静电射频微电机械系统开关技术方案

一种微型开关，该开关包括： 基底； 形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区两侧上的铰接部分上下移动； 导电层，形成在移动区的预定部分上； 电介质薄膜，形成在导电层上； 第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离处形成； 两个下电极，形成在移动区上；以及 两个上电极，在两个下电极上方的预定距离处形成，当在下电极内产生静电力时，该两个上电极导致导电层和电介质薄膜向上移动，并且与第一和第二电导体电容联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微型开关。更具体地说，本专利技术涉及一种射频微电机械系统(RF MEMS)微型开关，该开关使用静电力来驱动自身。
技术介绍
通常，使用用于高频信号的频率分离器(F/S’s)、场效应晶体管(FETs)、PIN二极管开关等等来控制电信号，例如用于关闭、存储和切换电子系统中的电路。但是，上述器件相关的缺点包括F/S中的频率分离程度低，在半导体开关中的插入损失高、隔离性低、能量消耗大等。现在，使用了用于高频信号的微型开关来弥补这样的不足。基于开关联接方法，用于高频信号的微型开关分为电阻联接(RC)开关和电容联接(CC)开关。基于其铰接部件的结构特征，微型开关还划分为悬臂型和桥型。基于高频信号的开关方法，微型开关也可划分为分流型和串联型。微型开关的操作原则是利用静电力、静磁力、压电元件的振动等作为开关信号端子触头部分的能量源来使微型开关结构的铰接部件动作。基于驱动的方法，微型开关可分为静电致动型和压电致动型。上述传统的分流型微型开关具有这样的结构，其中信号端子同时作为产生静电力的电极，并且当开关处于断开状态时，输入信号端子和输出信号端子相互连接。而且，当开关在接通状态时，信号端子和接地端子短路，从而使输入信号的输出被切断。分流型微型开关的结构简单，但是开关的隔离度和通断率低。上述传统的串联型微型开关是一种继电器开关，该继电器开关将输入和输出信号端子完全与产生静电力的上下电极分开，其中，当该开关处于断开状态时，输入和输出信号端子完全断开，以便切断输入信号的输出。另外，当开关处于接通状态时，输入和输出信号端子相连，以便将输入信号输出。串联型微型开关的隔离度和通断率高，但是该开关的不足在于结构复杂、加工非常困难、结构容易变形。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的实施例的一个特征是提供一种串联型微型开关，该开关的通断率和隔离度高，结构简单，并且容易以非常简单的加工过程制造。为了提供这些和其它特征，提供了一种微型开关，该开关包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区两侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离形成；两个下电极，形成在移动区上；以及两个上电极，在两个下电极上方的预定距离形成，当在上电极和下电极之间产生静电力时，两个上电极导致导电层和电介质薄膜向上移动，并且与第一和第二电导体电容联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。优选地，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。优选地，下电极分别在导电层和铰接部分之间形成，并且还包括分别支承电导体和上电极的支柱。为了提供本专利技术实施例的另一特征，提供了一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离形成；一个下电极，形成在移动区上；以及一个上电极，在下电极上方的预定距离形成，当在上电极和下电极之间产生静电力时，该上电极导致导电层和电介质薄膜向上移动，并且与第一和第二电导体电容联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。优选地，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。优选地，下电极在导电层和铰接部分之间形成，并且还包括分别支承电导体和上电极的支柱，以及将信号施加到电导体上的信号端子。在又一本专利技术的实施例中，提供了一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离形成；以及压电层，形成在移动区上，通过供送预定的电压，使导电层向上移动，并且与第一和第二电导体电阻联接，以便使电流在第一和第二电导体之间流动。优选地，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。优选地，压电层在导电层和铰接部分之间形成，并且还包括分别支承电导体的支柱，将信号施加到电导体上的信号端子，以及将电压施加到压电层的压电电极端子。另外，在本专利技术的再一实施例中，提供了一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；第一和第二电导体，在导电层的上方的预定距离形成；两个下电极，形成在移动区上；以及两个上电极，在两个下电极上方的预定距离形成，当在上电极和下电极之间产生静电力时，两个上电极导致导电层向上移动，并且与第一和第二电导体电阻联接，以便使电流在第一和第二电导体之间流动。优选地，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。优选地，下电极分别在导电层和铰接部分之间形成，并且还包括分别支承电导体和上电极的支柱、以及将信号施加到电导体上的信号端子。另外，在本专利技术的另一实施例中，提供了一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；第一和第二电导体，在导电层的上方的预定距离形成；一个下电极，形成在移动区上；以及一个上电极，在下电板上方的预定距离形成，当在上电极和下电极之间产生静电力时，该上电极导致导电层向上移动，并且与第一和第二电导体电阻联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。下电极分别在导电层和铰接部分之间形成，并且还包括分别支承电导体和上电极的支柱、以及将信号施加到电导体上的信号端子。另外，在本专利技术的另一实施例中，提供了一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧的铰接部分能上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离形成；以及压电层，形成在移动区上，通过供送预定的电压，使导电层向上移动，并且与第一和第二电导体电阻联接，以便使电流在第一和第二电导体之间流动。位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型开关，该开关包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区两侧上的铰接部分上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离处形成；两个下电极，形成在移动区上；以及两个上电极，在两个下电极上方的预定距离处形成，当在下电极内产生静电力时，该两个上电极导致导电层和电介质薄膜向上移动，并且与第一和第二电导体电容联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。2.如权利要求1所述的微型开关，其中，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。3.如权利要求1所述的微型开关，其中，下电极分别在导电层和铰接部分之间形成。4.如权利要求1所述的微型开关，还包括分别支承电导体和上电极的支柱，以及将信号施加到电导体上的信号端子。5.如权利要求4所述的微型开关，其中，导电层、电导体、下电极、上电极、支柱和信号端子中的任何一个由从包括Au、Ag、Cu、Pt和Rd的组群中选取的一种或多于一种的结合材料制成。6.一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧上的铰接部分上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离处形成；一个下电极，形成在移动区上；以及一个上电极，在下电极上方的预定距离处形成，当在下电极内产生静电力时，该上电极导致导电层和电介质薄膜向上移动，并且与第一和第二电导体电容联接，以便使电流信号在第一和第二电导体之间流动。7.如权利要求6所述的微型开关，其中，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。8.如权利要求6所述的微型开关，其中，下电极在导电层和铰接部分之间形成。9.如权利要求6所述的微型开关，还包括分别支承电导体和上电极的支柱，以及将信号施加到电导体上的信号端子。10.如权利要求9所述的微型开关，其中，导电层、电导体、下电极、上电极、支柱和信号端子中的任何一个由从包括Au、Ag、Cu、Pt和Rd的组群中选取的一种或多于一种的结合材料制成。11.一种微型开关，包括基底；形成在该基底上的电介质层，该电介质层具有由电介质层的预定部分形成的移动区，该移动区借助于形成在移动区一侧上的铰接部分上下移动；导电层，形成在移动区的预定部分上；电介质薄膜，形成在导电层上；第一和第二电导体，在电介质薄膜的上方的预定距离处形成；以及压电层，形成在移动区上，通过所提供的预定电压，使导电层向上移动，并且与第一和第二电导体电阻联接，以便与电流在第一和第二电导体之间流动。12.如权利要求11所述的微型开关，其中，位于移动区以下的部分基底，除了形成有铰接部分的围绕移动区的部分电介质层，以及在围绕移动区的电介质层部分以下的部分基底被选择性蚀刻，从而提供允许移动区上下运动的蚀刻区。13.如权利要求11所述的微型开关，其中，压电层在导电层和铰接部分之间形成。14.如权利要求11所述的微型开关，还包括分别支承电导体的支柱，将信号施加到电导体上的信号端子，以及将电压施加到压电层的压电电极端子。15.如权利要求14所述的微型开关，其中，导电层、电导体、支柱、信号端子和压电电极端子中的任何一个由包括Au、Ag、Cu、Pt和Rd的组群中选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋寅相，金永一，李文喆，沈东河，弘荣泽，朴仙姬，南光佑，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：