ＭＥＭＳ开关以及ＭＥＭＳ开关的制造方法技术

本发明专利技术提供一种ＭＥＭＳ开关以及ＭＥＭＳ开关的制造方法。以往，当将ＭＥＭＳ开关应用于分压电路时，因为ＭＥＭＳ开关的电阻被抑制得较低，所以需要外附分压用的电阻。因此，ＭＥＭＳ开关周边的电路部件数增大。因而，存在芯片面积增加，芯片内部的温度分布的绝对值增大，各电阻间的温度产生分布，由于电阻具有的温度系数而使电阻值相对变动，从分压电路得到的电压值的精度降低的问题。为了解决上述问题，本发明专利技术对ＭＥＭＳ开关的可动部分使用了具有电阻的可动电阻体。由于开关自身具有电阻，因此可以省略与ＭＥＭＳ开关连接的分压用的电阻。因此，可以使芯片面积小型化，抑制芯片内部的温度分布的绝对值，并抑制因电阻具有的温度系数所导致的电阻值相对变动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及MEMS开关以及MEMS开关的制造方法。技术背景MEMS (Micro Electro Mechanical System:微机电系统)开关是由使 用半导体等基板、使用半导体制造技术所制成的微小结构体构成的开关。MEMS开关具有固定电极，其固定在基板上；可动电极，其具有单臂 梁或双臂梁、膜片型等结构。MEMS开关的接通/断开例如使用静电力等 来进行。MEMS开关例如如专利文献1所示，已公开了为了降低MEMS开关 被设定为导通状态时所产生的电阻，使用合金作为可动电极(在专利文 献1中记载为挠性部件)的例子。另外，如专利文献2所示，已公开了 将MEMS开关用作为无线频带的切换开关，用作为与使用变容二极管等 的开关相比内部损失小、得到高Q值(谐振锐度)的开关的例子。专利文献l:日本特表2005 —512830号公报。专利文献2:日本特开2005 — 124126号公报。但是，当使用前者的技术，例如将MEMS开关应用于分压电路时， 为了把MEMS开关的电阻抑制得较低，需要外附分压用的电阻。因此， MEMS开关周边的电路部件数增大。因而，芯片面积增加，芯片内部的 温度差增大。因此，存在分压电路所使用的各电阻间的温度差变大，由 于电阻具有的温度系数而使各电阻间的电阻值的差变大，从分压电路得 到的电压值的精度降低的问题。另外，当使用后者的技术，将MEMS开关应用于无线频带，例如构 成衰减器时，与使用前者的技术时一样，芯片面积增大。作为衰减器能 够应对的波长随着取决于芯片面积的芯片尺寸的大型化而增加，所以存在与波长的倒数成比例的对应频率降低，高频中的带宽受到限制的问题。再者，当使用合金等低电阻材料形成MEMS开关时，因为表示谐振 锐度的Q值变大，所以对于稍许的阻抗失配也会产生大的影响。更具体 地说，当MEMS开关的可动电极与固定电极接触时，MEMS开关的可动 电极形成短接短线(shortstub)，当可动电极与固定电极离开时，形成开 路短线(openstub)。当Q值高时，来自该短接短线和开路短线的反射变 大，存在高频带的工作不稳定的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术为了解决以往的上述问题而提出，其目的在于提供如 下的MEMS开关通过抑制芯片面积增大，减小芯片内部的温度差以高 精度地工作，并且通过抑制面积的增大，使其可以应用于高频，并使其 在高频区的工作稳定。为了解决上述问题，本专利技术的MEMS开关具有在基板的第1主面侧 形成的固定电极、和可动电阻体，构成为使用可动电阻体作为上述可动 电极，在上述MEMS开关被设定为导通状态时，上述可动电阻体用作为 用于分配电位的电阻。根据该结构，由于使用可动电阻体，因而可以使电阻和MEMS开关 一体化，可以减少MEMS开关周边的电路部件数。因此，可以集成并小 型化包含MEMS开关的电路。因为随着小型化，抑制了由于寄生电容和 漏电感而产生的电耦合，所以能够提供可縮短取决于包含MEMS开关的 电路尺寸的可用波长的MEMS幵关。另外，因为对可动电极施加了电阻， 抑制了可动电极部的电谐振现象，所以可以特别抑制高频区的传输特性 失真。另外，因为与以往技术相比，可以以更小的面积构成设置有MEMS 开关的电路，所以与使用以往技术的情况相比，可以把由于自身发热或 从外部施加的温度千扰而产生的电路内温度差的绝对值抑制得较小。因 此，通过使用该MEMS开关，可以抑制由于具有MEMS开关的芯片内 的温度差而引起的电阻值相对变动。另外，由于不改变MEMS开关总数而集成在较小的面积上，所以可 以不降低取决于MEMS开关数而确定的电阻值设定的分辨率，增加从一 块半导体基板得到的有效芯片数。另外，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，在 与上述固定电极接触的上述可动电阻体上，在与上述可动电阻体的可动 方向的法线一致的方向上，设置有带状或刃状的突起、或多个点接触型 的突起。根据该结构，因为通过带状或刃状的突起、或多个点接触型的突起 来进行接触，所以可以抑制由于吸引力引起的接触面积变化而导致的电 阻值变动。另外，与以往单一的点接触型的MEMS开关相比，可以取得 较宽的接触面积，因此可以提供降低了接触电阻的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，与 上述MEMS开关电连接的固定电阻体和上述可动电阻体使用同一层而形 成。根据该结构，因为固定电阻体和上述可动电阻体使用同一层，所以 固定电阻体和可动电阻体的电阻变动是连动地产生的。因此，即使各固 定电阻体、各可动电阻体、以及固定电阻体和可动电阻体的电阻的绝对 值变动，也抑制了电阻的相对值的变动。因此，可以提供能够实现电阻 相对精度高、分压精度高的电路的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，上 述同一层为多晶硅。根据该结构，因为多晶硅的电阻值可以随着掺杂量而改变，所以可 以选择范围很广的比电阻值。因此，可以提供可应用于要求宽范围的电 阻值的电路的MEMS开关。另夕卜，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，上 述同一层由在多晶硅上重叠形成硅化物的层构成。根据该结构，由于形成硅化物，与使用多晶硅单体的情况相比，可 以降低薄膜电阻。因此，可以提供针对以低电阻匹配的应用，把可动电 阻的长宽比抑制得较小，可以容易地加工的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，由 上述固定电阻体和上述可动电阻体形成分压电路。根据该结构，由于使用固定电阻体和可动电阻体来形成分压电路， 因此通过改变MEMS开关的设定可以改变分压比。因为可动电阻体负责 设定变更并兼作分压电路的负载电阻，所以可以提供能以更小面积来形 成分压电路的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，本专利技术的MEMS开关的特征在于由上 述固定电阻体和上述可动电阻体形成增益调节电路。根据该结构，由于使用固定电阻体和可动电阻体来形成增益调节电 路，因此通过改变MEMS开关的设定可以改变增益。因为可动电阻体负 责设定变更并兼作分压电路的负载电阻，所以可以提供能以更小面积来 形成增益调节电路的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，优选地，在本专利技术的MEMS开关中，由 上述固定电阻体和上述可动电阻体形成高频信号的衰减器、阻抗变换器 中的至少l个电路。根据该结构，MEMS开关所使用的可动电阻体随着MEMS开关的导 通/断开而成为开路短线或短接短线。这时，可动电阻体因为在其内部具 有电阻而形成内部损失较大的短接短线，所以Q值(谐振锐度)变低。 因此，可以提供可应用于能够降低针对高频信号产生的峰值或谷值的衰 减器、阻抗变换器的MEMS开关。另外，为了解决上述问题，本专利技术的MEMS开关制造方法是具有用 作为用于分配电位的电阻的可动电阻体的MEMS开关的制造方法，其特 征在于至少按顺序进行如下步骤在基板的能动面侧形成具有耐蚀性 的绝缘层的步骤；以覆盖上述绝缘层的方式形成具有导电性的支撑体前 体层的步骤；对上述支撑体前体层进行构图而形成支撑体的步骤；以覆 盖上述支撑体前体层的方式形成牺牲绝缘层的步骤；对上述牺牲绝缘层 进行开口，使上述支撑体露出的步骤；以覆盖上述牺牲绝缘层以及上述 支撑体露出的区域的方式，形成具有有助于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＭＥＭＳ开关，其具有在基板的第１主面侧形成的固定电极、和可动电阻体，其特征在于：当所述ＭＥＭＳ开关被设定为导通状态时，所述可动电阻体是分配电位的电阻。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边徹，佐藤彰，稻叶正吾，森岳志，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]