微电子机械系统技术方案

本发明专利技术涉及微电子机械系统(MEMS)，更具体地，涉及使用磁性致动的MEMS开关。该MEMS开关可以在没有内部功耗的情况下致动。该开关以集成固态MEMS技术来形成。MEMS开关是微米级和/或纳米级，非常可靠和精确。MEMS开关可以被设计成各种架构，例如悬臂架构和扭转架构。扭转架构比悬臂架构更加高效。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年01月05日、申请号为201010002305.8、专利技术名称为“微电子机械系统”的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2009年1月5日提交的美国临时专利申请No.61/142,572的优先权，出于各种目的而将其通过参考引入于此，如同在此进行了完整阐述。
本专利技术涉及微电子机械系统(MEMS)，更具体地，涉及使用磁性致动的MEMS开关。
技术介绍
一些相关技术的电子开关是通过例如干簧继电器之类的电子电路来控制的。干簧继电器是一种电子开关并且是一种在很多应用中广泛使用的常见电子部件。通常，干簧继电器包括具有两个金属触点的玻璃封装。金属触点可以利用磁场来致动。相关技术的干簧继电器对于很多应用而言非常大型、脆弱而且不可靠。一些其他相关技术的电子开关基于磁效应，例如霍尔效应或巨磁阻效应(GMR)。此类电子开关是干簧继电器开关的较好替代品，但是他们具有功耗方面的缺陷。亦即，当越来越多的电子电路应用是通过电池来操作的时候，具有功耗的集成开关的益处是有问题的。
技术实现思路
因此，本专利技术针对一种微电子机械系统，其基本上消除了由于相关技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题。本专利技术的有益效果是提供一种以集成固态MEMS技术来形成的MEMS开关。本专利技术的另一有益效果在于提供一种以微米级或纳米级来形成操作非常可靠和精确的MEMS开关。本专利技术的又一有益效果在于提供一种具有悬臂架构的MEMS开关。本专利技术的再一有益效果在于提供一种具有扭转架构的MEMS开关。本专利技术的附加特征和有益效果将在随后的说明书中描述，并且一些部分根据描述变得很明显，或者可以通过本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其他有益效果将通过在说明书和其权利要求书以及所附附图中具体指出的结构来实现和获得。为了实现这些和其他有益效果并且根据本专利技术的目的，如所实施和大体上描述的那样，本专利技术的一个实施方式针对一种包括衬底的MEMS开关。在该衬底上形成输入和输出触点。可移动结构支撑在该衬底的至少一部分上。该可移动结构包括邻近端部、中间部分和末梢端部。可移动结构支撑在输出触点的至少一部分上并且与输入触点电接触。MEMS开关能够在施加外部磁场的时候进行致动。在本专利技术的另一个实施方式中，MEMS开关形成在衬底上。该开关包括衬底上的输入电极和输出电极。在输入电极上形成一种用于对该衬底的至少一部分上的可移动结构进行支撑的结构。该可移动结构包括邻近端部、中间部分和末梢端部。该可移动结构耦接到该可移动结构的中间部分，并且能够在施加外部磁场的时候进行致动。在本专利技术的又一实施方式中，MEMS开关形成在衬底上。MEMS开关包括衬底上的绝缘层以及该绝缘层上的输入电极。此外，开关包括衬底上的输出电极以及电耦接到输入电极的可移动支撑结构。该可移动支撑结构包括支撑结构和多个薄的透磁坡莫合金条带，并且配置用于通过外部磁场从第一位置移动到第二位置以激活MEMS开关。需要理解的是，前述的一般性描述和随后的详细描述是示例性和解释性的，并且旨在于提供所要求保护的本专利技术的进一步解释。附图说明被包括进来以提供对本专利技术进一步理解并且结合进来并构成说明书一部分的附图随同说明书一起示出了本专利技术的实施方式，以解释本专利技术的原理。在附图中：图1图示了根据本专利技术一个实施方式的MEMS开关的侧视图；图2A图示了根据本专利技术另一实施方式的MEMS开关的侧视图；图2B图示了图2A的MEMS开关的顶视图；图2C图示了图2A-图2B的MEMS开关的侧视图及其操作；图3A图示了根据本专利技术另一实施方式的MEMS开关的顶视图；图3B图示了图3A中的MEMS开关沿A-A’线的截面图；图4A图示了根据本专利技术另一实施方式的MEMS开关的顶视图；以及图4B图示了图4A中的MEMS开关沿B-B’线的截面图。具体实施方式本专利技术涉及一种微电子机械系统，更具体地，涉及一种使用磁性致动的MEMS开关。该MEMS开关可以在没有内部功耗的情况下进行致动。亦即，开关可以通过外部磁场来进行致动。该开关以集成固态MEMS技术来形成。MEMS开关以微米级或纳米级来形成并且非常可靠和精确。MEMS开关可以被设计成各种架构，例如悬臂架构和扭转架构。扭转架构比悬臂架构更加高效。在一个实施方式中，MEMS开关形成在衬底上。该衬底可以是绝缘体上硅(SOI)衬底，玻璃衬底，硅(Si)衬底，塑料衬底等等。也可以使用其他衬底。该衬底可以包括绝缘材料。该绝缘材料可以形成为薄的绝缘体层。该绝缘材料可以是电介质材料，例如SiO2，SiN等等。输入触点和输出触点形成在衬底上。该输入触点提供到MEMS开关的输入，并且输出触点提供到MEMS开关的输出。可移动结构被支撑在该衬底的至少一部分上。可移动结构的支撑位置取决于MEMS开关是悬臂架构还是扭转架构。该可移动结构包括邻近端部、中间部分和末梢端部。该可移动结构通过邻近端部或中间部分的至少一个来支撑。邻近端部支撑用于悬臂架构中，而中间部分用于扭转架构中。可选地，可以在可移动架构的末梢端部上形成电接触。可移动结构能够在施加外部磁场的时候进行致动。亦即，该可移动结构进行移动以通过该可移动结构的至少一部分在输入触点和输出触点之间提供电连接。输入触点和输出触点可以始终进行切换，从而输入成为输出，并且反之亦然。显然，这在本领域技术人员的认知范围之内。该可移动结构可以配置为多种不同的几何形状配置。例如，该可移动结构可以配置成束状体并且通过支撑结构来形成。在优选实施方式中，该可移动结构形成在支撑结构上。该支撑结构由导电和/或磁性材料形成。导电材料可以是合金或纯金属，例如金、铜等等。可移动结构可以形成在支撑结构上并且包括多个薄膜磁性材料。该薄膜磁性材料包括诸如合金之类的磁性材料。在优选实施方式中，该合金包括NiFe、CoNi等等。薄膜可以利用本领域公知的沉积技术来形成，诸如化学沉积工艺、物理沉积工艺等等。在优选实施方式中，薄膜利用电镀工艺来沉积。薄膜磁性材料可以沉积到另一结构顶部上的互连条带中，或者可以独立地形成其自己的结构。将薄膜设置于窄长条带中最小化了退磁效应。该条带可以形成为具有范围从大约1微米到大约1000微米的宽度、范围从约10微米到大约1000微米的长度，以及范围从大约0.1微米到大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子机械系统(MEMS)开关，包括：衬底；所述衬底上的输入触点；所述衬底上的输出触点；以及可移动结构，其被支撑在所述衬底的至少一部分上，其中所述可移动结构包括邻近端部、中间部分和末梢端部，所述可移动结构被支撑在所述输入触点的至少一部分上，并且所述可移动结构耦接到第一扭转条和第二扭转条，并且其中所述开关能够在施加外部磁场的时候进行致动，其中所述磁性材料包括薄膜条带，所述薄膜条带包括：通往所述第一扭转条和所述第二扭转条的第一部分以及从所述第一扭转条和所述第二扭转条朝向所述薄膜条带的相反端部的第二部分。

【技术特征摘要】
2009.01.05 US 61/142,572;2009.05.29 US 12/475,3921.一种微电子机械系统(MEMS)开关，包括：
衬底；
所述衬底上的输入触点；
所述衬底上的输出触点；以及
可移动结构，其被支撑在所述衬底的至少一部分上，其中所述
可移动结构包括邻近端部、中间部分和末梢端部，所述可移动结构
被支撑在所述输入触点的至少一部分上，并且所述可移动结构耦接
到第一扭转条和第二扭转条，并且其中所述开关能够在施加外部磁
场的时候进行致动，
其中所述磁性材料包括薄膜条带，所述薄膜条带包括：通往所
述第一扭转条和所述第二扭转条的第一部分以及从所述第一扭转条
和所述第二扭转条朝向所述薄膜条带的相反端部的第二部分。
2.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述可移动结构包
括从包括Fe、NiFe合金和CoFe合金的组中选择的磁性材料。
3.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述衬底是绝缘衬
底。
4.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述输入触点和输
出触点中的至少一个包括从包括金、钯、铑、钌以及它们的组合的
组中选择的导电材料。
5.根据权利要求1所述的MEMS开关，进一步包括支撑结构，
其中，所述可移动结构处于所述支撑结构的至少一部分上。
6.根据权利要求1所述的MEMS开关，其中所述MEMS开关
电连接到所述衬底上的电路设备。
7.一种微电子机械系统(MEMS)开关，包括：
衬底；
所述衬底上的输入电极；
所述衬底上的输出电极；
所述衬底上的输出触点；
所述输入电极上的结构；以及
所述输入电极上的可移动结构，其中所述可移动结构包括邻近
端部、中间部分和末梢端部，所述可移动结构通过耦接到所述可移
动结构的中间部分的第一扭转条和第二扭转条而被支撑在所述输出
触点的至少一部分上，
其中所述可移动结构包括磁性材料，所述磁性材料包括薄膜条
带，所述薄膜条带...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐敏，G·诺维罗，F·伊塔利阿，
申请(专利权)人：意法半导体亚太私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG