DE60007736T2

DE60007736T2 - Mikromechanischer schalter und entsprechendes herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60007736T2
Application number: DE60007736T
Authority: DE
Inventors: Tsunehisa Marumoto
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: WO2000065626A1; AU4313900A; EP1176620A4; EP1176620A1; US6657324B1; JP3137112B2; EP1176620B1; DE60007736D1; JP2000311573A

Description

Die Erfindung betrifft einen mikromechanischen Schalter zur Verwendung in Millimeterwellenschaltungen und Mikrowellenschaltungen.
Zu Schalterbauelementen zur Verwendung in Millimeterwellenschaltungen und Mikrowellenschaltungen gehören PIN-Diodenschalter, HEMT-Schalter und mikromechanische Schalter. Mikromechanische Schalter leiden insbesondere unter einem kleineren Verlust, sind billiger und haben einen geringeren Leistungsbedarf als die anderen Schalterbauelemente.
Ein mikromechanischer Schalter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der US-A-5578976 offenbart.
Ein weiterer herkömmlicher mikromechanischer Schalter ist in der JP-A-9-17300 offenbart. 1(A) der beigefügten Zeichnungen ist eine Draufsicht auf den herkömmlichen mikromechanischen Schalter. 1(B) ist eine Querschnittansicht an der Linie I(B)-I(B) von 1(A). 1(C) ist eine Querschnittansicht an der Linie I(C)-I(C) von 1(A). 1(D) ist eine Querschnittansicht an der Linie I(D)-I(D) von 1(A).
Gemäß 1(A) sind Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b, die mit einem kleinen Spalt voneinander beabstandet sind, auf einem Substrat 110 angeordnet. Eine untere Elektrode 111 ist auf dem Substrat 110 in einer beabstandeten Position von den Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b angeordnet. Ein Pfosten 112 ist auf dem Substrat 110 an einer Position auf einer Linie angeordnet, die sich vom Spalt zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b durch die untere Elektrode 111 erstreckt.
Ein Arm 113 hat ein proximales Ende, das auf einer Oberseite des Pfostens 112 befestigt ist. Der Arm 113 erstreckt sich von der Oberseite des Pfostens 112 über die untere Elek trode 111 zu einer Position oberhalb des Spalts zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b. Der Arm 113 ist aus einem Isoliermaterial hergestellt.
Eine obere Elektrode 114 ist auf einer Oberseite des Arms 113 angeordnet. Die obere Elektrode 114 erstreckt sich von einer Position oberhalb des Pfostens 112 zu einer Position oberhalb der unteren Elektrode 111.
Ein Kontakt 115 ist auf einer Unterseite des distalen Endes des Arms 113 angeordnet. Der Kontakt 115 erstreckt sich von einer Position oberhalb des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 101a über den Spalt zu einer Position oberhalb des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 101b.
Eine Steuersignalleitung 102 ist mit der unteren Elektrode 111 zum Anlegen eines Steuersignals verbunden, um Verbindungszustände der Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b mit der unteren Elektrode 111 zu ändern.
Liegt z. B. eine positive Spannung als Steuersignal an der unteren Elektrode 111 an, werden positive Ladungen auf der Oberseite der unteren Elektrode 111 erzeugt, und negative Ladungen werden auf der Unterseite der oberen Elektrode 114, die der unteren Elektrode 11 gegenüberliegt, infolge von elektrostatischer Induktion entwickelt. Die obere Elektrode 114 wird nun unter den dazwischen entwickelten Anziehungskräften zur unteren Elektrode 111 angezogen. Der Arm 113 biegt sich, um den Kontakt 115 nach unten zu verlagern. Ist der Kontakt 115 mit beiden Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b in Berührung gebracht, werden die Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b durch den Kontakt 115 hochfrequent miteinander verbunden.
Liegt die positive Spannung nicht mehr an der unteren Elektrode 111 an, kehrt der Kontakt 115 aufgrund der Tatsache, daß keine Anziehungskräfte zwischen der oberen und unteren Elektrode 114, 111 entwickelt werden, zu seiner von den Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b beabstandeten Position unter den Erholungskräften des Arms 113 zurück. Nun sind die Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b voneinander getrennt.
Der herkömmliche mikromechanische Schalter von 1 hat eine komplexe dreidimensionale Struktur, da der Pfosten 112 und der Arm 113 neben dem Kontakt 115 zum Verbinden und Trennen der Hochfrequenz-Signalleitungen 101a, 101b zum Stützen des Kontakts 115 erforderlich und da zudem die untere Elektrode 111 und obere Elektrode 114 zur gesteuerten Verlagerung des Kontakts 115 notwendig sind. Ein komplexes Fertigungsverfahren, das sich aus vielen Schritten zusammensetzt, ist zur Herstellung des mikromechanischen Schalters mit der komplexen Struktur notwendig.
Die Erfindung kam zur Lösung der o. g. Probleme zustande. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mikromechanischen Schalter mit einer einfachen Struktur bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Der Ausleger hat sowohl eine Funktion als beweglicher Kontakt als auch eine Funktion als Stützeinrichtung zum Stützen des beweglichen Kontakts. Funktionell entspricht der Ausleger dem Kontakt 115, Arm 113 und Pfosten 112 des herkömmlichen mikromechanischen Schalters, und er hat eine einfachere Struktur als diese.
Da das Steuersignal an der ersten Hochfrequenz-Signalleitung angelegt wird, um den Betrieb des Auslegers zu steuern, sind die untere Elektrode 111 und obere Elektrode 114, die bisher erforderlich waren, nicht mehr notwendig. Aus diesem Grund ist der mikromechanische Schalter noch einfacher strukturiert.
Obzwar die an der ersten Hochfrequenz-Signalleitung angeordnete erste Isoliereinrichtung und die zweite Isoliereinrichtung zum Herstellen einer kapazitiven Kopplung erfindungsgemäß unabdingbar sind, hat der mikromechanische Schalter erfindungsgemäß eine einfache Struktur.
Die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung in der ersten Steuersignalleitung verhindert wirksam, daß das Hochfrequenzsignal zur ersten Steuersignalleitung austritt.
Werden durch elektrostatische Induktion erzeugte elektrische Ladungen über die zweite Steuersignalleitung geladen und entladen, vollführt der mikromechanische Schalter einen stabilen Schaltbetrieb und hat eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit. Die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung in der zweiten Steuersignalleitung verhindert wirksam, daß das Hochfrequenzsignal zur zweiten Steuersignalleitung austritt.
Die erste hochohmige Leitung, der Kondensator und die Erde bilden gemeinsam die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung. Die geerdete zweite hochohmige Leitung bildet die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung.
Liegt eine vorbestimmte Spannung an der Hochfrequenz-Signalleitung an, an der das Steuersignal nicht anliegt, so kann die Größe der Spannung des Steuersignals um die vorbestimmte Spannung reduziert sein.
Der mikromechanische Schalter kann in einer kleinen Anzahl von Schritten hergestellt werden.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1(A) bis 1(D) Ansichten eines herkömmlichen mikromechanischen Schalters;
2(A) bis 2(D) Ansichten eines mikromechanischen Schalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Querschnittansicht einer Abwandlung einer zweiten Isoliereinrichtung;
4 ein Schaltbild einer Abwandlung des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D);
5(A) bis 5(E) Querschnittansichten von Hauptschritten eines Verfahrens zur Herstellung des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D);
6(A) bis 6(E) Querschnittansichten von Schritten, die den Schritten von 5(A) bis 5(E) folgen;
7(A) und 7(B) ein Schaltbild und eine Querschnittansicht einer Abwandlung des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D);
8 ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
9(A) und 9(B) ein Schaltbild einer ersten Anordnung einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung und eine Draufsicht darauf;
10(A) und 10(B) ein Schaltbild einer zweiten Anordnung einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung und eine Draufsicht darauf;
11(A) bis 11(C) ein Schaltbild und Draufsichten einer dritten Anordnung einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung;
12(A) und 12(B) ein Schaltbild einer vierten Anordnung einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung und eine Draufsicht darauf;
13(A) und 13(B) ein Schaltbild einer fünften Anordnung einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung und eine Draufsicht darauf;
14 ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
15(A) und 15(B) ein Schaltbild und eine Draufsicht eines mikromechanischen Schalters, in dem sowohl die erste als auch die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung jeweilige Filter aufweisen, die mit einem Filter 30 identisch sind;
16(A) und 16(B) ein Schaltbild und eine Draufsicht eines mikromechanischen Schalters, in dem sowohl die erste als auch die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung jeweilige Widerstandselemente aufweisen, die mit einem Widerstandselement 61 identisch sind;
17(A) und 17(B) ein Schaltbild und eine Draufsicht eines mikromechanischen Schalters, in dem sowohl die erste als auch die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung jeweilige Filter aufweisen, die mit einem Filter 40 identisch sind;
18 ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
19(A) und 19(B) Draufsichten auf den mikromechanischen Schalter von 9(A) und 9(B), der als Chip aufgebaut und auf einem Substrat montiert ist;
20 eine Draufsicht auf eine weitere Anordnung einer zweiten Isoliereinrichtung;
21(A) und 21(B) Querschnittansichten der zweiten Isoliereinrichtung von 20, wenn sie sich in einem normalen Zustand befindet; und
22(A) und 22(B) Querschnittansichten der zweiten Isoliereinrichtung von 20, wenn sie sich in einem leitenden Zustand befindet.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
2(A) bis 2(D) sind Ansichten eines mikromechanischen Schalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2(A) ist ein Schaltbild des mikromechanischen Schalters. 2(B) ist eine Draufsicht auf den mikromechanischen Schalter. 2(C) ist eine Querschnittansicht an der Linie II(C)-II(C) von 2(B). 2(D) ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines eingekreisten Bereichs II(D) in 2(B).
Gemäß 2(A) bis 2(D) sind Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b, die mit einem kleinen Spalt voneinander beabstandet sind, auf einem Substrat 10 angeordnet. Die Hochfrequenz-Signalleitung 1a wird als erste Hochfrequenz-Signalleitung bezeichnet, und die Hochfrequenz-Signalleitung 1b wird als zweite Hochfrequenz-Signalleitung bezeichnet. Die Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b weisen Mikrostreifeleitungen auf, die aus einem Metall hergestellt sind, z. B. Al. Allerdings können die Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b beliebige von anderen Leitungen mit verteilten Konstanten aufweisen, u. a. Koplanarleitungen, Triplate-Leitungen und Schlitzleitungen.
Die Hochfrequenz-Signalleitung 1a weist Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1ab auf, die durch einen Kondensator 15 hochfrequent miteinander verbunden sind. Der Kondensator 15 weist einen Isolierfilm 16 aus Siliziumdioxid (SiO₂) o. ä. auf, der zwischen senkrecht übereinanderliegenden Enden der Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1ab eingefügt ist. Der Kondensator 15 fungiert als erste Isoliereinrichtungzum Isolieren einer weiteren Mikrowellenschaltung (nicht gezeigt), die mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1aa von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab galvanisch verbunden ist.
Das Substrat 10 weist ein dielektrisches Substrat auf, z. B. ein Glassubstrat oder ein Halbleitersubstrat, etwa ein Si-Substrat, ein GaAs-Substrat o. ä.
Ein Pfosten 12, der ein elektrisch leitendes Material, z. B. Al, aufweist, ist auf dem Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1b angeordnet.
Ein Arm 13 hat ein proximales Ende, das auf einer Oberseite des Pfostens 12 befestigt. Der Arm 13 erstreckt sich von der Oberseite des Pfostens 12 zu einer Position oberhalb des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab. Der Arm 13 ist aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt, das seine ursprüngliche Form auch nach Biegen wiederherstellen kann, z. B. aus Al, Au oder Cu. Alternativ kann der Arm 13 aus Silizium (amorphem Silizium) hergestellt sein, das durch darin diffundiertes Bor elektrisch leitend gemacht ist.
Der Pfosten 12 und Arm 13 werden gemeinsam als Ausleger 11 bezeichnet.
Der Pfosten 12 und Arm 13 können die Form eines einzelnen Teils haben, das aus einem einzelnen Material als Ausleger 11 hergestellt ist, was später anhand von 5(A) bis 5(E) und 6(A) bis 6(D) beschrieben wird. Umgekehrt brauchen gemäß 2(C) und 2(D) der Pfosten 12 und Arm 13 nicht unbedingt aus einem Material hergestellt zu sein.
Der Pfosten 12 und Arm 13 brauchen jeweils nicht unbedingt aus einem einzelnen Material hergestellt zu sein, sondern können aus mehreren Materialien hergestellt sein. In einem solchen Fall brauchen nicht alle mehreren Materialien elektrisch leitend zu sein, sondern die Materialien können ein Isoliermaterial aufweisen. Zum Beispiel kann zwecks mechanischer Festigkeit der Arm 13 eine zweischichtige Struktur mit einem elektrisch leitenden Material aus Al und einem Isoliermaterial aus SiO₂ haben, und der Pfosten 12 kann ein Isoliermaterial soweit aufweisen, daß die Ausbreitung von Hochfrequenzsignalen nicht behindert ist.
Ein Isolierfilm 14 aus SiO₂ o. ä. ist als zweite Isoliereinrichtung auf der Unterseite des distalen Endes des Arms 13 angeordnet, die gegenüber der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab liegt. Der Arm 13 wird durch den Pfosten 12 in einer bestimmten Höhe gehalten, und der am Arm 13 befestigte Isolierfilm 14 ist normalerweise von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab beabstandet. Anders gesagt ist die Höhe des Pfostens 12 so bestimmt, daß der Isolierfilm 14 und die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab normalerweise voneinander beabstandet bleiben.
Die zweite Isoliereinrichtung dient dazu, die Spannung der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab auf dem Spannungspegel eines später beschriebenen Steuersignals im Zusammenwirken mit dem Kondensator 15 zu halten, wenn die Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b leitend sind. Daher kann gemäß 3 die zweite Isoliereinrichtung einen Isolierfilm 14a aufweisen, der auf der Oberseite des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab angeordnet ist. Alternativ können die Isolierfilme 14, 14a zur zweiten Isoliereinrichtung kombiniert sein.
Der Spannungspegel der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab braucht nicht vollständig mit dem Spannungspegel des Steuersignals überein zu stimmen. Die Spannung der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab kann auf einem solchen Pegel gehalten werden, daß der Ausleger 11 auf der Grundlage des Steuersignals arbeiten kann.
Gemäß 2(A) ist eine Steuervorrichtung 3 mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab durch eine erste Steuersignalleitung 2 verbunden. Die Steuervorrichtung 3 dient zum Ausgeben eines Steuersignals, das durch Gleichspannungspegelvariationen dargestellt ist. Wie später beschrieben ist, werden Verbindungszustände der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b auf der Grundlage des Steuersignals geändert.
Im folgenden wird der Betrieb des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D) beschrieben. Angenommen ist, daß das Steuersignal durch positive EIN/AUS-Spannungspegel dargestellt ist.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist der Isolierfilm 14 auf dem distalen Ende des Arms 13 normalerweise von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab beabstandet, wobei keine Hochfrequenzverbindung zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b besteht.
Liegt eine positive Spannung von der Steuervorrichtung 3 über die erste Steuersignalleitung 2 an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab an, werden positive Ladungen auf der Oberseite der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab erzeugt, und negative Ladungen werden auf der Unterseite des distalen Endes des Arms 13, die gegenüber der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab liegt, infolge von elektrostatischer Induktion entwickelt, was Anziehungskräfte zwischen der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und dem Arm 13 erzeugt. Unter den Anziehungskräften biegt sich der Arm 13 zum Substrat 10, bis der Isolierfilm 14 auf dem distalen Ende des Arms 13 mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab in Kontakt gebracht ist, wonach die Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b durch eine kapazitive Kopplung hochfrequent miteinander verbunden sind. Da die Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1ab auch durch eine kapazitive Kopplung hochfrequent miteinander verbunden sind, fließt ein Hochfrequenzsignal RF von der Hochfrequenz-Signalleitung 1aa zur Hochfrequenz-Signalleitung 1b mit einem geringen Verlust.
Hierbei ist die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab von den Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1b und auch anderen Mikrowellenschaltungen (nicht gezeigt), die mit den Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1b galvanisch und niederfrequent verbunden sind, durch die Isolierfilme 16, 14 isoliert. Daher tritt das an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab anliegende Steuersignal nicht zu den anderen Mikrowellenschaltungen aus, und der Gleichspannungspegel auf der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab bleibt gewahrt.
Wird das Anlegen der Spannung an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab gestoppt, fallen Anziehungskräfte zwischen der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und dem Arm 13 weg. Daher stellt der Arm 13 seine ursprüngliche Form wieder her, was bewirkt, daß der Isolierfilm 14 von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab beabstandet ist. Dadurch ist die Hochfrequenzverbindung zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b unterbrochen.
Die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab kann so angeordnet sein, daß sie den Spannungspegel des Steuersignals hält, und kann eine weitere Mikrowellenschaltung 91 irgendwo über ihre Länge haben, was 4 zeigt.
Im folgenden werden Maße verschiedener Teile des mikromechanischen Schalters anhand von 2(D) beschrieben. Angenommen ist, daß der Arm 13 aus Al hergestellt ist und eine Spannung von 40 V als Steuersignal angelegt wird.
Um eine erwünschte Federkonstante mit Blick auf die mechanische Festigkeit des Arms 13 zu erhalten, ist die Dicke t des Arms 13 mit etwa 0,5 μm festgelegt.
Die Höhe H in einem normalen Zustand von der Oberseite der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab zum Isolierfilm 14 auf dem Arm 13 beträgt etwa 5 μm. Die Fläche, in der die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und der Arm 13 zueinander weisen, beträgt etwa 0,01 mm².
Mit den so festgelegten verschiedenen Maßen wird ein mikromechanischer Schalter realisiert, der gemäß der vorstehenden Beschreibung arbeitet. Die o. g. Maße der verschiedenen Teile dienen nur als Beispiel und nicht zur Einschränkung.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D) beschrieben. 5(A) bis 5(E) und 6(A) bis 6(D) zeigen Hauptschritte des Verfahrens zur Herstellung des mikromechanischen Schalters.
Zunächst wird das Substrat 10 mit einem Fotoresist beschichtet. Danach wird das Fotoresist nach der bekannten Fotolithographietechnologie gemustert, um ein Resistmuster 21 mit Nuten 21a in erwünschten Positionen zu bilden. 5(A) zeigt die Nuten 21a, in denen die Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b in einem anschließenden Schritt gebildet werden. Eine Nut ist auch an einer Position gebildet, an der die erste Steuersignalleitung 2 gebildet wird.
Anschließend wird gemäß 5(B) ein Film 22 aus Al o. ä. durch Sputtern auf die gesamte Oberfläche des Substrats 10 abgeschieden.
Danach wird das Resistmuster 21 durch ein organisches Lösungsmittel herausgelöst, um den Metallfilm 22 auf dem Resistmuster selektiv zu entfernen (abzuheben), wodurch die Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b auf dem Substrat 10 gemäß 5(C) gebildet werden. Hierbei wird auch die mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab verbundene erste Steuersignalleitung 2 gebildet.
Anschließend wird gemäß 5(D) die gesamte Oberfläche mit fotoempfindlichem Polyimid beschichtet und dann getrocknet, um eine Opferschicht 23 mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 6 μm auf der gesamten Oberfläche des Substrats 10 zu bilden.
Gemäß 5(E) wird die Opferschicht 23 nach der bekannten Fotolithographietechnologie gemustert, um unerwünschte Abschnitte von ihr zu entfernen, was die Opferschicht 23 vom Spalt zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b zu einem Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab (näher an der Hochfrequenz-Signalleitung 1b) beläßt, d. h. in einem Bereich, in dem der Arm 13 gemäß 2(A) bis 2(D) gebildet wird. In 5(E) ist die Opferschicht 23 auch in einem Bereich auf der Hochfrequenz-Signalleitung 1b mit Ausnahme ihres Endes belassen.
Danach wird die Anordnung mit einer Temperatur im Bereich von 200 °C bis 300 °C erwärmt, wodurch die zurückgelassene Opferschicht 23 härtet.
Anschließend wird gemäß 6(A) eine Schicht aus SiO₂ auf die gesamte bisher gebildeten Oberfläche durch CVD oder Sputtern abgeschieden, was einen Isolierfilm 24 mit einer Dicke im Bereich von 0,01 bis 0,3 μm bildet.
Im Anschluß daran wird der Isolierfilm 24 mit Ausnahme einiger Bereiche nach der bekannten Fotolithographie- und Ätztechnologie entfernt. Als Ergebnis ist gemäß 6(B) der Isolierfilm (erster Isolierfilm) 14 auf einem Abschnitt der Opferschicht 23 gebildet, der gegenüber einem Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab liegt, und der Isolierfilm (zweiter Isolierfilm) 16 ist auf dem anderen Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab gebildet.
Das Fotoresist, das verwendet wurde, wird durch ein alkalisches Lösungsmittel entfernt.
Anschließend erfolgt gemäß 6(C) durch ein Abhebeverfahren die gleichzeitige Bildung des aus Al o. ä. hergestellten Auslegers 11, der sich vom Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1b zur Oberseite des Isolierfilms 14 auf der Op ferschicht 23 erstreckt, und der aus Al o. ä. hergestellten Hochfrequenz-Signalleitung 1aa, die sich von der Oberseite des Isolierfilms 16 über das Substrat 10 erstreckt.
Abschließend wird gemäß 6(D) nur die Opferschicht 23 durch ein Trockenätzverfahren unter Verwendung eines Plasmas aus Sauerstoffgas selektiv entfernt, wodurch ein mikromechanischer Schalter fertiggestellt wird (in 5(A) bis 5(E) und 6(A) bis 6(D) stellen 1b eine zweite Hochfrequenz-Signalleitung, 1ab einen ersten Abschnitt einer ersten Hochfrequenz-Signalleitung und 1aa einen zweiten Abschnitt der ersten Hochfrequenz-Signalleitung dar).
In diesem Verfahren werden der Pfosten 12 und Arm 13, die gemeinsam den Ausleger 11 bilden, in einem Schritt hergestellt. Allerdings können der Pfosten 12 und Arm 13 in getrennten Schritten hergestellt werden.
Im folgenden werden die Strukturen des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D) und des herkömmlichen mikromechanischen Schalters von 1(A) bis 1(D) miteinander verglichen.
Der Ausleger 11 von 2(A) bis 2(D) hat sowohl eine Funktion als beweglicher Kontakt als auch eine Funktion als Stützeinrichtung zum Stützen des beweglichen Kontakts. Funktionell entspricht der Ausleger 11 daher dem Kontakt 115, Arm 113 und Pfosten 112 in 1(A) bis 1(D), und er hat eine einfachere Struktur.
Der Ausleger 11, der aus dem Pfosten 12 und Arm 13 aufgebaut ist, läßt sich äußerst leicht herstellen, da der Pfosten 12 und Arm 13 in einem Schritt gemäß 6(C) gebildet werden.
Da beim mikromechanischen Schalter von 2(A) bis 2(D) das Steuersignal an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab anliegt, um den Betrieb des Auslegers 11 zu steuern, sind die untere Elektrode 111 und obere Elektrode 114, die bisher erforderlich waren, nicht mehr nötig. Aus diesem Grund hat der mikromechanische Schalter von 2(A) bis 2(D) eine noch einfachere Struktur.
Während die Isolierfilme 14, 16 erforderlich sind, um die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab von anderen Mikrowellen schaltungen galvanisch zu isolieren, benötigt der herkömmliche mikromechanische Schalter auch einen Isolierfilm, der auf der Unterseite des Kontakts 115 zu bilden ist, wenn er vom Typ mit kapazitiver Kopplung ist. Da ferner gemäß 6(B) und 6(C) der Isolierfilm 16 im selben Schritt mit dem Isolierfilm 14 gebildet werden kann und da auch die Hochfrequenz-Signalleitung 1aa im selben Schritt wie der Ausleger 11 gebildet werden kann, ist das Herstellungsverfahren unkompliziert.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist ein mikromechanischer Schalter realisiert, der aufgrund der einfachen Struktur leicht hergestellt werden kann.
In 2(A) bis 2(D) und 6(A) bis 6(D) ist der Ausleger 11 in seiner Position an einem Ende befestigt, das näher zur Hochfrequenz-Signalleitung 1b liegt. Allerdings kann gemäß 7(A) und 7(B) der Ausleger 11 in seiner Position an einem Ende befestigt sein, das näher zur Hochfrequenz-Signalleitung 1a liegt. In diesem Fall ist die erste Steuersignalleitung 2 auch mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab verbunden. Obwohl daher eine Spannung als Steuersignal am Ausleger 11 angelegt wird, können die Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b mit den gleichen Grundsätzen wie in der Darstellung in 2(A) bis 2(D) geschlossen und geöffnet werden.
Der mikromechanische Schalter von 7(A) und 7(B) kann in den gleichen Schritten wie in 5(A) bis 5(E) und 6(A) bis 6(D) hergestellt werden (in 7(A) und 7(B) stellen 1a eine erste Hochfrequenz-Signalleitung, 1b eine zweite Hochfrequenz-Signalleitung, 1ab einen ersten Abschnitt der ersten Hochfrequenz-Signalleitung und 1aa einen zweiten Abschnitt der ersten Hochfrequenz-Signalleitung dar).
Zweite Ausführungsform
8 ist ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Jene Teile in 8, die mit denen von 2(A) bis 2(D) identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden im folgenden nicht näher beschrieben.
Im mikromechanischen Schalter von 8 ist eine erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 mit der ersten Steuersignalleitung 2 des mikromechanischen Schalters von 2(A) bis 2(D) verbunden. Die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 dient zum Blockieren des Durchgangs des Hochfrequenzsignals RF. Das durch die Hochfrequenz-Signalleitung 1a, 1b fließende Hochfrequenzsignal RF wird daran gehindert, in die Steuervorrichtung 3 zu fließen, was den Einfügungsverlust des mikromechanischen Schalters reduziert.
Beim mikromechanischen Schalter von 2(A) bis 2(D) kann je nach Anordnung der ersten Steuersignalleitung 2 der aus der ersten Steuersignalleitung 2 austretende elektrische Strom mit anderen Hochfrequenz-Signalleitungen gekoppelt sein, was die Gesamtkennwerte der Schaltung in der Tendenz beeinträchtigt und Resonanz bewirkt. Die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, die mit der ersten Steuersignalleitung 2 verbunden ist, verhindert wirksam eine elektromagnetische Kopplung von der ersten Steuersignalleitung 2 zu anderen Hochfrequenz-Signalleitungen, was die Hochfrequenzkennwerte einer Schaltung verbessert, in der der mikromechanische Schalter verwendet wird.
Im folgenden werden Anordnungen der ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 von 8 anhand von 9(A) und 9(B) bis 13(A) und 13(B) beschrieben.
Nachfolgend wird eine erste Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 beschrieben. 9(A) und 9(B) zeigen eine solche erste Anordnung. 9(A) ist ein Schaltbild der ersten Anordnung, und 9(B) ist eine Draufsicht auf die erste Anordnung.
Die erste Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 weist ein Filter 30 auf, das sich aus einer hochohmigen λ/4-Leitung 31 und einer niederohmigen λ/4-Leitung 32 zusammensetzt.
Die hochohmigen λ/4-Leitung 31 hat eine Leitungslänge von etwa λ/4 (λ stellt die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals RF dar) und eine größere charakteristische Impedanz als die Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b. Die niederohmige λ/4-Leitung 32 hat eine Leitungslänge von etwa λ/4 und eine kleinere charakteristische Impedanz als die hochohmigen λ/4-Leitung 31.
Die Werte der charakteristischen Impedanzen dieser Leitungen 31, 32 sind je nach den charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b bestimmt. Haben z. B. die charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b einen allgemeinen Wert von 50 Ω, so sollte die charakteristische Impedanz der hochohmigen λ/4-Leitung 31 vorteilhaft im Bereich von 70 bis 200 Ω liegen (das 1,4- bis 4-fache der charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b), und die charakteristische Impedanz der niederohmigen λ/4-Leitung 32 sollte vorteilhaft im Bereich von 20 bis 40 Ω liegen (das 0,4- bis 0,8-fache der charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b).
Die hochohmige λ/4-Leitung 31 hat ein Ende, das mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab verbunden ist, und das andere Ende ist mit einem Ende der niederohmigen λ/4-Leitung 32 verbunden, deren anderes Ende offen ist. Die erste Steuersignalleitung 2 mit einer hohen Impedanz ist mit dem anderen Ende der hochohmigen λ/4-Leitung 31 verbunden, d. h. mit der Verbindungsstelle 33 zwischen den Leitungen 31, 32.
Im folgenden werden die Betriebsgrundsätze des Filters 30 beschrieben.
Wie zuvor beschrieben, ist das andere Ende der niederohmigen λ/4-Leitung 32 offen. Da somit die Impedanz aus Sicht von der Verbindungsstelle 33 im Abstand vom anderen Ende der niederohmigen λ/4-Leitung 32 über die Länge λ/4 zur niederohmigen λ/4-Leitung 32 0 Ω beträgt, entspricht die Schaltung einer an der Verbindungsstelle 33 hochfrequent geerdeten. Auch bei Parallelverbindung der ersten Steuersignalleitung 2 zur Verbindungsstelle 33 bleibt die Impedanz an der Verbindungsstelle 0 Ω und beeinflußt nicht das Verhalten von Hochfrequenzsignalen.
Da die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab mit der Verbindungsstelle 33 über die hochohmige λ/4-Leitung 31 mit der Länge λ/4 verbunden ist, ist die Impedanz aus Sicht von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab zum Filter 30 unendlich groß (∞ Ω). Da somit kein Hochfrequenzsignal von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab zum Filter 30 fließt, entspricht die Schaltung einer vom Filter 30 und von der ersten Steuersignalleitung 2 hochfrequent befreiten.
Die Struktur des zuvor beschriebenen Filters 30 wird allgemein als Vorspannung T bezeichnet. Das Filter 30 arbeitet als Bandsperrfilter, da es nur ein bestimmtes Band von Frequenzen sperrt.
Nachfolgend wird eine zweite Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 beschrieben. 10(A) und 10(B) zeigen eine solche zweite Anordnung. 10(A) ist ein Schaltbild der zweiten Anordnung, und 10(B) ist eine Draufsicht auf die zweite Anordnung.
Die zweite Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 weist ein Filter 40 auf, das sich aus einer hochohmigen λ/4-Leitung 41, einem Kondensator 42 und einer Erde 43 zusammensetzt.
Gemäß 10(A) hat die hochohmige λ/4-Leitung 41 ein Ende, das mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab verbunden ist, und das andere Ende ist mit einer Elektrode des Kondensators 42 verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 42 ist mit der Erde 43 verbunden. Die erste Steuersignalleitung 2 ist mit der Elektrode des Kondensators 42 verbunden, an der die hochohmige λ/4-Leitung 41 angeschlossen ist.
Gemäß 10(B) verfügt der Kondensator 42 über eine Elektrode 44, die als ein Ende dient, eine geerdete Elektrode 43a als sein anderes Ende und einen Isolierfilm 45, der zwischen den Elektroden 44, 43a eingefügt ist.
Die hochohmige λ/4-Leitung 41 hat eine hohe charakteristische Impedanz und eine Leitungslänge von etwa λ/4 (λ stellt die Wellenlänge des Hochfrequenzsignals RF dar). Der Wert der charakteristischen Impedanz der hochohmigen λ/4-Lei tung 41 ist wie bei der hochohmigen λ/4-Leitung 31 von 9(A) und 9(B) bestimmt.
Im folgenden werden die Betriebsgrundsätze des Filters 40 beschrieben.
Der Kondensator 42 hat eine ausreichende Kapazität, und die Verbindungsstelle zwischen der hochohmigen λ/4-Leitung 41 und dem Kondensator 42 entspricht einer Erdung auf hochfrequente Weise und hat eine Impedanz von 0 Ω. Wie bei der Anordnung von 9(A) und 9(B) beeinflußt die Impedanz an der Verbindungsstelle nicht das Verhalten von Hochfrequenzsignalen, auch bei Verbindung der ersten Steuersignalleitung 2 mit der Verbindungsstelle.
Da die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab mit dem Kondensator 42 über die hochohmige λ/4-Leitung 41 mit der Länge λ/4 verbunden ist, ist die Impedanz aus Sicht von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab zum Filter 40 unendlich groß (∞ Ω).
Daher fließt das Hochfrequenzsignal RF nicht von der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab zum Filter 40.
Das zuvor beschriebene Filter 40 ist auch eine Art einer Vorspannung T und arbeitet als Bandsperrfilter.
Nachfolgend wird eine dritte Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 beschrieben. 11(A), 11(B) und 11(C) zeigen eine solche dritte Anordnung. 11(A) ist ein Schaltbild der dritten Anordnung, und 11(B) und 11(C) sind Draufsichten auf die dritte Anordnung.
Gemäß 11(A) kann ein Filter 50 mit einem induktiven Element als erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 verwendet werden. Insbesondere kann ein Spiralinduktor 51 gemäß 11(B) oder ein Mäanderleitungsinduktor 52 als erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 verwendet werden.
Diese induktiven Schaltungselemente zeigen eine niedrige Impedanz in einem Gleichspannungs- und Niederfrequenzbereich, aber eine hohe Impedanz in einem Hochfrequenzbereich. Daher arbeiten diese induktiven Schaltungselemente als Tiefpaßfilter, wobei eine Grenzfrequenz niedriger als die Frequenz des Hochfrequenzsignals RF ist.
Nicht nur ein solches Element mit verteilten Konstanten, sondern auch ein Element mit konzentrierten Konstanten, z. B. eine Spule, kann als extern zugefügtes Bauelement verwendet werden.
Ferner kann als Tiefpaßfilter auch ein Filter einer weiteren Art genutzt werden, z. B. eines mit kaskadierten mehrstufigen Leitungen, wobei jede Leitung jeweils eine unterschiedliche charakteristische Impedanz hat.
Nachfolgend wird eine vierte Anordnung der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 beschrieben. 12(A) und 12(B) zeigen eine solche vierte Anordnung. 12(A) ist ein Schaltbild der vierten Anordnung, und 12(B) ist eine Draufsicht auf die vierte Anordnung.
Gemäß 12(A) kann ein Widerstandselement 61 als erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 in Reihe mit der ersten Steuersignalleitung 2 eingefügt sein, um zu verhindern, daß das Hochfrequenzsignal RF in die erste Steuersignalleitung 2 fließt.
Der Wert der Impedanz des Widerstandselements 61 kann mindestens das Doppelte der charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b betragen, sollte aber vorzugsweise mindestens das Zwanzigfache der charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b betragen. Haben insbesondere die charakteristischen Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b einen allgemeinen Wert von 50 Ω, so ist die Impedanz des Widerstandselements 61 allgemein mit mindestens 1 kΩ festgelegt.
Da bei der so bestimmten Impedanz des Widerstandselements 61 dieses nicht an die Impedanzen der Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b angepaßt ist, wird das Hochfrequenzsignal RF daran gehindert, in die erste Steuersignalleitung 2 auszutreten.
Das Widerstandselement 61 kann durch ein Verfahren zur Bildung eines Dünnfilm-Widerstandselements mit Vakuumverdampfung oder Sputtern oder ein Verfahren zur Verwendung einer n- oder n⁺-Halbleiterschicht hergestellt sein.
Sind die Filter 30, 40, 50 von 9(A) und 9(B) bis 11(A), 11(B), 11(C) zugefügt, um das Hochfrequenzsignal RF am Austritt in die erste Steuersignalleitung 2 zu hindern, so hat der mikromechanische Schalter erhöhte Gesamtmaße. Dagegen verhindert der Einsatz des Widerstandselements 61 von 12(A) und 12(B) wirksam, daß das Hochfrequenzsignal RF in die erste Steuersignalleitung 2 fließt, ohne die Gesamtmaße zu erhöhen.
Gemäß 13(A) und 13(B) kann das Widerstandselement 61 parallel zur ersten Steuersignalleitung 2 geschaltet sein, d. h. ein Ende des Widerstandselements 61 kann mit der ersten Steuersignalleitung 2 verbunden sein, und das andere Ende kann offen sein. Eine solche Anordnung verhindert auch wirksam das Auftreten von Resonanz.
In 8 bis 13(A) und 13(B) ist die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 auf den mikromechanischen Schalter von 2(A) bis 2(D) angewendet. Allerdings kann die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 auf den mikromechanischen Schalter von 7(A) und 7(B) angewendet sein, was die gleichen vorteilhaften Wirkungen bietet.
Dritte Ausführungsform
14 ist ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der mikromechanische Schalter von 14 ähnelt dem mikromechanischen Schalter von 8 mit der Ausnahme, daß der Ausleger 11 über die Hochfrequenz-Signalleitung 1b, eine zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a und eine zweite Steuersignalleitung 2a geerdet ist. Wie bei der Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 dient die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a zum Blockieren des Durchgangs des Hochfrequenzsignals RF.
Mit dem so geerdeten Ausleger 11 können elektrische Ladungen, die am Ausleger 11 durch elektrostatische Induktion erzeugt werden, wenn eine Spannung beginnt, an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab anzuliegen, schnell geladen werden, und die gespeicherten elektrischen Ladungen können schnell entladen werden, wenn das Anlegen der Spannung gestoppt wird. Daher vollführt der mikromechanische Schalter einen stabilen Schaltbetrieb und hat eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit.
Da die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a zum Blockieren des Durchgangs des Hochfrequenzsignals RF mit der zweiten Steuersignalleitung 2a verbunden ist, tritt das Hochfrequenzsignal RF nicht aus der Hochfrequenz-Signalleitung 1b zur zweiten Steuersignalleitung 2a aus. Daher leidet der mikromechanische Schalter nicht unter den Problemen eines erhöhten Einfügungsverlusts und einer Beeinträchtigung der Hochfrequenzkennwerte.
Die Filter 30, 40, 50 und das Widerstandselement 61 zur Verwendung als erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 können als zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a verwendet werden.
15(A) und 15(B) zeigen einen mikromechanischen Schalter, in dem die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a ein Filter 30a aufweist, das mit dem Filter 30 identisch ist. Eine hochohmige λ/4-Leitung 31a entspricht der hochohmigen λ/4-Leitung 31 und hat ein Ende, das mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1b verbunden ist. Eine niederohmige λ/4-Leitung 32a entspricht der niederohmigen λ/4-Leitung 32 und hat ein Ende, das mit dem anderen Ende der hochohmigen λ/4-Leitung 31a verbunden ist. Das andere Ende der niederohmigen λ/4-Leitung 32a ist offen. Eine Verbindungsstelle 33a zwischen den Leitungen 31a, 32a ist mit einer Erde 3a über die zweite Steuersignalleitung 2a verbunden.
16(A) und 16(B) zeigen einen mikromechanischen Schalter, in dem die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a ein Widerstandselement 61a aufweist, das mit dem Widerstandselement 61 identisch ist. Das Widerstandselement 61a ist in Reihe in der zweiten Steuersignalleitung 2a eingefügt, die mit der Erde 3a verbunden ist.
Weisen sowohl die erste als auch die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, 4a Filter auf, die mit dem Filter 40 identisch sind, so können die erste und zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, 4a eine vereinfachte Struktur haben. 17(A) und 17(B) zeigen einen mikromechanischen Schalter, in dem sowohl die erste als auch die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, 4a jeweilige Filter aufweisen, die mit dem Filter 40 identisch sind. 17(A) ist ein Schaltbild des mikromechanischen Schalters, und 17(B) ist eine Draufsicht auf den mikromechanischen Schalter.
Gemäß 17(B) kann der mikromechanische Schalter durch Verbinden der Hochfrequenz-Signalleitung 1b des mikromechanischen Schalters von 10(B) mit der Masseelektrode 43 über eine hochohmige λ/4-Leitung 41a realisiert sein. Die hochohmige λ/4-Leitung 41a hat eine Struktur, die mit der hochohmigen λ/4-Leitung 41 identisch ist, die die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und die Elektrode 44 miteinander verbindet.
In 17(A) bilden die hochohmige λ/-Leitung (erste hochohmige Leitung) 41, der Kondensator 42 und die Erde 43 gemeinsam die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4.
Die hochohmige λ/4-Leitung (zweite hochohmige Leitung) 41a, die mit der Erde 43 verbunden ist, bildet die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a.
Durch solches gemeinsames Benutzen von Komponenten zwischen der ersten und zweiten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, 4a ist der mikromechanische Schalter verkleinert.
In 15(A) und 15(B) bis 17(A) und 17(B) haben die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 und zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a eine identische Struktur. Allerdings können sich die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4 und zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a in der Struktur voneinander unterscheiden.
Obwohl nicht gezeigt, kann die Hochfrequenz-Signalleitung 1b des mikromechanischen Schalters von 7(A) und 7(B) über die zweite Steuersignalleitung 2a geerdet sein, und die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a kann mit der so geerdeten zweiten Steuersignalleitung 2a verbunden sein.
Vierte Ausführungsform
18 ist ein Schaltbild eines mikromechanischen Schalters gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Jene Teile in 18, die mit denen in 14 identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nachfolgend nicht näher beschrieben.
Der mikromechanische Schalter von 18 unterscheidet sich vom mikromechanischen Schalter von 14 dadurch, daß ein Kondensator 15a in die Hochfrequenz-Signalleitung 1b eingefügt und eine Konstantspannungsquelle 3b mit einer Verbindungsstelle zwischen einem Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1b und dem Kondensator 15a verbunden ist, d. h. mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1b über die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4a und die zweite Steuersignalleitung 2a.
Wie beim Kondensator 15 weist der Kondensator 15a einen Isolierfilm aus Siliziumdioxid (SiO₂) o. ä. auf, der zwischen senkrecht übereinanderliegenden Enden von Hochfrequenz-Signalleitungen 1ba, 1bb eingefügt ist. Der Kondensator 15a fungiert als dritte Isoliereinrichtung zum galvanischen Isolieren einer weiteren Mikrowellenschaltung (nicht gezeigt), die mit der Hochfrequenzleitung 1bb verbunden ist, von der Hochfrequenzleitung 1ba. Alternativ kann ein Koppelkondensator, der zu einer weiteren Mikrowellenschaltung gehört, die mit der Hochfrequenz-Signalleitung 1bb verbunden ist, als dritte Isoliereinrichtung verwendet werden.
Ist die Hochfrequenz-Signalleitung 1b offen, so dient ein Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1b als dritte Isoliereinrichtung.
Der Kondensator 15a und der Isolierfilm 14 auf dem Ausleger 11 isolieren die Hochfrequenz-Signalleitung 1ba von den Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1bb und anderen Mikrowellenschaltungen (nicht gezeigt), die mit den Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1bb galvanisch verbunden sind. Daher wird die Gleichspannung auf der Hochfrequenz-Signalleitung 1ba auf einem Ausgangsspannungspegel der Konstantspannungsquelle 3b gehalten.
Die Ausgangsspannung von der Konstantspannungsquelle 3b hat eine entgegengesetzte Polarität zum Steuersignal, das von der Steuervorrichtung 3 ausgegeben wird. Ist das Steuersignal durch positive EIN/AUS-Spannungspegel dargestellt, so gibt die Konstantspannungsquelle 3b eine negative Konstantspannung aus.
Da der Ausleger 11 auf der Grundlage des Steuersignals arbeiten muß, ist die Ausgangsspannung von der Konstantspannungsquelle 3b auf einen Wert eingestellt, der allein nicht den Ausleger 11 betätigt. Für den Ausleger 11, der zum Betrieb mit dem Steuersignal von 40 V in 2(A) bis 2(D) gestaltet ist, ist die Ausgangsspannung von der Konstantspannungsquelle 3b z. B. auf etwa –20 V eingestellt.
Bei einer voreingestellten Spannung, die am Ausleger 11 anliegt, läßt sich die Größe der Spannung des Steuersignals reduzieren. Im o. g. Beispiel kann der Ausleger 11 durch Anlegen eines EIN/AUS-Signals mit 20 V als Steuersignal an der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab betätigt werden.
Liegt eine große Spannung als Steuersignal an, kann ein Spannungsstoß auftreten, oder Rauschen auf der Grundlage schneller Spannungsänderungen kann ausgeprägt werden. Indes kann der mikromechanische Schalter von 18 diese Probleme lösen, da die Größe der Spannung des Steuersignals reduziert sein kann.
Die erste und zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung 4, 4a können eine Struktur haben, die mit denen in der ersten und zweiten Ausführungsform identisch ist.
Fünfte Ausführungsform
Der erfindungsgemäße mikromechanische Schalter kann auf dem Substrat 10 mit anderen Verschaltungen ausgebildet sein oder kann teilweise oder vollständig als Chip verkappt und auf dem Substrat 10 montiert sein, was eine Mikrowellenschaltung (oder Millimeterwellenschaltung) erzeugt.
Schaltungseinheiten werden auf einem Substrat in einem Halbleiterherstellungsverfahren ausgebildet, dann einzeln abgeschnitten und anschließend als mikromechanische Schalter auf den jeweiligen Substraten 10 montiert. Ein solches Verfahren wird als Verfahren zum Verkappen eines mikromechanischen Schalters als Chip bezeichnet.
19(A) und 19(B) sind Draufsichten auf den mikromechanischen Schalter von 9(A) und 9(B), der als Chip aufgebaut und auf dem Substrat 10 montiert ist.
In 19(A) sind ein Ende 1b' der Hochfrequenz-Signalleitung 1b, der Ausleger 11, die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab, der Kondensator 15 und ein Ende 1aa' der Hochfrequenz-Signalleitung 1aa als Chip 71 aufgebaut.
Auf dem Substrat 10 wurden Abschnitte der Hochfrequenz-Signalleitungen 1aa, 1b mit Ausnahme ihrer Enden, die hochohmige λ/4-Leitung 31, die niederohmigen λ/4-Leitung 32 und die ersten Steuersignalleitung 2 gebildet.
Wird der Chip 71 auf dem Substrat 10 montiert, erfüllt die Anordnung die gleichen Funktionen wie der mikromechanischen Schalter von 9(A) und 9(B).
In 19(B) sind das Ende 1b' der Hochfrequenz-Signalleitung 1b, der Ausleger 11 und ein Ende 1ab' der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab als Chip 72 aufgebaut.
Auf dem Substrat 10 wurden die Hochfrequenz-Signalleitung 1aa, Abschnitte der Hochfrequenz-Signalleitungen 1ab, 1b mit Ausnahme ihrer Enden, die hochohmige λ/4-Leitung 31, die niederohmigen λ/4-Leitung 32 und die ersten Steuersignalleitung 2 gebildet.
Sind der Chip 72 und ein Chipkondensator 73 als Kondensator 15 auf dem Substrat 10 montiert, erfüllt die Anordnung die gleichen Funktionen wie der mikromechanischen Schalter von 9(A) und 9(B).
Da bei den als Chips aufgebauten mikromechanischen Schaltern von 19(A) und 19(B) die Chips 71, 72 einzeln auf Fehler geprüft werden können, läßt sich die Ausbeute von Gesamtschaltungen erhöhen, in denen die mikromechanischen Schalter verwendet werden.
Sechste Ausführungsform
Im mikromechanischen Schalter von 2(A) bis 2(D) werden Isolierfilme 14, 14a, die zwischen der Unterseite des distalen Endes des Arms 13 und der Oberseite des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab angeordnet sind, als zweite Isoliereinrichtung verwendet, die für eine kapazitive Kopplung zwischen den Hochfrequenz-Signalleitungen 1a, 1b sorgt. Allerdings kann die zweite Isoliereinrichtung ohne Verwendung dieser Isolierfilme 14, 14a aufgebaut sein.
20 ist eine Draufsicht auf eine weitere Anordnung der zweiten Isoliereinrichtung. 21(A) und 21(B) sind Querschnittansichten der zweiten Isoliereinrichtung in einem normalen Zustand. 21(A) ist eine Querschnittansicht an der Linie XX(A)-XX(A) von 20, und 21(B) ist eine Querschnittansicht an der Linie XX(B)-XX(B) von 20. 22(A) und 22(B) sind Querschnittansichten der zweiten Isoliereinrichtung in einem leitenden Zustand. 22(A) ist eine 21(A) entsprechende Querschnittansicht, und 22(B) ist eine 21(B) entsprechende Querschnittansicht.
Gemäß 20 sind Vorsprünge 84a, 84b auf entgegengesetzten Seiten des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab in Abstandsbeziehung zur Hochfrequenz-Signalleitung 1ab angeordnet. Gemäß 21(A) und 21(B) sind die Vorsprünge 84a, 84b etwas dicker als die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab, d. h. höher als die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab. Die Vorsprünge 84a, 84b können aus einem dielektrischen Material, einem Halbleiter oder einem Leiter hergestellt sein.
Ein Pfosten 82 ist auf dem Ende der Hochfrequenz-Signalleitung 1b angeordnet, und ein Arm 83 hat ein proximales Ende, das auf einer Oberseite des Pfostens 82 befestigt ist. Der Arm 83 erstreckt sich von der Oberseite des Pfostens 82 zu einer Position oberhalb des Endes der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab. Der Arm 83 ist an seinem distalen Ende breiter als an seinem proximalen Ende. Gemäß 20 liegt das distale Ende des Arms 83 gegenüber von beiden Vorsprüngen 84a, 84b.
Werden bei dieser Anordnung Anziehungskräfte zwischen der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und dem Arm 83 auf der Grundlage eines Steuersignals entwickelt, wird das distale Ende des Arms 83 unter den Anziehungskräften zur Hochfrequenz-Signalleitung 1ab angezogen. Die Vorsprünge 84a, 84b fungieren als Anschlag, wobei sie den Arm 83 gegen eine Abwärtsverlagerung auf der Oberseite der Vorsprünge 84a, 84b stoppen.
Hierbei ist eine dünne Luftschicht 84 zwischen der Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und dem Arm 83 gebildet. Obwohl die Luftschicht 84 die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und den Arm 83 voneinander galvanisch isoliert, sind die Hochfrequenz-Signalleitung 1ab und der Arm 83 hochfrequent miteinander gekoppelt, da die Luftschicht 84 ausreichend dünn ist.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie zuvor beschrieben wurde, ist beim erfindungsgemäßen mikromechanischen Schalter der Ausleger auf dem Ende der ersten oder der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung befestigt, und das Steuersignal wird direkt an einer der Hochfrequenz-Signalleitungen angelegt, um die Betätigung des Auslegers zu steuern. Dadurch ist ein mikromechanischer Schalter mit einfacher Struktur realisiert.
Die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung zum Blockieren des Durchgangs des durch die Hochfrequenz-Signalleitung fließenden Hochfrequenzsignals ist mit der ersten Steuersignalleitung verbunden, um so zu verhindern, daß das Hochfrequenzsignal von der Hochfrequenz-Signalleitung zur ersten Steuersignalleitung austritt. Daher ist der Einfügungsverlust des mikromechanischen Schalters verringert. Da verhindert ist, daß eine elektromagnetische Kopplung von der ersten Steuersignalleitung zu einer weiteren Hochfrequenz-Signalleitung auftritt, sind die Hochfrequenzkennwerte einer Schaltung verbessert, in der der mikromechanische Schalter zum Einsatz kommt.
Die zweite Steuersignalleitung ist mit der Hochfrequenz-Signalleitung verbunden, an der das Steuersignal nicht anliegt, und elektrische Ladungen werden über die zweite Steuersignalleitung geladen und entladen. Dadurch vollführt der mikromechanische Schalter einen stabilen Schaltbetrieb und hat eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit.
In der o. g. Anordnung ist die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung zum Blockieren des Durchgangs des durch die Hochfrequenz-Signalleitung fließenden Hochfrequenzsignals mit der zweiten Steuersignalleitung verbunden, was verhindert, daß das Hochfrequenzsignal von der Hochfrequenz-Signalleitung zur zweiten Steuersignalleitung austritt. Daher leidet der mikromechanische Schalter nicht unter den Problemen eines erhöhten Einfügungsverlusts und einer Beeinträchtigung der Hochfrequenzkennwerte.
Weisen die erste und zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung jeweils eine Vorspannung T unter Verwendung eines Kondensators auf, so benutzen sie Komponenten gemeinsam, was die Struktur des mikromechanischen Schalters einfacher macht.
Die zweite Steuersignalleitung ist mit der Hochfrequenz-Signalleitung verbunden, an der das Steuersignal nicht anliegt, und eine Spannung mit einer entgegengesetzten Polarität zum Steuersignal wird an der zweiten Steuersignalleitung angelegt. Da die Größe der Spannung des Steuersignals reduziert sein kann, verhindert man, daß ein Spannungsstoß und Rauschen auftreten.
In der o. g. Anordnung ist die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung zum Blockieren des Durchgangs des durch die Hochfrequenz-Signalleitung fließenden Hochfrequenzsignals mit der zweiten Steuersignalleitung verbunden, was verhindert, daß der mikromechanische Schalter unter den Problemen eines erhöhten Einfügungsverlusts und einer Beeinträchtigung der Hochfrequenzkennwerte leidet.

Claims

Mikromechanischer Schalter, der auf einem Substrat angeordnet ist, um auf der Grundlage eines Steuersignals zu arbeiten, mit: einer ersten und einer zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1a bzw. 1b), deren jeweilige Enden durch einen Spalt voneinander beabstandet sind; und gekennzeichnet durch: einen Ausleger (11), der am Ende der ersten oder der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung befestigt ist und sich zu einer Position oberhalb des Endes der anderen Hochfrequenz-Signalleitung erstreckt, wobei der Ausleger ein elektrisch leitendes Teil aufweist; eine erste Isoliereinrichtung (15), die in Reihe an der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1a) angeordnet ist und die Leitung in einen ersten Abschnitt (1ab) benachbart zum Spalt und einen zweiten Abschnitt (1aa) aufteilt; eine zweite Isoliereinrichtung (14), die in einem Bereich angeordnet ist, in dem der Ausleger (11) und die andere Hochfrequenz-Signalleitung einander gegenüberliegen; und eine erste Steuersignalleitung (2), die zwischen dem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1a) benachbart zum Spalt und der ersten Isoliereinrichtung (15) angeordnet ist, zum Anlegen des Steuersignals, das durch Gleichspannungspegelvariationen dargestellt ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 1, wobei die erste Isoliereinrichtung (15) einen Kondensator aufweist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 1, wobei die zweite Isoliereinrichtung (14) einen Isolierfilm aufweist, der auf einer Unterseite des Auslegers (11) und/oder einer Oberseite der anderen Hochfrequenz-Signalleitung angeordnet ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 1, ferner mit: einer ersten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung, die mit der ersten Steuersignalleitung (2) verbunden ist, zum Blockieren des Durchgangs eines durch die erste und zweite Hochfrequenz-Signalleitung (1a, 1b) fließenden Hochfrequenzsignals.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, wobei die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung aufweist: eine hochohmige Leitung mit einem Ende, das zwischen dem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung, an der die erste Isoliereinrichtung angeordnet ist, und der ersten Isoliereinrichtung (15) verbunden ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist; und eine niederohmige Leitung mit einem Ende, das mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist, und einem entgegengesetzten Ende, das offen ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die kleiner als die charakteristische Impedanz der hochohmigen Leitung ist, wobei die erste Steuersignalleitung (2) mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, wobei die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung aufweist: eine hochohmige Leitung mit einem Ende, das zwischen dem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung, an der die erste Isoliereinrichtung angeordnet ist, und der ersten Isoliereinrichtung verbunden ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist; und einen Kondensator mit einer Elektrode, die mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist, und einer weiteren Elektrode an Masse, wobei die erste Steuersignalleitung (2) mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, wobei die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung ein induktives Element aufweist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, wobei die erste Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung ein Widerstandselement mit einer Impedanz aufweist, die ausreichend größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 8, wobei das Widerstandselement in Reihe in die erste Steuersignalleitung (2) eingefügt ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 8, wobei das Widerstandselement ein Ende, das mit der ersten Steuersignalleitung (2) verbunden ist, und ein weiteres Ende hat, das offen ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, ferner mit: einer zweiten Steuersignalleitung, die mit der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b) verbunden ist, an der die erste Isoliereinrichtung (15) nicht angeordnet ist, zum Laden und Entladen elektrischer Ladungen, die durch elektrostatische Induktion erzeugt werden; und einer zweiten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung, die mit der zweiten Steuersignalleitung verbunden ist, zum Blockieren des Durchgangs des durch die erste und zweite Hochfrequenz-Signalleitung (1a, 1b) fließenden Hochfrequenzsignals.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 11, wobei die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung aufweist: eine hochohmige Leitung mit einem Ende, das mit der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b) verbunden ist, an der die erste Isoliereinrichtung (15) nicht angeordnet ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist; und eine niederohmige Leitung mit einem Ende, das mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist, und einem entgegengesetzten Ende, das offen ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die kleiner als die charakteristische Impedanz der hochohmigen Leitung ist; wobei die zweite Steuersignalleitung mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 11, wobei die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung aufweist: eine hochohmige Leitung mit einem Ende, das mit der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b) verbunden ist, an der die erste Isoliereinrichtung (15) nicht angeordnet ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist; und einen Kondensator mit einer Elektrode, die mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist, und einer weiteren Elektrode an Masse, wobei die zweite Steuersignalleitung mit dem anderen Ende der hochohmigen Leitung verbunden ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 11, wobei die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung ein induktives Element aufweist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 11, wobei die zweite Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung ein Widerstandselement mit einer Impedanz aufweist, die ausreichend größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1a, 1b) ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 15, wobei das Widerstandselement in Reihe in die zweite Steuersignalleitung eingefügt ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 15, wobei das Widerstandselement ein Ende, das mit der zweiten Steuersignalleitung verbunden ist, und ein weiteres Ende hat, das offen ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 1, ferner mit: einer ersten hochohmigen Leitung mit einem Ende, das zwischen dem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1a), an der die erste Isoliereinrichtung (15) angeordnet ist, und der ersten Isoliereinrichtung (15) verbunden ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge eines ersten oder eines zweiten Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1a, 1b) ist; einer zweiten hochohmigen Leitung mit einem Ende, das mit der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b) verbunden ist, an der die erste Isoliereinrichtung (15) nicht angeordnet ist, und mit einer Leitungslänge, die etwa 1/4 der Wellenlänge des ersten oder zweiten Hochfrequenzsignals beträgt, und einer charakteristischen Impedanz, die größer als die charakteristische Impedanz der ersten oder zweiten Hochfrequenz-Signalleitung ist; und einem Kondensator mit einer Elektrode, die mit dem anderen Ende der ersten hochohmigen Leitung verbunden ist, und einer weiteren Elektrode, die mit dem anderen Ende der zweiten hochohmigen Leitung verbunden ist; wobei das andere Ende der ersten hochohmigen Leitung mit der ersten Steuersignalleitung verbunden ist, und das andere Ende der zweiten hochohmigen Leitung mit Masse verbunden ist.
Mikromechanischer Schalter nach Anspruch 4, ferner mit: einer dritten Isoliereinrichtung, die an der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b) angeordnet ist, an der die erste Isoliereinrichtung (15) nicht angeordnet ist; einer zweiten Steuersignalleitung, die zwischen dem Ende der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung (1b), an der die dritte Isoliereinrichtung angeordnet ist, und der dritten Isoliereinrichtung verbunden ist, zum Anlegen einer Konstantspannung mit einer entgegengesetzten Polarität zum Steuersignal; und einer zweiten Hochfrequenzsignal-Blockiereinrichtung, die mit der zweiten Steuersignalleitung verbunden ist, zum Blockieren des Durchgangs des durch die erste und zweite Hochfrequenz-Signalleitung (1a bzw. 1b) fließenden Hochfrequenzsignals; wobei die Anordnung so ist, daß eine Gleichspannung zwischen der zweiten und dritten Isoliereinrichtung auf dem Pegel der Konstantspannung gehalten wird.
Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Schalters nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Verwendung in einer Millimeterwellenschaltung und einer Mikrowellenschaltung mit den folgenden Schritten: auf einem Substrat erfolgendes Bilden einer ersten Hochfrequenz-Signalleitung, einer zweiten Hochfrequenz-Signalleitung mit einem Ende, das von einem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung beabstandet ist, und einer Steuersignalleitung, die mit der ersten Hochfrequenz-Signalleitung verbunden ist; Bilden einer Opferschicht (23) in mindestens einem Bereich, der sich von einem Spalt zwischen der ersten und zweiten Hochfrequenz-Signalleitung zum Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung erstreckt; Bilden eines zweiten Isolierfilms (14) auf einem Abschnitt der Opferschicht, der gegenüber dem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1ab) benachbart zum Spalt liegt, und eines ersten Isolierfilms auf dem anderen Ende des ersten Abschnitts der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1ab); Bilden eines Auslegers aus Metall in einem Bereich, der sich vom Ende der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung benachbart zum Spalt zum ersten Isolierfilm auf der Opferschicht erstreckt, und des zweiten Abschnitts (1aa) der ersten Hochfrequenz-Signalleitung, der sich von einer Oberseite des ersten Isolierfilms auf das Substrat erstreckt; und Entfernen der Opferschicht.
Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Schalters nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Verwendung in einer Millimeterwellenschaltung und einer Mikrowellenschaltung mit den folgenden Schritten: auf einem Substrat erfolgendes Bilden einer ersten Hochfrequenz-Signalleitung, einer zweiten Hochfrequenz-Signalleitung mit einem Ende, das von einem Ende der ersten Hochfrequenz-Signalleitung beabstandet ist, und einer Steuersignalleitung, die mit der ersten Hochfrequenz-Signalleitung verbunden ist; Bilden einer Opferschicht in mindestens einem Bereich, der sich von einem Spalt zwischen der ersten und zweiten Hochfrequenz-Signalleitung zum Ende der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung erstreckt; Bilden eines zweiten Isolierfilms (14) auf einem Abschnitt der Opferschicht, der dem Ende der zweiten Hochfrequenz-Signalleitung benachbart zum Spalt gegenüber liegt, und eines ersten Isolierfilms (16) auf dem anderen Ende des ersten Abschnitts der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1ab) entgegengesetzt zum Spalt; Bilden eines Auslegers aus Metall in einem Bereich, der sich vom Ende des ersten Abschnitts der ersten Hochfrequenz-Signalleitung (1ab) benachbart zum Spalt zum ersten Isolierfilm auf der Opferschicht erstreckt, und des zweiten Abschnitts (1aa) der ersten Hochfrequenz-Signalleitung, der sich von einer Oberseite des ersten Isolierfilms auf das Substrat erstreckt; und Entfernen der Opferschicht.