４のＭＥＭＳスイッチにおいては、線状導体１５-1、１５-1を接続する一組の線状導体１５-3、１５-3が設けられている。これにより、可動端子の剛性を高くすることができるため、線状導体１５-1、１５-1を第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａに確実に接触させることができ、線状導体１５-1、１５-1と第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａとの間の接触抵抗を減らすことができる。
　図２５は、線状導体の他の変形例を示す。図２５のＭＥＭＳスイッチにおいては、線状導体１５-1、１５-1を接続する一組の線状導体１５-4、１５-4が互いに交差するように配置されている。これにより、可動端子の剛性を高くすることができる。
　図２６は、他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図を示す。この実施形態においては、図示のとおり、第１固定端子１６ａ’、第２固定端子１７ａ’のそれぞれの長さ方向端部が切り欠かれている。この切り欠きは、第１固定端子１６ａ’、第２固定端子１７ａ’の幅方向の中央付近に形成される。これにより、線状導体１５-1、１５-1との接続方法を変更することなく、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積をさらに小さくできるので、非導通時のアイソレーション特性の悪化をさらに抑制することができる。
　図２７は、図２２に示すＭＥＭＳスイッチの非導通時におけるアイソレーション特性の測定結果を示す。測定に用いたＭＥＭＳは、線状導体１５-1、１５-1を金で形成し、線状導体１５-1、１５-1の線幅を１０μｍとした。また、一方の線状導体１５-1の幅方向外側から他方の線状導体１５-1の幅方向外側までの長さを１５０μｍとした。また、比較例１として、矩形の可動端子を有し寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が設けられていないＭＥＭＳスイッチ（図１に示したものと同様）を準備した。この可動端子は金で形成し、可動端子の幅方向寸法を１５０μｍとした。また、比較例２として、可動端子が、特開２０００－１４９７５１号公報の図１に記載されている可動端子と上面視で同じ形状を有するものを準備した。つまり、第２の比較例における可動端子は、可動端子の幅方向中央付近を若干切り欠かいて構成される。
　図２７において、縦軸は、測定したアイソレーション値をｄＢ単位で示す。グラフ２７-1、２７-2、２７-3は、それぞれ、比較例１、比較例２、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチのアイソレーション値を示すグラフである。図２７から、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチにおいては、信号周波数が１．０～３０ＧＨｚの範囲において、アイソレーション値が比較例と比べて１～４ｄＢ以上改善していることが分かる。
　図２８は、図２２に示すＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示す。グラフＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３はそれぞれ、比較例１、比較例２、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示す。図２８から、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチにおいては、比較例１及び比較例２よりも挿入損失が増加しているが、その増加幅は２０ＧＨｚ以下の範囲において０．１ｄＢ以下であり、挿入損失の増加幅は実用上問題のない範囲にとどまっている。
　図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。図２９（Ａ）は、この他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示し、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）のＳ４３－Ｓ４３線に沿う断面図を示す。図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すＭＥＭＳスイッチは、図２２のＭＥＭＳスイッチの各構成要素に加えて、絶縁層１４上に形成された高抵抗膜５０を備える。高抵抗膜５０は、線状導体１５-1、１５-1間に配置される。図示のとおり、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すＭＥＭＳスイッチにおいては、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されておらず、高抵抗膜５０は絶縁層１４によって支持されている。変形例として、図２２のＭＥＭＳスイッチと同様に、レバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂを貫く寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を形成し、この寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を覆うように高抵抗膜５０を設けてもよい。この場合、高抵抗膜５０は、レバー絶縁層１４ｂの寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されていない部分に支持される。固定端子１６ａと可動端子である線状導体１５-1、１５-1との良好な接続を得るために、図示のように、高抵抗膜５０の膜厚を線状導体１５-1、１５-1の膜厚より薄く形成することができる。高抵抗膜５０を線状導体１５-1、１５-1より薄く形成しても、本発明の実施形態に適した高抵抗を実現することができる。一態様における高抵抗膜５０は、１００Ωｃｍ以上の抵抗率を有する。
　かかる構成によれば、レバー主層１３ｂと高抵抗膜５０との間の寄生容量は、通常の低抵抗の導体（例えば、図１に示す導体３）とレバー主層１３ｂとの間に生じる寄生容量よりも大幅に小さい。したがって、高抵抗膜５０を設けた場合であっても、非導通時のアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。また、高抵抗膜は、高抵抗ではあるが高周波信号を伝搬することが可能なので、線状導体１５-1、１５-1を細径化することでインピーダンスの整合性が劣化するために生じるミスマッチロス（不整合損失）の増加を抑制することができる。
　高抵抗膜５０は、様々なＭＥＭＳスイッチに設けることができる。例えば、図２３～図２６に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を形成せずに高抵抗膜５０を設けることにより、又は、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を覆うように高抵抗膜５０を設けることにより、各ＭＥＭＳスイッチの挿入損失を改善し、インピーダンスの整合度の劣化に伴う損失増加を抑制することができる。また、高抵抗膜５０に代えて高ＥＳＲの誘電体膜を用いることもできる。
　図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）に示されるＭＥＭＳスイッチは、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０及び高抵抗膜をいずれも備えている。図２９（Ｃ）のＭＥＭＳスイッチは、線状導体１５-1と１５-1との間の空間の一部を覆う高抵抗膜５０を有する。図２９（Ｃ）に示す高抵抗膜５０は、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1、１５-1の長さ方向の中央部付近を覆うようにレバー絶縁層１４ｂ上に配置される。一方、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の両端部付近には高抵抗膜５０が配置されていない。この高抵抗膜５０が配置されていない線状導体１５-1と１５-1の両端部付近の領域には、第２ベース層１３及びレバー絶縁層１４ｂを貫く貫通孔が形成されており、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。また、図２９（Ｄ）のＭＥＭＳスイッチは、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の両端部付近のレバー絶縁層１４ｂ上に配置された高抵抗膜５０を有する。一方、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の中央部付近には高抵抗膜５０が配置されていない。この高抵抗膜５０が配置されていない線状導体１５-1と１５-1の中央部付近の領域には、第２ベース層１３及びレバー絶縁層１４ｂを貫く貫通孔が形成されており、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）のＭＥＭＳスイッチによれば、線状導体１５-1、１５-1の間の空間のうち寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されていない領域に高抵抗膜５０を形成したので、線状導体１５-1と１５-1の間の空間全体を寄生容量抑制部ＲＰＣ３０とした図２２のＭＥＭＳスイッチと比較してアイソレーション特性を劣化させることなく可動端子の剛性を高くすることができる。そして、可動端子の剛性が高くなったことにより、固定端子端部１６ａと可動端子１５-1及び固定端子端部１７ａと可動端子１５-1とを安定して接触させることができる。
　図３０は、図２９に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路図を示す。図示のとおり、このＭＥＭＳスイッチの等価回路においては，入力端子６１と出力端子６２との間に一組の第１コンデンサ６３、６３、一組の第２コンデンサ６４、６４、及び一組の第３コンデンサ６５、６５が並列に配置されている。第３コンデンサ６５、６５は、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａとの間の高抵抗膜５０を介した寄生容量にそれぞれ相当し、コンデンサ６３、６４はそれ以外の寄生容量の成分に相当する。第３コンデンサ６５、６５の間には、高抵抗膜５０の抵抗に相当する抵抗６６が装荷されている。かかる等価回路を用いてアイソレーション特性のシミュレーションを行ったところ、抵抗６６として装荷する抵抗が大きいほど、アイソレーション特性が改善されることを確認できた。
　図３１は、等価回路シミュレータより算出した図３０に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路における非導通時のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す。図３０の等価回路における抵抗６６の抵抗１ｋΩ、１０ｋΩ、１００ｋΩのそれぞれの場合について、０．５ＧＨｚから３０ＧＨｚの間でアイソレーション特性（Ｓ２１）を測定した。図３１のグラフから分かるように、抵抗を増加させることにより、アイソレーション特性を向上させることができることが確認された。特に、１００ｋΩ以上の抵抗を装荷した場合には、アイソレーション値が１０ｄＢ以上改善することが確認された。
　図３２及び図３３は、図２９のＭＥＭＳスイッチのアイソレーション特性及び挿入損失の実験結果を示す。図３２には、高抵抗膜５０として、1x10-3 Ωｃｍ、1x10-1 Ωｃｍ、1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合のアイソレーション特性と、高抵抗膜５０に代えて抵抗率が2.2158x10-6の金電極を用いた場合のアイソレーション特性、及び、高抵抗膜５０を取り除いた場合（つまり、高抵抗膜５０の部分には空気が存在する場合）のアイソレーション特性を示す。図３２から明らかなように、高抵抗膜５０（又は高抵抗膜５０に相当する部分）の抵抗率が上昇するほどアイソレーション特性が向上することが確認された。特に、抵抗率が1x10-2 Ωｃｍ以上であれば、３ｄＢ以上アイソレーション特性が向上することが確認された。
　図３３は、高抵抗膜５０として、1x10-3 Ωｃｍ、1x10-1 Ωｃｍ、1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合の挿入損失と、高抵抗膜５０に代えて抵抗率が2.2158x10-6の金電極を用いた場合の挿入損失、及び、高抵抗膜５０を取り除いた場合（Air）の挿入損失をそれぞれ示す。図示のとおり、抵抗率が1x10-1 Ωｃｍの膜、抵抗率が1 Ωｃｍの膜、膜が存在しない場合（Air）のグラフは、概ね互いに重複しており、これらの膜において挿入損失はほぼ等しいことが分かる。図３３から明らかなように、高抵抗膜５０として1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合であっても１０ＧＨｚにおける挿入損失は０．１ｄＢ程度であり、挿入損失を十分に低く抑制できることが確認できた。
　図３４は、図２９に示すＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-1、１５-1の線幅が５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍのそれぞれの場合のアイソレーション特性の測定結果を示す。また、図３５には、図２９に示すＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-1、１５-1の線幅が５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍのそれぞれの場合の挿入損失の測定結果を示す。図３４及び図３５から、線幅が１０μｍのときに、図３５から明らかなように、１０ＧＨｚにおける挿入損失が０．１ｄＢであり、図３４から優れたアイソレーション特性が得られることが分かる。
　本発明の範囲は、上述の詳細な説明で具体的に明示したものに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態に様々な変更を加えたものも本発明に含まれる。例えば、第２寄生容量抑制部と第３寄生容量抑制部を両方とも含む必要はなく、その一方のみを含んでもよい。また、第１寄生容量抑制部の配置は任意であり、例えば、第１寄生容量抑制部が第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの一方のみと対向するように配置してもよい。
 

Claims (8)

  1. 　端部に第１固定端子が形成された第１信号層と、
    　端部に第２固定端子が形成された第２信号層と、
    　半導体材料から成るレバー主層を有する可撓レバーと、
    　該可撓レバーに設けられ、少なくとも一部分が前記第１固定端子及び前記第２固定端子と対向する可動端子と、
    　前記可動端子が前記第１固定端子及び前記第２固定端子に接触するように前記可撓レバーを所定方向に撓ませるアクチュエータと、
    　前記可動端子及び前記レバー主層を貫いて形成された少なくとも１個の切り欠きまたは孔から成る第１寄生容量抑制部と、
    　前記第１固定端子を貫いて形成された少なくとも１個の孔または切り欠きから成る第２寄生容量抑制部と、
    　を備え、
    　前記第２寄生容量抑制部は前記可動端子を介して前記レバー主層と向き合うように構成されたＭＥＭＳスイッチ。
  2. 　前記第２固定端子を貫いて形成された少なくとも１個の孔または切り欠きから成る第３寄生容量抑制部をさらに備え，前記第３寄生容量抑制部は前記可動端子を介して前記レバー主層と向き合うように構成された請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
  3. 　長さ方向端部に第１固定端子が形成された第１信号層と、
    　長さ方向端部に第２固定端子が形成された第２信号層と、
    　半導体材料から成るレバー主層を有する可撓レバーと、
    　第１の線状導体及び第２の線状導体から成り、前記可撓レバーに設けられた可動端子と、
    　駆動電圧の印加により作動し、前記可撓レバーを所定方向に撓ませるアクチュエータと、
    　を備え、
    　前記第１の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の一方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の一方の端部と対向するように配置され、
    　前記第２の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の他方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の他方の端部と対向するように配置され、
    　前記アクチュエータは、前記駆動電圧が印加されたときに、前記第１の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記一方の端部と接触するとともに前記第１の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記一方の端部と接触し、且つ、前記第２の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記他方の端部と接触するとともに前記第２の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記他方の端部と接触するように前記可撓レバーを撓ませるように構成され、
    　前記可撓レバーは、前記駆動電圧の印加時に、前記第１の線状導体、第２の線状導体、前記第１固定端子の長さ方向端部、前記第２固定端子の長さ方向端部で囲まれる囲繞領域に対応する部分全体に形成された貫通孔又は切り欠きから成る寄生容量抑制部を有するＭＥＭＳスイッチ。
  4. 　前記可撓レバーの前記囲繞領域に相当する部分に、前記貫通孔又は前記切り欠きを覆う高抵抗膜を設けた請求項３に記載のＭＥＭＳスイッチ。
  5. 　前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも直線状に形成される請求項３又は４に記載のＭＥＭＳスイッチ。
  6. 　前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体が平行に配置される請求項５に記載のＭＥＭＳスイッチ。
  7. 　前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも円弧状に形成される請求項３又は４に記載のＭＥＭＳスイッチ。
  8. 　一端が前記第１の線状導体に接続されるとともに他端が前記第２の線状導体に接続された第３の線状導体をさらに有する請求項３～７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳスイッチ。
     
     
     
     
     
     
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