[发明专利]MEMS开关及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MEMS开关及一种制造MEMS开关的方法。(MEMS意思是微机电系统)

背景技术

过去，已知一种用于利用静电激励器传输高频信号的MEMS开关。在日本专利公布No.3852224B中公开了这样的MEMS开关。

在日本专利公布No.3852224B中公开的MEMS开关包括衬底、可移动板、一对信号线以及静电激励器。衬底由玻璃制成。可移动板包括可移动触点。衬底在其上表面处设置有条带。条带具有弹性。可移动板由衬底经条带支撑，以使得可移动板可在衬底的厚度方向上移动。因此，可移动触点由可移动板支撑，以使得可移动触点可在衬底的厚度方向上移动。在衬底的上表面上布置一对信号线。信号线分别设置有固定触点。固定触点被配置为当可移动触点在衬底厚度方向上移位时与可移动触点接触。静电激励器被设置用来移位可移动板，以使得可移动触点朝向固定触点移动。静电激励器包括可移动电极和固定电极。可移动电极布置在可移动板上。固定电极布置在衬底上，与可移动电极相对设置。可移动电极被配置为当在可移动电极与固定电极之间施加电压时与固定电极接触。此外，固定电极在其上表面处设置有电绝缘薄膜。电绝缘薄膜被设置用于防止可移动电极粘附到固定电极。可移动板由硅制成。

此外，过去，也已知一种包括静电激励器和压电激励器的MEMS开关。该MEMS开关用于传输高频信号。该MEMS开关被配置为由比用于操作仅包括静电激励器的MEMS开关的电功率低的电功率操作。这样的MEMS开关被配置为允许可移动触点借助于静电激励器和压电激励器朝向和远离信号线对的固定触点进行移动。在日本专利申请公布No.2008-27812A中公开了这样的MEMS开关。

日本专利申请公布No.2008-27812A中公开的MEMS开关包括衬底、一对信号线以及弹性层。衬底由玻璃制成。一对信号线布置在衬底的上表面上。一对信号线设置有固定触点。弹性层设置有第一端和第二端。弹性层的第一端固定在衬底的上表面上。弹性层的第二端设置有可移动触点。可移动触点被配置为与固定触点接触。弹性层由双压电晶片型压电激励器实现。双压电晶片型压电激励器包括下电极、下压电层、中间电极、上压电层以及上电极。下压电层由AIN制成。下压电层布置在下电极的上表面上。中间电极布置在下压电层的上表面上。上压电层由AIN制成。上压电层布置在中间电极的上表面上。上电极布置在上压电层的上表面上。下电极的尖端还用作静电激励器的可移动电极。固定触点还用作静电激励器的固定电极。

发明内容

在日本专利申请公布No.3852224B中公开的MEMS开关中，可移动触点与固定触点隔开足够距离以改善隔离特性。然而，可移动触点和固定触点之间的足够距离导致需要巨大的电功率，以允许在期望的压力下可移动触点与固定触点接触。

相反，日本专利申请公布No.2008-27812A中公开的MEMS开关采用压电激励器和静电激励器两者。压电激励器被配置为通过比操作静电激励器所需的电压低的电压生成大量位移。因此，可以在期望的压力下使可移动触点接触固定触点。从而改善了隔离特性。此外，可以获得由低电功率操作的MEMS开关。

然而，在该MEMS开关中，弹性层用作压电激励器。弹性层设置有固定到衬底的上表面的第一端。压电激励器的下电极的尖端还用作静电激励器的可移动电极。固定触点还用作静电激励器的固定电极。即，难以增加可移动电极和固定电极之间的接触面积。因此，难以通过低电功率操作静电激励器。此外，在MEMS开关中，弹性层的一端由衬底支撑。因此，仅弹性层的尖端有效地用作固定电极。因此，固定电极的面积受到限制。结果，难以生成期望的静电力。从而，难以在期望的压力下使可移动电极与固定电极接触。此外，当由压电激励器操作MEMS开关时，仅弹性层变形。类似地，当由静电激励器操作MEMS开关时，仅弹性层变形。因此，需要大量的电功率使可移动触点与固定触点在期望的压力下接触。

实现本发明以解决上述问题。本发明的一个目的是产生一种同时实现下述两个目的MEMS开关。第一个目的是减少MEMS开关的可移动触点和固定触点之间的寄生电容。第二个目的是通过低电功率使可移动触点与固定触点在期望的压力下接触。此外，本发明的另一个目的是产生一种制造上述MEMS开关的方法。