本发明专利技术涉及一种具有导电机械停止器的ＭＥＭＳ微开关。ＭＥＭＳ开关３０、５０、６０、７０、８０包含衬底３２、耦接到该衬底３２的活动致动器５３、６３、８３，衬底接触３５、８５，衬底电极３６、５６、８６，和电耦接到该活动致动器３３、６３、８３并被构造为防止该活动致动器３３、６３、８３与衬底电极３６、５６、８６接触，但允许该活动致动器３３、６３、８３与衬底接触３５、８５形成接触的导电停止器３９、５９、６９、７９。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术 一般涉及具有导电机械停止器的微电机械系统(MEMS )开关。
技术介绍
微电机械系统(MEMS)是在小型密封外壳中的电机械装置，其大小一 般在微米到毫米的范围内。微开关形式的MEMS装置具有活动致动器(也 称作梁)，在安置在该活动致动器下方或附近的衬底上的栅极或村底电 极的作用下，该活动制动器朝着固定的电接触移动。该活动致动器可以 是有弹性的梁，其在所施加的例如静电吸引、磁场吸引和排斥、或者热 引起的不均匀膨胀等的力的作用下弯曲，从而闭合该梁的自由端和该固 定的接触之间的间隙。图1示出根据现有技术的、在打开或者说非导电状态下的MEMS开 关的剖面图。如图所示，MEMS开关10包含衬底12、布置在衬底12上 的绝缘层14和机械地耦接或锚定到的源电极18的活动致动器23。活动 致动器23包含活动接触17，其在活动致动器23偏转的情况下和布置在 衬底12上但与其电隔离的衬底接触15形成接触。衬底电极16位于活 动致动器23下方，使得当致动电压施加在该衬底电极16上时，该活动致 动器23偏转以使该活动接触与该固定接触(例如衬底)之间形成接触以 允许电流流过。为了防止导电活动致动器23在这样的导通状态时和衬 底电极16接触而电短路该开关，典型地，在衬底电极16上盖上电介质 层20,如图2所示。该电介质层通常布置在该衬底电极16上，但是它 也可以盖在活动致动器23的下部表面上。但是，这样的电介质隔离层会随时间捕获电荷，并且对该致动器的 操作产生副作用，例如使其发生故障(例如造成电极的静态阻力)、改变 致动和隔开(stand-off)电压、改变开关的响应时间、缩短其操作寿 命等等。这尤其在功率导电应用中会产生问题，在这种应用中，无意的 致动能造成不希望的导电模式和/或开关损坏。
技术实现思路
在一实施例中，MEMS开关包含衬底、耦接到该衬底的活动致动器、 衬底接触、衬底电极；和导电停止器，该导电停止器电耦接到该活动致 动器并被构造为，防止该活动致动器与衬底电才及接触，但允许该活动致 动器与衬底接触形成接触。在另 一 实施例中，MEMS开关包含衬底、耦接到该衬底的活动致动器、 衬底接触、衬底电极、和导电停止器，该导电停止器位于该衬底上并且 电耦接到该活动致动器，以便该导电停止器和该活动致动器保持相同的 电位。在又一实施例中，MEMS开关包含衬底、耦接到该衬底并包括导电停 止器的活动致动器、衬底接触、衬底电极和导电迹线，该导电迹线电耦 接到该活动致动器并位于村底上、至少部分在该活动致动器下方，以便 该导电停止器与该导电迹线形成电接触并且当开关被致动时该活动致 动器与该衬底接触形成电接触。在又一实施例中，提供形成在共用衬底上的MEMS开关阵列。该开 关阵列包含耦接到该衬底的第 一活动致动器；耦接到该衬底的第二活动 致动器；位于衬底上、至少部分在第一和第二活动致动器下方的衬底电 极；以及衬底接触，位于衬底上、至少部分在第一和第二活动致动器下 方，以便该第一和第二活动致动器基于衬底电极的状态与该衬底接触形 成电接触。该开关阵列进一步包含至少一个导电停止器，其电耦接到该 活动致动器，并且被构造为防止该活动致动器与该衬底电极接触，但允 许该活动致动器与该衬底接触形成接触。附图说明在参考附图阅读了下列的具体描述后，可以更好地理解本专利技术的这 些和其它特征、方面和优势，在附图中相同的标记代表相似的部件，其 中图1示出根据现有技术的MEMS开关在打开或者说非导通的状态下 的剖面图2示出根据现有技术的MEMS开关10在致动状态(actuated state)下的剖面图3示出根据本专利技术的一个实施例的包括一个导电机械停止器的MEMS开关30在打开状态下的剖面图4示出根据本专利技术的一个实施例的包括一个导电机械停止器的 MEMS开关30在致动状态下的剖面图5示出根据本专利技术的一个实施例的包括多于一个导电机械停止器 的MEMS开关的剖面图6示出根据本专利技术的 一个实施例的包括具有导电停止器的活动致 动器的MEMS开关的剖面图7示出根据本专利技术的一个实施例的具有分离的导电停止器的 MEMS开关的剖面图;图8示出根据本专利技术的一个实施例的具有分离的导电停止器和导电 接触凸起的MEMS开关的剖面图9示出包括至少两个MEMS开关并且每个开关具有至少一个导电 停止器的MEMS开关阵列的一个实施例。附图标记10现有技术的MEMS开关12衬底14绝缘层15衬底接触16衬底电极17活动接触18源电极20电介质层23活动致动器30具有导电机械停止器的MEMS开关31导电迹线32衬底33活动致动器34电隔离层35衬底接触36衬底电极37活动端38锚定装置/源 39导电停止器50在打开状态下的具有多个导电机械停止器的MEMS开关 51导电迹线 56衬底电极 59导电停止器60包含具有导电停止器的活动致动器的MEMS开关61导电迹线63活动致动器69活动导电停止器70具有分离的导电停止器的MEMS开关 7导电迹线79a导电停止器的活动部分 79b导电停止器的固定部分80具有分离的导电停止器和导电接触凸起的MEMS开关83活动致动器85衬底接触86衬底电极89接触凸起90 MEMS开关阵列91导电迹线93活动致动器95衬底接触96衬底电极98锚定装置99导电停止器100接触102衬底109接触凸起具体实施例方式根椐本专利技术的实施例，描述了 MEMS开关和开关阵列，其中去除了传统上将衬底电极和活动致动器分开的常规电介质绝缘体。根据本专利技术的 各种实施例，提供了导电停止器，其电耦接到活动致动器并且被构造为， 防止该活动致动器与衬底电极接触，但仍允许该活动致动器与衬底接触 形成接触。因为导电停止器阻止该活动致动器和衬底电极接触，在常规MEMS开关中使用的电介质绝缘体可以被移除，由此消除了不希望有的电 荷积累的源并且增加了此处描述的MEMS开关的隔开电压。此外，通过电 耦接该活动致动器和导电停止器，该二者可以保持在相同的电位，由此 使得在该活动致动器和导电停止器之间产生电弧放电(这是常规MEMS 开关容易遭受的)的机会最小化。在下列的详尽描迷中，为了提供对本专利技术的各种实施例的彻底理解 而提出许多具体细节。但是，本领域技术人员将理解本专利技术的实施例可 以在没有这些具体细节的情况下实施，并且本专利技术不限于所描述的实施 例，且可以以各种可替换的实施例实施。在其它例子中，熟知的方法、 步骤和組件并没有被详细描述。此外，各种操作可以被描述为以对理解本专利技术的实施例有帮助的方 式执行的多个分离的步骤。但是，描述的次序不应被解释为意味着这些 操作必需以它们所呈现的次序执行，甚至也不意味着顺序是相关联的。 此外，对短语在一实施例中的重复使用不是必然地针对(尽管其可能 就是)同一实施例。最后，除非另有说明，在本申请中使用的术语构 成、包含、具有等及其变形意为同义。MEMS通常指微米尺寸的结构，其通过微制造技术将各种功能上截然 不同的元件例如机械元件、电机械元件、传感器、致动器和电子装置集 成在同一衬底上。然而，可以预期当前提供在MEMS装置中的许多技术 和结构在仅仅几年中可以通过基于纳米技术的装置提供，例如尺寸可以 是小于100纳米的结构。因此，尽管本文献通篇所描述的示例实施例可 以指基于MEMS本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＭＥＭＳ开关３０、５０、６０、７０、８０，包括： 衬底３２； 耦接到该衬底３２的活动致动器３３、６３、８３； 衬底接触３５、８５； 衬底电极３６、５６、８６；和 导电停止器３９、５９、６９、７９，其电耦接到 该活动致动器３３、６３、８３并被构造为，防止该活动致动器３３、６３、８３与衬底电极３６、５６、８６接触，但允许该活动致动器３３、６３、８３与衬底接触３５、８５形成接触。
【技术特征摘要】
US 2007-12-20 11/9617671. 一种MEMS开关30、50、60、70、80，包括衬底32；耦接到该衬底32的活动致动器33、63、83；衬底接触35、85；衬底电极36、56、86；和导电停止器39、59、69、79，其电耦接到该活动致动器33、63、83并被构造为，防止该活动致动器33、63、83与衬底电极36、56、86接触，但允许该活动致动器33、63、83与衬底接触35、85形成接触。2. 如权利要求1所述的MEMS开关，其中该活动致动器33， 63， 83和 衬底电极36， 56， 86与衬底32电隔离。3. 如权利要求1所述的MEMS开关，其中该活动致动器33,63, 83包 括导电梁。4. 如权利要求3所述的MEMS开关，其中该导电停止器39,59具有 比该导电梁的电阻率更高的电阻率。5. 如权利要求1所迷的MEMS开关，其中该导电停止器39位于该衬 底32上，并且衬底电极36位于该导电停止器39和该衬底接触35之间。6. 如权利要求5所述的MEMS开关，其中导电停止器39， 59被构造 为使得在该活动致动器33和该衬底接触35形成接触之前和该导电停止 器39，59形成接触。7. 如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：X王，K苏布拉马尼安，CF凯梅尔，MF艾米，KVSR基肖尔，GS克莱顿，OC布姆豪尔，P萨克尔，
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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