(57)【要約】  可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を極力抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供する。ＭＥＭＳスイッチ１０-1は、両信号層１６及び１７が導通していない状態において、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間に形成される寄生容量、並びに、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間に形成される寄生容量を抑制するための、寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、ＲＰＣ１２及びＲＰＣ１３を備える。【選択図】図３
2012043464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に第１固定端子が形成された第１信号層と、
端部に第２固定端子が形成された第２信号層と、
半導体材料から成るレバー主層を有する可撓レバーと、
該可撓レバーに設けられ、少なくとも一部分が前記第１固定端子及び前記第２固定端子と対向する可動端子と、
前記可動端子が前記第１固定端子及び前記第２固定端子に接触するように前記可撓レバーを所定方向に撓ませるアクチュエータと、
前記可動端子及び前記レバー主層を貫いて形成された少なくとも１個の切り欠きまたは孔から成る第１寄生容量抑制部と、
前記第１固定端子を貫いて形成された少なくとも１個の孔または切り欠きから成る第２寄生容量抑制部と、
を備え、
前記第２寄生容量抑制部は前記可動端子を介して前記レバー主層と向き合うように構成されたＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
前記第２固定端子を貫いて形成された少なくとも１個の孔または切り欠きから成る第３寄生容量抑制部をさらに備え，前記第３寄生容量抑制部は前記可動端子を介して前記レバー主層と向き合うように構成された請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
長さ方向端部に第１固定端子が形成された第１信号層と、
長さ方向端部に第２固定端子が形成された第２信号層と、
半導体材料から成るレバー主層を有する可撓レバーと、
第１の線状導体及び第２の線状導体から成り、前記可撓レバーに設けられた可動端子と、
駆動電圧の印加により作動し、前記可撓レバーを所定方向に撓ませるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の一方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の一方の端部と対向するように配置され、
前記第２の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の他方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の他方の端部と対向するように配置され、
前記アクチュエータは、前記駆動電圧が印加されたときに、前記第１の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記一方の端部と接触するとともに前記第１の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記一方の端部と接触し、且つ、前記第２の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記他方の端部と接触するとともに前記第２の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記他方の端部と接触するように前記可撓レバーを撓ませるように構成され、
前記可撓レバーは、前記駆動電圧の印加時に、前記第１の線状導体、第２の線状導体、前記第１固定端子の長さ方向端部、前記第２固定端子の長さ方向端部で囲まれる囲繞領域に対応する部分全体に形成された貫通孔又は切り欠きから成る寄生容量抑制部を有するＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
前記可撓レバーの前記囲繞領域に相当する部分に、前記貫通孔又は前記切り欠きを覆う高抵抗膜を設けた請求項３に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも直線状に形成される請求項３又は４に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項６】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体が平行に配置される請求項５に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項７】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも円弧状に形成される請求項３又は４に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項８】
一端が前記第１の線状導体に接続されるとともに他端が前記第２の線状導体に接続された第３の線状導体をさらに有する請求項３〜７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチ、特に、ダイレクトコンタクトタイプのＭＥＭＳスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイレクトコンタクトタイプのＭＥＭＳスイッチは、一般に、可撓レバーと、可撓レバーに設けられた可動端子と、第１信号層と、第１信号層の端部から成る第１固定端子と、第２信号層と、第２信号層の端部から成る第２固定端子と、可撓レバーを所定方向に撓ませて可動端子を両固定端子に接触させるための駆動アクチュエータとを備えている。このようなＭＥＭＳスイッチは、例えば、特開２０００−１４９７５１号公報、特開２００８−０５３０７７号公報、及び特開２００９−２５２５９８号公報に開示されている。【０００３】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）はこの種のＭＥＭＳスイッチの例を示すものである。図示のとおり、ベース層１及び絶縁層２には所定形状の貫通孔１ａ及び２ａが穿設されている。ベース層１の一部及び絶縁層２の一部によって、レバー主層１ｂとその上に存する絶縁層２ｂとから成る可撓レバーＦＬが形成されている。また、第１固定端子４ａと第２固定端子５ａとは、各端子の長手方向において互いに離れて配置されている。したがって、第１固定端子４ａと第２固定端子５ａとの間にはギャップＧＡ１が存在する。また、両固定端子４ａ及び５ａは、可動端子３からクリアランスＣＬ１だけ離れるように配置される。【０００４】
図１（Ｃ）は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）のＭＥＭＳスイッチにおいて、第１信号層４と第２信号層５を導通させた状態を示す。図１（Ｂ）に示す状態において駆動アクチュエータ（不図示）に電圧を印加することにより、可撓レバーＦＬを上方に撓ませて可動端子３を両固定端子４ａ及び５ａに接触させることができ、これにより第１信号層４と第２信号層５とが、可動端子３を介して電気的に接続される。一方、導通状態の両信号層４及び５を図１（Ｂ）に示した非導通状態に戻すには、駆動アクチュエータへの電圧印加を停止することで可撓レバーＦＬを元の位置に復元させ、可動端子３を両固定端子４ａ及び５ａから離反させる。【０００５】
ところで、可撓レバーの撓み及び復元を利用して導通状態と非導通状態の切り替えを行うＭＥＭＳスイッチにあっては、繰り返しの撓み及び復元に耐え得る材料を該可撓レバーのレバー主層に用いる必要がある。【０００６】
この可撓レバーのレバー主層には、一般に、単結晶ケイ素や多結晶ケイ素等の半導体材料の他、窒化ケイ素や酸化ケイ素等の絶縁体材料が用いられているが、先に述べた繰り返しの撓み及び復元を長期に及んで的確に行うには、該撓み及び復元に適した曲げ強度や弾性等を有する材料、具体的には、単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料を用いるほうが望ましいことが実験等により明らかにされている。【０００７】
しかしながら、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いると、第１固定端子４ａ及び第２固定端子５ａのそれぞれとレバー主層１ｂとの間に寄生容量ＰＣ１及びＰＣ２が形成されるため、非導通状態においても高周波信号が第１固定端子４ａ及び第２固定端子５ａへ漏れ出し、アイソレーション（遮断特性）悪化に繋がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、可撓レバーと、該可撓レバーに設けられた可動端子と、第１信号層と、該第１信号層の端部から成る第１固定端子と、第２信号層と、該第２信号層の端部から成る第２固定端子と、前記可撓レバーを所定方向に撓ませることによって前記可動端子を前記両固定端子に接触させて前記両信号層を導通状態とするための駆動アクチュエータとを備え、前記可撓レバーが半導体材料から成るレバー主層を有するＭＥＭＳスイッチであって、前記両信号層が導通していない状態において、前記可撓レバーのレバー主層と前記第１固定端子との間に形成される寄生容量と、前記可撓レバーのレバー主層と前記第２固定端子との間に形成される寄生容量の少なくとも一方を抑制するための寄生容量抑制部を備える。【００１０】
本発明にあっては、前記寄生容量抑制部の存在によって、前記可撓レバーのレバー主層と前記第１固定端子との間に形成される寄生容量と、前記可撓レバーのレバー主層と前記第２固定端子との間に形成される寄生容量の少なくとも一方を抑制することができるため、該寄生容量を原因として、前記両信号層が導通していない状態において、第１固定端子からレバー主層に高周波信号が漏れ、且つ、該レバー主層から第２固定端子に高周波信号が漏れること、つまり、非導通状態におけるアイソレーションが悪化することを極力抑制することができる。【００１１】
即ち、可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合に生じ得るアイソレーションの悪化を極力抑制できるため、該レバー主層に半導体材料を用いることにより得られる動作上の利点を十分に生かして、動作上及び機能上で優れたＭＥＭＳスイッチを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合でもアイソレーションの悪化を抑制できるＭＥＭＳスイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、従前のＭＥＭＳスイッチの具体構造例を示す部分上面図；図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＳ１−Ｓ１線に沿う断面図；図１（Ｃ）は、両信号層が導通した状態を示す断面図である。
【図２】図２は、可動端子が設けられた可撓レバーのレバー主層に半導体材料を用いた場合において、両信号層が導通していない状態におけるアイソレーション（遮断特性）が悪化する現象の説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図４】図４は、図３のＳ１１−Ｓ１１線に沿う断面図である。
【図５】図５は、図３のＳ１２−Ｓ１２線に沿う断面図である。
【図６】図６は、図３のＳ１３−Ｓ１３線に沿う断面図である。
【図７】図７は、図３から第１信号層及び第２信号層を除外した上面図である。
【図８】図８は、図４の要部拡大図である。
【図９】図９は、両信号層が導通した状態を示す図８対応の断面図である。
【図１０】図１０は、図３に示したＭＥＭＳスイッチの第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。
【図１１】図１１は、図３と図１０に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第１寄生容量抑制部の変形例を示す図；図１２（Ｂ）は第１寄生容量抑制部の他の変形例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、第２寄生容量抑制部の変形例を示す図；図１３（Ｂ）は第２寄生容量抑制部の他の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図１５】図１５は、図１４のＳ２１−Ｓ２１線に沿う断面図である。
【図１６】図１６は、図１４に示したＭＥＭＳスイッチの第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１４と図１６に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図１９】図１９は、図１８のＳ３１−Ｓ３１線に沿う断面図である。
【図２０】図２０は、図１８に示したＭＥＭＳスイッチの第１寄生容量抑制部を小径にした例を示す図である。
【図２１】図２１は、図１８と図２０に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、両信号層が導通していない状態における信号周波数とアイソレーション値との関係を示す図である。
【図２２】図２２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示す図；図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＳ４１−Ｓ４１線に沿う断面図；図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）のＳ４２−Ｓ４２線に沿う断面図である。
【図２３】線状導体の変形例を示す図である。
【図２４】線状導体の他の変形例を示す図である。
【図２５】線状導体の他の変形例を示す図である。
【図２６】本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図である。
【図２７】図２２に示すＭＥＭＳスイッチの非導通時におけるアイソレーション特性の測定結果を示すグラフである。
【図２８】図２２に示すＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示すグラフである。
【図２９】図２９（Ａ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図であり、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）のＳ４３−Ｓ４３線に沿う断面図を示し、図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）は本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。
【図３０】図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路図を示す。
【図３１】等価回路シミュレータより算出した図３０に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路における非導通時のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す。
【図３２】図２９（Ａ）のＭＥＭＳスイッチのアイソレーション特性の実験結果を示す。
【図３３】図２９（Ａ）のＭＥＭＳスイッチの挿入損失の実験結果を示す。
【図３４】図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチにおける線状導体の線幅とアイソレーション特性の関係を示す図。
【図３５】図２９（Ａ）に示すＭＥＭＳスイッチにおける線状導体の線幅と挿入損失の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３〜図７は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-1を示す。本明細書においては、説明の便宜上、図３の上、下、左、右、手前、奥をそれぞれ前、後、左、右、上、下と称し、他の図のこれらに相当する向きも同様に称することがある。このＭＥＭＳスイッチ１０-1は、第１ベース層１１と、第１絶縁層１２と、第２ベース層１３と、第２絶縁層１４と、可撓レバーＦＬと、可撓レバーＦＬに設けられた可動端子１５と、第１信号層１６と、第２信号層１７と、下側電極層１８、圧電体層１９及び上側電極層２０から成る一対の圧電アクチュエータＰＡと、圧電アクチュエータＰＡ用の第１制御端子２１及び第２制御端子２２とを備えている。第１信号層１６の端部には第１固定端子１６ａが形成されており、第２信号層１７の端部には第２固定端子１７ａが形成されている。
【００１５】
第１ベース層１１は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料から成り、矩形状輪郭の貫通孔１１ａを有する。この第１ベース層１１の上下寸法（厚さ）は概ね２〜２０μｍである。
【００１６】
第１絶縁層１２は酸化ケイ素等の絶縁体材料から成り、熱酸化法等によって、第１ベース層１１の上面に形成されていて、貫通孔１１ａと同一サイズの貫通孔１２ａを有している。この第１絶縁層１２の上下寸法（厚さ）は概ね０．５〜１０μｍである。
【００１７】
第２ベース層１３は単結晶ケイ素や単結晶炭化ケイ素等の半導体材料から成り、熱拡散接合法等によって、第１絶縁層１２の上面に形成されている。この第２ベース層１３の上下寸法（厚さ）は概ね２〜１０μｍである。
【００１８】
第２絶縁層１４は酸化ケイ素や窒化ケイ素等の絶縁体材料から成り、熱酸化法やＣＶＤ法等によって、第２ベース層１２の上面に形成されている。この第２絶縁層１４の上下寸法（厚さ）は概ね０．５〜１μｍである。
【００１９】
第２ベース層１３には、左右方向に延びる細長い２つの貫通孔１３ａが形成され、また、絶縁層１４の貫通孔１３ａと対応する位置には、細長い２つの貫通孔１４ａが形成される。第２ベース層１３において貫通孔１３ａで挟まれた部分をレバー主層１３ｂと称し、絶縁層１４において貫通孔１４ａで挟まれた部分をレバー絶縁層１４ｂと称する。このレバー主層１３ｂとレバー絶縁層１４ｂとにより可撓レバーＦＬが構成されている。この可撓レバーＦＬの前後寸法（幅）は概ね５０〜５００μｍであり、上下寸法（厚さ）は、概ね２〜２０μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね５０〜５００μｍである。
【００２０】
また、レバー主層１３ｂには、貫通孔１３ａと垂直な方向に延びる２つの貫通孔１３ｃが形成されており、また、絶縁層１４ｂにおいて２つの貫通孔１３ｃに相当する位置には貫通孔１４ｃがそれぞれ形成されている。レバー主層１３ｂにおいて、この２つの貫通孔１３ｃの間には、２つの貫通孔１３ａのそれぞれから２つの貫通孔１３ｃと平行に延びる貫通孔１３ｄが形成される。同様に、レバー絶縁層１４ｂにおいて、２つの貫通孔１４ｃの間には、２つの貫通孔１４ａからそれぞれ２つの貫通孔１４ｃと平行に延びる貫通孔１４ｄが形成される。２つの貫通孔１３ｄは、それらの間に狭幅部分１３ｅが残るように形成される。同様に、２つの貫通孔１４ｄは、それらの間に狭幅部分１４ｅが残るように形成される。狭幅部分１３ｅと狭幅部分１４ｅとを総称して、単に狭幅部分、又は可撓レバーＦＬの狭幅部分と称することがある。
【００２１】
図示のとおり、上述した２つの貫通孔１３ａ、２つの貫通孔１４ａ、レバー主層１３ｂ、レバー絶縁層１４ｂ、２つの貫通孔１３ｃ、２つの貫通孔１４ｃ、２つの貫通孔１３ｄ、２つの貫通孔１４ｄ、及び狭幅部分１３ｅ、１４ｅは、それぞれ左右対称に一組ずつ形成される。可撓レバーＦＬにおいて、貫通孔１３ｃ、１４ｃ、及び狭幅部分から成る一組の領域をヒンジ部ＦＬａと称し、各ヒンジ部ＦＬａよりも後述の制御端子２１側にある一組の矩形領域をそれぞれ可撓部ＦＬｂと称し、両ヒンジ部ＦＬａで挟まれる中央の矩形領域を変位部ＦＬｃと称する。
【００２２】
可動端子１５は金や金−ニッケル合金や金−ルテニウム合金等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や真空蒸着法や電解メッキ法等によって、可撓レバーＦＬの変位部ＦＬｃの上面（絶縁層１４ｂの上面）に該変位部ＦＬｃよりも小さな矩形状輪郭で形成されている。この可動端子１５の上下寸法（厚さ）は概ね０．１〜５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）はともに概ね２０〜４５０μｍである。
【００２３】
この可動端子１５は単層から形成されてもよく、複数層から形成されてもよい。一実施形態における可動端子１５は、例えば、ＤＣスパッタリング法によって厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層を形成し、同法によってその上に厚さ約０．１５μｍの金層を形成した２層構造を有する。かかる製造方法により、可動端子１５を密着性よく絶縁層１４ｂの上面に形成できる。可動端子１５は、３層以上の層から形成してもよい。
【００２４】
また、可動端子１５及び変位部ＦＬｃの４隅には、Ｃ字形状の輪郭を有する切り欠きがそれぞれ設けられている。本明細書において、この切り欠きを第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１と称することがある。この第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は、変位部ＦＬｃを構成するレバー主層１３ｂ及び絶縁層１４ｂ並びに可動端子１５を上下方向に貫いて形成される。第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は、可動端子１５及び変位部ＦＬｃを形成するフォトリソグラフィ工程においてＣ字形の切り欠きパターンを用いることによって、形成される。前側２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は第１固定端子１６ａと向き合う位置に在り、且つ、後側２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１は第２固定端子１７ａと向き合う位置に在る。各第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１を円として見た場合の直径は概ね５〜７０μｍである。
【００２５】
第１信号層１６は金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や電解メッキ法等によって、第２絶縁層１４に接合した第１平坦部分と、該第１平坦部分の端縁から起立する第２平坦部分と、該第２平坦部分の一方の端縁から第１平坦部分と平行に延びる第３平坦部分とを有するように形成されている。この第３平坦部分が第１固定端子１６ａと成る。
【００２６】
同様に、第２信号層１７は金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法や電解メッキ法等によって、第２絶縁層１４に接合した第１平坦部分と、該第１平坦部分の端縁から起立する第２平坦部分と、該第２平坦部分の端縁から第１平坦部分と平行に延びる第３平坦部分とを有するように形成される。この第３平坦部分が第２固定端子１７ａと成る。一態様において、第２信号層１７は、第１信号層１６と前後対称に形成される。
【００２７】
第１固定端子１６ａの左右方向（幅方向）の中央には、円形状輪郭の貫通孔から成る第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２が形成されている。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２は、該第１固定端子１６ａを形成するフォトリソグラフィ工程時に円形状輪郭の孔パターンを用いることによって、第１固定端子１６ａを上下方向に貫いて形成される。該第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２は、可動端子１５を介してその下側のレバー主層１３ｂと向き合う位置に在る。この第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２の直径は概ね５〜７０μｍである。同様に、第２固定端子１７ａには、円形状輪郭の孔から成る第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が形成される。
【００２８】
第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの下面の一部は、可動端子１５の上面の一部とクリアランスＣＬ１１（図８を参照）だけ離れて略平行に向き合っている。第１信号層１６及び第２信号層１７の上下寸法（厚さ）は概ね２〜１０μｍであり、左右寸法（幅）は概ね５０〜４００μｍであり、第１固定端子１６ａの前後寸法（長さ）は概ね１００〜５００μｍである。第２固定端子１７ａの端縁は、ギャップＧＡ１１を介して第１固定端子１６ａの端縁と略平行に向き合っている。一態様において、ギャップＧＡ１１の寸法は概ね２〜５０μｍである。
【００２９】
第１信号層１６及び第２信号層１７は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。例えば、第１信号層１６及び第２信号層１７はそれぞれ、ＤＣスパッタリング法等によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層と、これらの層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層と、この金層の上に電解メッキ法によって形成される厚さ約１０μｍの金層または銅層とを有する３層構造としてもよい。ＤＣスパッタリング法を用いることにより、第１信号層１６は、第２絶縁層１４の上面に密着性よく形成される。ＤＣスパッタリング法により銅層を形成し、この銅層の上に無電解フラッシュメッキ法によって金層を形成し、銅層の酸化を防止するようにしても良い。
【００３０】
下側電極層１８は、白金やルテニウム等の高導電性材料から成る。下側電極層１８は、例えば、第２絶縁層１４における一組の可撓レバーＦＬの可撓部ＦＬｂの各々の上面（絶縁層１４ｂの上面）に相当する部分と、可撓レバーＦＬを支持する部分（後述する第１の制御端子２１と対向する部分）を覆うように、ＤＣスパッタリング法等によって形成される。この下側電極層１８の上下寸法（厚さ）は概ね０．１〜１μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね５０〜１５００μｍであり、前後寸法（幅）は概ね２０〜５００μｍである。
【００３１】
この下側電極層１８は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。一態様における下側電極層１８は、絶縁層１４ｂの上面との密着性向上のために、ＤＣスパッタリング法等によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層と、これらの層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの白金層とから成る２層構造である。他の態様における下側電極層１８は、３層以上の層を有するように形成される。また、左側の下側電極層１８の左端部、及び、右側の下側電極層１８の右端部には、矩形状の張出部分１８ａがそれぞれ形成されている。一態様において、張出部分１８ａは、第２制御端第２絶縁層１４の上面に、下側電極層１８と一体に設けられる。
【００３２】
各圧電体層１９は、チタン酸ジルコン酸鉛やニオブ酸リチウム等の圧電体材料から成り、ＲＦスパッタリング法やゾルゲル法やＭＯ−ＣＶＤ法等によって、各下側電極層１８の上面に形成される。各圧電体層１９は、下側電極層１８よりも若干小さな矩形状の輪郭を有する。例えば、圧電体層１９の上下寸法（厚さ）は概ね１〜５μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね４５〜１４９０μｍであり、前後寸法（幅）は概ね１５〜４８０μｍである。
【００３３】
各上側電極層２０は白金や金や酸化ルテニウム等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法やＲＦスパッタリング法等によって、各圧電体層１９の上面に形成される。上側電極層２０はは、圧電体層１９よりも若干小さな矩形状の輪郭を有するように形成される。例えば、上側電極層２０の上下寸法（厚さ）は概ね０．１〜１μｍであり、左右寸法（長さ）は概ね４０〜１４８０μｍであり、前後寸法（幅）は概ね１０〜４７０μｍである。
【００３４】
この上側電極層２０は、単層構造でもよく複数層構造でもよい。例えば、上側電極層２０は、圧電体層１９の上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法によって形成された厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの白金層とから成る２層構造であってもよい。上側電極層２０は、３層以上の層から構成されてもよい。
【００３５】
各圧電アクチュエータＰＡは、上述した下側電極層１８、圧電体層１９及び上側電極層２０により構成される。各圧電アクチュエータＰＡに電圧が印加されると、各可撓レバーＦＬの各可撓部ＦＬｂを上方に撓ませる。
【００３６】
各上側電極層２０の端部上面には、第１制御端子２１が形成される。第１制御端子２１は、金や銅等の高導電性材料から成り、ＤＣスパッタリング法等によって、上側電極層２０上に、上側電極層２０よりも小さな矩形状に形成される。この第１制御端子２１の上下寸法（厚さ）は概ね０．１〜０．５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）は概ね５０〜２５０μｍである。
【００３７】
この第１制御端子２１は単層構造でも複数層構造でも構わない。例えば、第１制御端子２１は、上側電極層２０の上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層とから成る２層構造であってもよい。一態様においては、第１制御端子２１は、３層以上の層構造であってもよい。
【００３８】
各下側電極層１８の張出部分１８ａの上面には、ＤＣスパッタリング法等により、該張出部分１８ａよりも小さな矩形状の第２制御端子２２が形成される。第２制御端子２２は、金や銅等の高導電性材料から成る。この第２制御端子２２の上下寸法（厚さ）は概ね０．１〜０．５μｍであり、左右寸法（幅）及び前後寸法（長さ）は概ね５０〜２５０μｍである。
【００３９】
この第２制御端子２２は、単層構造でも複数層構造でも構わない。一態様において、第２制御端子２２は、張出部分１８ａの上面との密着性向上のためにＤＣスパッタリング法等により形成される厚さ約０．０１μｍのチタン層、窒化チタン層、チタン−タングステン合金層、酸化チタン層または窒化タンタル層から成る第１層と、この第１層の上にＤＣスパッタリング法によって形成される厚さ約０．１５μｍの金層とから成る２層構造であってもよい。一態様においては、第２制御端子２２は、３層以上の層構造であってもよい。
【００４０】
このように構成されたＭＥＭＳスイッチ１０-1において、各制御端子２１及び２２を可変直流電源（不図示）に接続して、該可変直流電源から各圧電アクチュエータＰＡに所定の駆動電圧を印加することにより、信号層１６と信号線１７を導通状態とすることができる。具体的には、駆動電圧の印加により、各圧電アクチュエータＰＡの圧電体層１９に圧電効果による縮みが生じ、この縮みによって可撓レバーＦＬの各可撓部ＦＬｂが上方に撓む。図９に示すように、この各可撓部ＦＬｂの撓みにより変位部ＦＬｃは上方に変位するので、可動端子１５を両固定端子１６ａ及び１７ａと接触させることができる。
【００４１】
一方、各圧電アクチュエータＰＡへの電圧印加を停止することにより、信号層１６及び信号層１７は非導通状態に復帰する。具体的には、電圧の印加を停止すると圧電体層１９の縮みが解除されるので、各可撓部ＦＬｂが元の位置に復帰する。これにより、図８に示すように、変位部ＦＬｃは下方に変位し、可動端子１５を両固定端子１６ａ及び１７ａから離反させることができる。
【００４２】
上述のように構成されたＭＥＭＳスイッチ１０-1においては、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１が設けられているため、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第１固定端子１６ａに第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２が形成されるとともに第２固定端子１７ａには第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が、該第２固定端子１７ａを上下方向に貫いて形成されているため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生をさらに抑制することができる。
【００４３】
これにより、寄生容量ＰＣ１１及びＰＣ１２による、第１固定端子１６ａから変位部ＦＬｃのレバー主層１３ｂへの高周波信号の漏れ、及び、該レバー主層１３ｂから第２固定端子１７ａへの高周波信号の漏れを抑制できる。したがって、非導通状態におけるアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。
【００４４】
また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
【００４５】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-1’を示す。図示のとおり、このＭＥＭＳスイッチ１０-1’は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３よりも小径の第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’を有する。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’は、上方から見たときに、レバー絶縁層１４ｂの上面が第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’から露出しない程度の大きさに構成される。
【００４６】
図１１は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’はいずれも、変位部ＦＬｃの幅が２４０μｍ、レバー主層１３ｂの厚さが５μｍで、レバー絶縁層１４ｂの厚さが０．８μｍ、可動端子１５の幅及び長さがいずれも１４０μｍで厚さが０．２μｍ、第１固定端子１６ａと第２固定端子１７ａの幅が１８０μｍで、長さが２５０μｍ、厚さが５μｍ、クリアランスＣＬ１１の寸法が８μｍ、ギャップＧＡ１１の寸法が２０μｍ、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１の直径を３０μｍとした。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-1における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３の直径は４０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’の直径は２０μｍとした。また、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂは単結晶ケイ素、レバー絶縁層１４ｂは酸化ケイ素、可動端子１５、第１固定端子１６ａ、及び第２固定端子１７ａは金を材料として形成した。また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１、第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部がいずれも形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。比較例のＭＥＭＳスイッチは、各容量抑制部が設けられていない他はＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。
【００４７】
かかる構成のＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’、及び比較例のＭＥＭＳスイッチの各々について、第１信号層１６をＧＨｚ帯域の高周波信号の入力側、第２信号層１７を同信号の出力側として使用し、この周波数を０．５ＧＨｚから３０ＧＨｚまで変化させてアイソレーション値（ｄＢ）を算出した。図１１の横軸は信号周波数をＧＨｚ単位で示し、縦軸は、測定したアイソレーション値をｄＢ単位で示す。１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-1の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-1’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。
【００４８】
図１１から、ＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’においては、信号周波数が０．５〜３０ＧＨｚの範囲において、アイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1の方がＭＥＭＳスイッチ１０-1’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-1、ＭＥＭＳスイッチ１０-1’のいずれについても、１７ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
【００４９】
図１２（Ａ）は、第１寄生容量抑制部の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチは、２つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を備える。第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1の数は、本明細書において明示したものに限られず、変位部ＦＬｃ及び可動端子１５の寸法や強度に応じて、任意の数、例えば、１つ、３つ、又は５つの第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を設けることができる。複数の第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1を設ける場合には、少なくとも１個の第１寄生容量抑制部が第１固定端子１６ａと向き合うようにし、且つ、少なくとも１個の第１寄生容量抑制部が第２固定端子１７ａと向き合うように、各第１寄生容量抑制部を配置することができる。また、単一の第１寄生容量抑制部１１-1を設ける場合には、この第１寄生容量抑制部１１-1が第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの両方と対向するように配置することができる。
【００５０】
図１２（Ｂ）は、第１寄生容量抑制部の他の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチは、円形の孔の形状に形成された第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-2を備える。
【００５１】
図１３（Ａ）は、第２寄生容量抑制部の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態におけるＭＥＭＳスイッチにおいては、第１固定端子１６ａが２つの第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２-1を有するように構成される。また、図示しないが、第２固定端子１７ａが２つの第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1を有するように構成されてもよい。第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1の数は本明細書において明示したものに限られず、変位部ＦＬｃ及び可動端子１５の寸法や強度に応じて、例えば、１つ、３つ、又は５つの第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１１-1及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３-1を設けることができる。
【００５２】
図１３（Ｂ）は、第２寄生容量抑制部の他の変形例を示す。図示のとおり、一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、第１固定端子１６ａの一辺を切り欠いてＣ字状に構成した第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２-2を備えてもよい。同様に、一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチは、第２固定端子１７ａの一辺を切り欠いてＣ字状に構成した第３寄生容量抑制部ＲＰＣ（不図示）を備えてもよい。
【００５３】
第１寄生容量抑制部、第２寄生容量抑制部、及び第３寄生容量抑制部の形状は本明細書に明示したものに限られず、Ｖ字、矩形、楕円、多角形等の様々な形状に形成することができる。
【００５４】
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-2を説明する。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-2は、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１が形成されていない点でＭＥＭＳスイッチ１０-1と異なる。これ以外は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。
【００５５】
ＭＥＭＳスイッチ１０-2においては、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２、及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
【００５６】
図１６は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-2’を示す。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部１３よりも小径の第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’を有する。ＭＥＭＳスイッチ１０-2’においても、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができるため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。
【００５７】
図１７は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2及びＭＥＭＳスイッチ１０-2’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-2及びＭＥＭＳスイッチ１０-2’は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’と同様の材料を用いて同様の寸法に作成した。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-2における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３の直径は４０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’における第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２’及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３’の直径は２０μｍとした。また、第２寄生容量抑制部及び第３寄生容量抑制部がいずれも形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。
【００５８】
図１７において、１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-2の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-2’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。図１７から、ＭＥＭＳスイッチ１０-2、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’においては、信号周波数が０．５〜３０ＧＨｚの範囲のアイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-2の方がＭＥＭＳスイッチ１０-2’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-2、ＭＥＭＳスイッチ１０-2’のいずれについても、１２ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
【００５９】
次に、図１８及び図１９を参照して、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-3について説明する。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-3は、第２寄生容量抑制部ＲＰＣ１２及び第３寄生容量抑制部ＲＰＣ１３が形成されていない点でＭＥＭＳスイッチ１０-1と異なる。これ以外は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有する。ＭＥＭＳスイッチ１０-3においては、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１により、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができ、その結果、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａとの間の寄生容量ＰＣ１１及びレバー主層１３ｂと第２固定端子１７ａとの間の寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。また、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１により、可動端子１５と第１固定端子１６ａとが対向する部分の面積、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとが対向する部分の面積を低減することができるため、可動端子１５と第１固定端子１６ａとの間の寄生容量、及び、可動端子１５と第２固定端子１７ａとの間の寄生容量の発生も抑制することができ、非導通状態におけるアイソレーションの悪化をさらに抑制することができる。
【００６０】
図２０は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ１０-3’を示す。図示のとおり、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’は、第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１よりも小径の第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’を有する。この第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’は、円形形状の貫通孔である。ＭＥＭＳスイッチ１０-3’においても、第１固定端子１６ａ又は第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を減少させることができるため、寄生容量ＰＣ１１及び寄生容量ＰＣ１２の発生を抑制することができる。
【００６１】
図２１は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3及びＭＥＭＳスイッチ１０-3’のアイソレーション特性の測定結果を示す。この測定に用いたＭＥＭＳスイッチ１０-3及びＭＥＭＳスイッチ１０-3’は、ＭＥＭＳスイッチ１０-1及びＭＥＭＳスイッチ１０-1’と同様の材料を用いて同様の寸法に作成した。また、ＭＥＭＳスイッチ１０-2における第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１の直径は３０μｍとし、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’における第１寄生容量抑制部ＲＰＣ１１’の直径は２０μｍとした。また、第１寄生容量抑制部が形成されていないＭＥＭＳスイッチを比較例として準備した。
【００６２】
図２１において、１点鎖線のグラフは、ＭＥＭＳスイッチ１０-3の測定結果、２点鎖線のグラフはＭＥＭＳスイッチ１０-3’の測定結果、破線のグラフは比較例のＭＥＭＳスイッチの測定結果を示す。図２１から、ＭＥＭＳスイッチ１０-3、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’においては、信号周波数が０．５〜３０ＧＨｚの範囲のアイソレーション値が比較例と比べて数ｄＢ改善していることが分かる。また、アイソレーション値の改善度合は、ＭＥＭＳスイッチ１０-3の方がＭＥＭＳスイッチ１０-3’よりも若干優れていることが分かる。さらに、ＭＥＭＳスイッチ１０-3、ＭＥＭＳスイッチ１０-3’のいずれについても、１３ＧＨｚ以下の信号周波数に対して２０ｄＢ以上のアイソレーション値を確保することができるため、高周波信号の漏れを１％以下に抑えることができる。
【００６３】
図２２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示す。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）のＳ４１−Ｓ４１線に沿う断面図、図２２（Ｃ）は図２２（Ａ）のＳ４２−Ｓ４２線に沿う断面図をそれぞれ示す。図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すＭＥＭＳスイッチは、可動端子及び寄生容量抑制部の形状及び寸法以外は上述のＭＥＭＳスイッチ１０-1と同様の構成を有するため、これらの同様の構成については説明を省略する。
【００６４】
図２２（Ａ）〜（Ｃ）に示すとおり、可撓端子１５は、一組の線状の導体１５-1、１５-1から構成されている。一方の線状導体１５-1は、その一端が第１固定端子１６ａの幅方向の一方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子１７ａの幅方向の一方の端部と対向するように配置される。また、他方の線状導体１５-1は、その一端が第１固定端子１６ａの幅方向の他方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子１７ａの幅方向の他方の端部と対向するように配置される。
【００６５】
可撓レバーＦＬには、レバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂを貫く大きな貫通孔が形成され、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。一態様において、この貫通孔は、可撓レバーＦＬにおいて、上面視で導体１５-1、１５-1、第１固定端子１６ａの長さ方向端部１６ｂ、及び第２固定端子１７ａの長さ方向端部１７ｂで囲まれた領域と重なる領域の全てが開口するように形成される。この貫通孔は、可撓レバーＦＬのうち、上面視において導体１５-1、１５-1に挟まれた領域と重なる領域が全て開口するように形成されてもよい。貫通孔は、可撓レバーＦＬのレバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂをいずれも貫通するように形成される。かかる構成のＭＥＭＳスイッチにおいて、圧電アクチュエータＰＡに駆動電圧が供給されると、可撓レバーＦＬの撓みによって可動端子が上方に持ち上げられ、各導体１５-1、１５-1のそれぞれの両端部が、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの幅方向端部と接触し、信号層１６と信号線１７を導通状態とすることができる。
【００６６】
このように、本発明の一実施形態においては、線状導体１５-1、１５-1は、第１固定端子１６ａと第２固定端子１７ａの幅方向端部同士を連結するよう配置され、この導体１５-1、１５-1の間を上下方向に貫く大きな寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成される。この寄生容量抑制部ＲＰＣ３０により、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積を極めて小さくすることができるので、非導通時のアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。また、高周波信号は、伝送線路の幅方向（伝送方向と直交する方向）の端部を集中に伝わる性質があるため、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０の面積を確保するために線状導体１５-1、１５-1を細径に形成した場合でも、挿入損失の劣化を抑制することができる。
【００６７】
図２３は、線状導体の変形例を示す。図２３のＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-2、１５-2は、円弧状に形成されている。線状導体１５-2、１５-2の形状以外は、図２２の実施例と同様の構成を有する。
【００６８】
図２４は、線状導体の他の変形例を示す。図２４のＭＥＭＳスイッチにおいては、線状導体１５-1、１５-1を接続する一組の線状導体１５-3、１５-3が設けられている。これにより、可動端子の剛性を高くすることができるため、線状導体１５-1、１５-1を第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａに確実に接触させることができ、線状導体１５-1、１５-1と第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａとの間の接触抵抗を減らすことができる。
【００６９】
図２５は、線状導体の他の変形例を示す。図２５のＭＥＭＳスイッチにおいては、線状導体１５-1、１５-1を接続する一組の線状導体１５-4、１５-4が互いに交差するように配置されている。これにより、可動端子の剛性を高くすることができる。
【００７０】
図２６は、他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの上面図を示す。この実施形態においては、図示のとおり、第１固定端子１６ａ’、第２固定端子１７ａ’のそれぞれの長さ方向端部が切り欠かれている。この切り欠きは、第１固定端子１６ａ’、第２固定端子１７ａ’の幅方向の中央付近に形成される。これにより、線状導体１５-1、１５-1との接続方法を変更することなく、第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａと対向するレバー主層１３ｂの面積をさらに小さくできるので、非導通時のアイソレーション特性の悪化をさらに抑制することができる。
【００７１】
図２７は、図２２に示すＭＥＭＳスイッチの非導通時におけるアイソレーション特性の測定結果を示す。測定に用いたＭＥＭＳは、線状導体１５-1、１５-1を金で形成し、線状導体１５-1、１５-1の線幅を１０μｍとした。また、一方の線状導体１５-1の幅方向外側から他方の線状導体１５-1の幅方向外側までの長さを１５０μｍとした。また、比較例１として、矩形の可動端子を有し寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が設けられていないＭＥＭＳスイッチ（図１に示したものと同様）を準備した。この可動端子は金で形成し、可動端子の幅方向寸法を１５０μｍとした。また、比較例２として、可動端子が、特開２０００−１４９７５１号公報の図１に記載されている可動端子と上面視で同じ形状を有するものを準備した。つまり、第２の比較例における可動端子は、可動端子の幅方向中央付近を若干切り欠かいて構成される。
【００７２】
図２７において、縦軸は、測定したアイソレーション値をｄＢ単位で示す。グラフ２７-1、２７-2、２７-3は、それぞれ、比較例１、比較例２、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチのアイソレーション値を示すグラフである。図２７から、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチにおいては、信号周波数が１．０〜３０ＧＨｚの範囲において、アイソレーション値が比較例と比べて１〜４ｄＢ以上改善していることが分かる。
【００７３】
図２８は、図２２に示すＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示す。グラフＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３はそれぞれ、比較例１、比較例２、図２２に示した本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの挿入損失の測定結果を示す。図２８から、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチにおいては、比較例１及び比較例２よりも挿入損失が増加しているが、その増加幅は２０ＧＨｚ以下の範囲において０．１ｄＢ以下であり、挿入損失の増加幅は実用上問題のない範囲にとどまっている。
【００７４】
図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。図２９（Ａ）は、この他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチの拡大上面図を示し、図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）のＳ４３−Ｓ４３線に沿う断面図を示す。図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すＭＥＭＳスイッチは、図２２のＭＥＭＳスイッチの各構成要素に加えて、絶縁層１４上に形成された高抵抗膜５０を備える。高抵抗膜５０は、線状導体１５-1、１５-1間に配置される。図示のとおり、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すＭＥＭＳスイッチにおいては、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されておらず、高抵抗膜５０は絶縁層１４によって支持されている。変形例として、図２２のＭＥＭＳスイッチと同様に、レバー主層１３ｂ及びレバー絶縁層１４ｂを貫く寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を形成し、この寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を覆うように高抵抗膜５０を設けてもよい。この場合、高抵抗膜５０は、レバー絶縁層１４ｂの寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されていない部分に支持される。固定端子１６ａと可動端子である線状導体１５-1、１５-1との良好な接続を得るために、図示のように、高抵抗膜５０の膜厚を線状導体１５-1、１５-1の膜厚より薄く形成することができる。高抵抗膜５０を線状導体１５-1、１５-1より薄く形成しても、本発明の実施形態に適した高抵抗を実現することができる。一態様における高抵抗膜５０は、１００Ωｃｍ以上の抵抗率を有する。
【００７５】
かかる構成によれば、レバー主層１３ｂと高抵抗膜５０との間の寄生容量は、通常の低抵抗の導体（例えば、図１に示す導体３）とレバー主層１３ｂとの間に生じる寄生容量よりも大幅に小さい。したがって、高抵抗膜５０を設けた場合であっても、非導通時のアイソレーション特性の悪化を抑制することができる。また、高抵抗膜は、高抵抗ではあるが高周波信号を伝搬することが可能なので、線状導体１５-1、１５-1を細径化することでインピーダンスの整合性が劣化するために生じるミスマッチロス（不整合損失）の増加を抑制することができる。
【００７６】
高抵抗膜５０は、様々なＭＥＭＳスイッチに設けることができる。例えば、図２３〜図２６に示したＭＥＭＳスイッチにおいて、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を形成せずに高抵抗膜５０を設けることにより、又は、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を覆うように高抵抗膜５０を設けることにより、各ＭＥＭＳスイッチの挿入損失を改善し、インピーダンスの整合度の劣化に伴う損失増加を抑制することができる。また、高抵抗膜５０に代えて高ＥＳＲの誘電体膜を用いることもできる。
【００７７】
図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）は、本発明の他の実施形態に係るＭＥＭＳスイッチを示す。図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）に示されるＭＥＭＳスイッチは、寄生容量抑制部ＲＰＣ３０及び高抵抗膜をいずれも備えている。図２９（Ｃ）のＭＥＭＳスイッチは、線状導体１５-1と１５-1との間の空間の一部を覆う高抵抗膜５０を有する。図２９（Ｃ）に示す高抵抗膜５０は、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1、１５-1の長さ方向の中央部付近を覆うようにレバー絶縁層１４ｂ上に配置される。一方、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の両端部付近には高抵抗膜５０が配置されていない。この高抵抗膜５０が配置されていない線状導体１５-1と１５-1の両端部付近の領域には、第２ベース層１３及びレバー絶縁層１４ｂを貫く貫通孔が形成されており、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。また、図２９（Ｄ）のＭＥＭＳスイッチは、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の両端部付近のレバー絶縁層１４ｂ上に配置された高抵抗膜５０を有する。一方、線状導体１５-1と１５-1との間の空間のうち線状導体１５-1と１５-1の中央部付近には高抵抗膜５０が配置されていない。この高抵抗膜５０が配置されていない線状導体１５-1と１５-1の中央部付近の領域には、第２ベース層１３及びレバー絶縁層１４ｂを貫く貫通孔が形成されており、この貫通孔が寄生容量抑制部ＲＰＣ３０を構成する。図２９（Ｃ）及び図２９（Ｄ）のＭＥＭＳスイッチによれば、線状導体１５-1、１５-1の間の空間のうち寄生容量抑制部ＲＰＣ３０が形成されていない領域に高抵抗膜５０を形成したので、線状導体１５-1と１５-1の間の空間全体を寄生容量抑制部ＲＰＣ３０とした図２２のＭＥＭＳスイッチと比較してアイソレーション特性を劣化させることなく可動端子の剛性を高くすることができる。そして、可動端子の剛性が高くなったことにより、固定端子端部１６ａと可動端子１５-1及び固定端子端部１７ａと可動端子１５-1とを安定して接触させることができる。
【００７８】
図３０は、図２９に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路図を示す。図示のとおり、このＭＥＭＳスイッチの等価回路においては，入力端子６１と出力端子６２との間に一組の第１コンデンサ６３、６３、一組の第２コンデンサ６４、６４、及び一組の第３コンデンサ６５、６５が並列に配置されている。第３コンデンサ６５、６５は、レバー主層１３ｂと第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａとの間の高抵抗膜５０を介した寄生容量にそれぞれ相当し、コンデンサ６３、６４はそれ以外の寄生容量の成分に相当する。第３コンデンサ６５、６５の間には、高抵抗膜５０の抵抗に相当する抵抗６６が装荷されている。かかる等価回路を用いてアイソレーション特性のシミュレーションを行ったところ、抵抗６６として装荷する抵抗が大きいほど、アイソレーション特性が改善されることを確認できた。
【００７９】
図３１は、等価回路シミュレータより算出した図３０に示すＭＥＭＳスイッチの等価回路における非導通時のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す。図３０の等価回路における抵抗６６の抵抗１ｋΩ、１０ｋΩ、１００ｋΩのそれぞれの場合について、０．５ＧＨｚから３０ＧＨｚの間でアイソレーション特性（Ｓ２１）を測定した。図３１のグラフから分かるように、抵抗を増加させることにより、アイソレーション特性を向上させることができることが確認された。特に、１００ｋΩ以上の抵抗を装荷した場合には、アイソレーション値が１０ｄＢ以上改善することが確認された。
【００８０】
図３２及び図３３は、図２９のＭＥＭＳスイッチのアイソレーション特性及び挿入損失の実験結果を示す。図３２には、高抵抗膜５０として、1x10-3 Ωｃｍ、1x10-1 Ωｃｍ、1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合のアイソレーション特性と、高抵抗膜５０に代えて抵抗率が2.2158x10-6の金電極を用いた場合のアイソレーション特性、及び、高抵抗膜５０を取り除いた場合（つまり、高抵抗膜５０の部分には空気が存在する場合）のアイソレーション特性を示す。図３２から明らかなように、高抵抗膜５０（又は高抵抗膜５０に相当する部分）の抵抗率が上昇するほどアイソレーション特性が向上することが確認された。特に、抵抗率が1x10-2 Ωｃｍ以上であれば、３ｄＢ以上アイソレーション特性が向上することが確認された。
【００８１】
図３３は、高抵抗膜５０として、1x10-3 Ωｃｍ、1x10-1 Ωｃｍ、1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合の挿入損失と、高抵抗膜５０に代えて抵抗率が2.2158x10-6の金電極を用いた場合の挿入損失、及び、高抵抗膜５０を取り除いた場合（Air）の挿入損失をそれぞれ示す。図示のとおり、抵抗率が1x10-1 Ωｃｍの膜、抵抗率が1 Ωｃｍの膜、膜が存在しない場合（Air）のグラフは、概ね互いに重複しており、これらの膜において挿入損失はほぼ等しいことが分かる。図３３から明らかなように、高抵抗膜５０として1 Ωｃｍの抵抗率を有する膜を用いた場合であっても１０ＧＨｚにおける挿入損失は０．１ｄＢ程度であり、挿入損失を十分に低く抑制できることが確認できた。
【００８２】
図３４は、図２９に示すＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-1、１５-1の線幅が５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍのそれぞれの場合のアイソレーション特性の測定結果を示す。また、図３５には、図２９に示すＭＥＭＳスイッチにおいて、線状導体１５-1、１５-1の線幅が５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍのそれぞれの場合の挿入損失の測定結果を示す。図３４及び図３５から、線幅が１０μｍのときに、図３５から明らかなように、１０ＧＨｚにおける挿入損失が０．１ｄＢであり、図３４から優れたアイソレーション特性が得られることが分かる。
【００８３】
本発明の範囲は、上述の詳細な説明で具体的に明示したものに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態に様々な変更を加えたものも本発明に含まれる。例えば、第２寄生容量抑制部と第３寄生容量抑制部を両方とも含む必要はなく、その一方のみを含んでもよい。また、第１寄生容量抑制部の配置は任意であり、例えば、第１寄生容量抑制部が第１固定端子１６ａ及び第２固定端子１７ａの一方のみと対向するように配置してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月12日(2013.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向端部に第１固定端子が形成された第１信号層と、
長さ方向端部に第２固定端子が形成された第２信号層と、
半導体材料から成るレバー主層を有する可撓レバーと、
第１の線状導体及び第２の線状導体から成り、前記可撓レバーに設けられた可動端子と、
駆動電圧の印加により作動し、前記可撓レバーを所定方向に撓ませるアクチュエータと、
を備え、
前記第１の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の一方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の一方の端部と対向するように配置され、
前記第２の線状導体は、一端が前記第１固定端子の幅方向の他方の端部と対向するとともに他端が前記第２固定端子の幅方向の他方の端部と対向するように配置され、
前記アクチュエータは、前記駆動電圧が印加されたときに、前記第１の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記一方の端部と接触するとともに前記第１の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記一方の端部と接触し、且つ、前記第２の線状導体の前記一端が前記第１固定端子の前記他方の端部と接触するとともに前記第２の線状導体の前記他端が前記第２固定端子の前記他方の端部と接触するように前記可撓レバーを撓ませるように構成され、
前記可撓レバーは、前記駆動電圧の印加時に、前記第１の線状導体、第２の線状導体、前記第１固定端子の長さ方向端部、前記第２固定端子の長さ方向端部で囲まれる囲繞領域に対応する部分全体に形成された貫通孔又は切り欠きから成る寄生容量抑制部を有し、
前記可撓レバーの前記囲繞領域に相当する部分に、前記貫通孔又は前記切り欠きを覆う高抵抗膜を設けたＭＥＭＳスイッチ。
【請求項２】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも直線状に形成される請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項３】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体が平行に配置される請求項２に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項４】
前記第１の線状導体及び前記第２の線状導体がいずれも円弧状に形成される請求項１に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【請求項５】
一端が前記第１の線状導体に接続されるとともに他端が前記第２の線状導体に接続された第３の線状導体をさらに有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳスイッチ。
【国際調査報告】
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