本发明专利技术涉及具有双致动器和共栅极的ＭＥＭＳ微型开关。根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种ＭＥＭＳ开关（１０，３０，４０）。ＭＥＭＳ开关（１０，３０，４０）包括：衬底（１２），电耦接在一起的第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（２２，４２），与衬底（１２）机械耦接并且支撑第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（２２，４２）中的至少一个的固定器（１８），以及被配置来使得第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（２２，４２）致动的栅极驱动器（６）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例一般涉及微机电系统(MEMS)开关，尤其涉及具有 双致动器和共栅极的MEMS微型开关。
技术介绍
微机电系统(MEMS)是在微型密封封装中尺寸一般从微米到毫米的 机电装置。微型开关形式的MEMS装置具有可移动致动器，有时被称为 可移动电极，通过在可移动致动器下面的衬底上布置的栅极驱动器(也 被称为栅极或衬底电极)的影响向固定电接触移动。可移动致动器可以 是柔性梁，在所施加的诸如静电吸引、磁吸引和排斥、或者热致胀差之 类力作用下弯曲，使得梁的自由端和固定接触之间的间隙关闭。如果在 梁的自由端和固定接触之间存在足够大的电压差，那么所得到的静电力 会使得梁自致动，而无需由栅极驱动器提供任何栅控信号。在某些电流 切换应用中，这种自致动会引起开关或下游系统的灾难性故障。因此，希望设计一种在避免自致动的同时能抵挡(hold off)增加 的电压量的MEMS开关。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种MEMS开关。该MEMS开关包括 衬底，电耦接在一起的第一致动元件和第二致动元件，与衬底枳4成耦接 并且支撑第 一致动元件和第二致动元件中的至少 一个的固定器，以及被 配置来使得第一致动元件和第二致动元件致动的栅极驱动器。根据本专利技术的另一方面，提供了一种MEMS开关阵列。该MEMS开关 阵列包括第一 MEMS开关和以串联或者并联布置方式电耦接到第一 MEMS 开关的第二 MEMS开关。第一开关包括衬底，电耦接在一起的第一致动 元件和第二致动元件，与衬底机械耦接并且支撑第一致动元件和第二致 动元件中的至少 一 个的固定器，以及被配置来使得第 一 致动元件和第二 致动元件致动的第一栅极驱动器。第二 MEMS开关包括电耦接在一起的4第三致动元件和第四致动元件，与衬底机械耦接并且支撑第三致动元件 和第四致动元件中的至少 一个的第二固定器，以及被配置来使得第三致 动元件和第四致动元件独立于第一致动元件和第二致动元件而致动的 第二栅极驱动器。根据本专利技术的又一方面，提供了第二MEMS开关阵列。该MEMS开关 包括衬底，电耦接在一起的第一致动元件和第二致动元件，与衬底机械 耦接并且支撑第一致动元件和第二致动元件中的至少一个的固定器，被 配置来使得第 一致动元件和第二致动元件致动的栅极驱动器，以及其被 布置在MEMS开关上并且与衬底一起形成密封的开关罩。附图说明在参考附图来阅读下面具体描述时将会更好地理解本专利技术的这些 和其他特征、方面以及优点，其中在全部附图中相同的标号代表了相似 的部件，其中图1是示出了具有增强的断电压(voltage standoff )能力的MEMS 开关的 一 个实施例的示意图2是图1的MEMS开关的t黄截面图3是根据本专利技术一个实施例的具有电偏置部件的MEMS开关的示 意图4是示出了 MEMS开关的一个实施例的示意图，其中第一致动元 件和第二致动元件在物理上是分离的。图5是示出了 MEMS开关的一个替代实施例的示意图，其中第一致 动元件和第二致动元件在物理上是分离的；以及图6是示出了根据本专利技术一个实施例的两个或多个MEMS开关的阵 列的示意图。附图标记6 栅极驱动器10 MEMS开关12衬底14开关基准15接触16栅极 17接触 18固定器21第一致动元件 22第二致动元件 2 3可移动致动器 25罩30 MEMS开关 36隔离区 37导电3各径 39电偏置部件 40 MEMS开关 41第一致动元件 42第二致动元件 45电连接 46隔离区 47导电3各径48a第一致动元件固定器48b第二致动元件固定器49电偏置部件50 MEMS开关51第一致动元件52第二致动元件55接触56栅极57接触58固定器60 MEMS开关阵列61电流源66栅极驱动器具体实施例方式根据本专利技术的实施例，描述了具有增强的断电压能力(也被称为抵挡能力)的MEMS开关。在下面的详细描述中，提出了各种特定细节以 提供对本专利技术各个实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员将会理解在没有这些特定细节的情况下也可以实现本专利技术的实施例，本专利技术并不 限于所描述的实施例，并且本专利技术可以采取多种替代实施例来实现。在 其他情况下，没有详细描述公知方法、过程和部件。而且，各种操作可以被描述为多个分离的步骤，这些步骤是以有助 于理解本专利技术实施例的方式执行的。然而，描述的顺序不应该被解释为 暗指这些操作需要以它们被展示的顺序来执行，也并不暗指它们还与顺 序有关。而且，措辞在一个实施例中，，的重复使用并不必需是指相同 实施例，尽管它可以指相同的实施例。最后，如在本申请中使用的术语包含、包括、具有等，以及它们的变换形式意指同义词， 除非另外指出。术语MEMS —般是指微型结构，可以通过微型制作技术将诸如机械 元件、机电元件、传感器、致动器和电子线路之类的多样的功能不同的 元件集成在公共衬底上。然而，预想的是MEMS装置中当前可用的许多 技术和结构会在几年以后可用于基于纳米技术的装置，例如，尺寸上可 能小于100纳米的结构。因此，即使贯穿本文档所描述的示例实施例可 能是指基于MEMS的开关装置，但是认为实施例应该加以宽泛地解释， 并且不应该仅限于微米大小的装置，除非另外限制于此。图1是示出了具有增强的断电压能力的MEMS开关的一个实施例的 示意图。图2是截取图1所示截面线2的图1的MEMS开关10的横截面 图。在所示的实施例中，MEMS开关10由下面的衬底12支撑。衬底12 给MEMS开关提供支撑并且可以表示由例如硅或锗形成的刚性衬底，或 者衬底12例如可以表示诸如由聚酰亚胺形成的柔性衬底。而且，衬底 12可以是导电的或者可以是绝缘的。在衬底12是导电的实施例中，额 外的电隔离层(未示出)可以包括在衬底12和MEMS开关接触、固定器 和栅极(以下将要描述)之间以避免在这样的部件之间的电短路。MEMS开关10包括第一接触15 (有时被称为源极或输入接触)、第 二接触17 (有时被称为漏极或输出接触)和可移动致动器23。在一个 实施例中，可移动致动器23是导电的，并且可以由任何导电材料或合7金形成。在一个实施例中，接触(15， 17)可以作为负载电路的一部分电耦接在一起，并且可移动致动器23可以起到在开关致动时将电流从第一接触15传递到第二接触17的功能。如图2所示，可移动致动器23可以包括配置成与第一接触15电连接的第一致动元件21，和配置成与第二接触17电连接的第二致动元件22。在一个实施例中，第一致动元件和笫二致动元件彼此电耦接，然而，它们仍然可以根据施加到每个致动元件的吸引力独立地致动。在一个实施例中，在致动期间第一致动元件和第二致动元件可以同时被吸引朝向衬底12 (下文将进一步描述)。在一个实施例中，第一致动元件和第二致动元件被集成地形成为，共用相同的固定区域并且是导电的致动元件的相对端。在替代实施例中，第一致动元件和第二致动元件可以通过额外的内部或外部电连接而电耦接。通过把第 一致动元件和第二致动元件集成为相同的可移动致动器的一部分，可以去除外部连接，从而减小装置的总电感。如图1和图2所示，可移动致动器23 (包括第一致动元件21和第二致动元件22)可以由一个或多个固定器18支撑并且与衬底12机械耦接。在一个实施例中，可移动致动器23本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＭＥＭＳ开关（１０，３０，４０），包括： 衬底（１２）； 电耦接在一起的第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（２２，４２）； 固定器（１８），与衬底（１２）机械耦接并且支撑第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（ ２２，４２）中的至少一个；以及 栅极驱动器（６），被配置来使得第一致动元件（２１，４１）和第二致动元件（２２，４２）致动。
【技术特征摘要】
US 2007-12-20 11/9617371. 一种MEMS开关(10，30，40)，包括衬底(12)；电耦接在一起的第一致动元件(21，41)和第二致动元件(22，42)；固定器(18)，与衬底(12)机械耦接并且支撑第一致动元件(21，41)和第二致动元件(22，42)中的至少一个；以及栅极驱动器(6)，被配置来使得第一致动元件(21，41)和第二致动元件(22，42)致动。2. 如权利要求1所述的MEMS开关(10， 30， 40),还包括第一接触 (15)和第二接触(17),配置为使得当由栅极驱动器(6)致动时，第一致动元件(21,41)电耦接到第一接触(15 )，第二致动元件(22， 42 ) 电耦接到第二接触(17 )。3. 如权利要求1所述的MEMS开关(1 0,30,40 ),还包括第一接触 (15)和第二接触(17),配置为使得第二致动元件(22,42 )与第二接触(17)之间的电压差近似等于第一致动元件(21,41)与第一接触 (15)之间的电压差。4. 如权利要求1所述的MEMS开关(10),还包括开关罩(25)， 其被布置在第一致动元件(21)和第二致动元件(22)上。5. 如权利要求1所述的MEMS开关(10,30,40 )...
【专利技术属性】
技术研发人员：CF凯梅尔，K苏布拉马尼安，MF艾米，X王，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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