(57)【要約】【課題】インピーダンスの不整合を抑制する伝送線路を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、伝送線路は、対向する第１の主表面Ｆ１及び第２の主表面Ｆ２を有し、且つ第１の主表面Ｆ１に第１の凹みＣａ１が形成された誘電体基板２１と、第１の主表面Ｆ１上及び第１の凹みＣａ１の内部に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線１０とを備える。第１の凹みＣａ１の側面の少なくとも一部は、当該側面の法線が第１の主表面Ｆ１の法線に対して鋭角に交わる傾斜面ＷＡ１を成す。信号配線１０の一部１０ａは傾斜面ＷＡ１上に配置されている。傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線の一部１０ａは、第２の主表面Ｆ２上に配置された裏面電極１３に電気的に接続されている。【選択図】図３
2010225431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、
対向する第１の主表面及び第２の主表面を有し、且つ前記第１の主表面に第１の凹みが形成された誘電体基板と、
前記第１の主表面上及び前記第１の凹みの内部に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線とを備え、
前記第１の凹みの側面の少なくとも一部は、当該側面の法線が前記第１の主表面の法線に対して鋭角に交わる傾斜面を成し、
前記信号配線の一部は前記傾斜面上に配置され、前記傾斜面上に配置された前記信号配線の一部は、前記第２の主表面上に配置された裏面電極に電気的に接続されていることを特徴とする伝送線路。
【請求項２】
前記第１の凹みは底面を有し、前記底面から前記第２の主表面までの前記誘電体基板を貫通する孔の内部に貫通配線が埋め込まれ、前記信号配線の一部は、前記底面上まで延長されて前記貫通配線に電気的に接続され、前記貫通配線を介して前記裏面電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。
【請求項３】
前記第１の凹みは前記第２の主表面まで貫通し、前記傾斜面上に配置された前記信号配線の一部は、前記裏面電極に接触していることを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。
【請求項４】
前記第２の主表面に第２の凹みが形成され、前記信号配線に対向して前記第２の主表面上及び前記第２の凹みの内部にグランド電極が配置され、前記グランド電極と前記信号配線との距離が信号配線の長手方向に沿って一定であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の伝送線路。
【請求項５】
少なくとも前記第１の主表面上及び前記傾斜面上に配置され、且つ所定の間隔をおいて前記信号配線の両側を短手方向に挟む１対のグランド配線を更に備え、
前記傾斜面上における前記信号配線と前記１対のグランド配線との前記間隔は、前記第１の主表面上における前記間隔から前記第２の主表面に近づくに従って変化することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝送線路。
【請求項６】
前記貫通配線の両側を挟む位置に、前記底面から前記第２の主表面までの前記誘電体基板を貫通する孔の内部に１対のグランド貫通配線が埋め込まれ、前記１対のグランド配線は、前記１対のグランド貫通配線にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ構造体に用いられ、且つ高周波を伝送する伝送線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体プロセスを用い、基板表面上に微小駆動機構を作製し、電磁力により駆動させることで通常の機械スイッチと同様なスイッチ動作を行うエレクトロメカニカルスイッチ（ＭＥＭＳスイッチ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、基板同士を接合することにより微小駆動機構を作製するバルクマイクロマシン方式において、基板の表面に凹部を形成し、基板の表面から凹部の側面及び底面に連続する電極を形成している。そして、微小駆動部が形成されている封止基板を用いて凹部を封止している。これにより、基板の接合回数を低減して、スイッチ特性及び信頼性が向上するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３６７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記ＭＥＭＳスイッチやその他のＭＥＭＳ技術を用いて作製される構造体（以下、「ＭＥＭＳ構造体」という）においては、電気信号を伝送するための伝送線路が用いられる場合がある。この伝送線路と当該電気信号を取り扱うデバイスとを接続する場合、インピーダンスの整合が重要である。デバイスと伝送線路のインピーダンスが整合されない場合、好ましくない電気信号の反射が生じ、この反射が電気信号同士の相互干渉を引き起こし、信号強度を減衰させてしまう。
【０００６】
従来、基板の表面上に形成された信号配線を伝送する電気信号を基板の裏面上に形成された裏面電極まで伝えるには、基板の表面から裏面までを貫通する孔の内部にビア配線を埋め込み、信号配線及び裏面電極をビア配線に接続していた。
【０００７】
しかし、孔の形成処理やビア配線の埋め込み処理等における製造誤差によって、ビア配線のインピーダンスに不整合が発生する場合がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、インピーダンスの不整合を抑制する伝送線路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、伝送線路が、対向する第１の主表面及び第２の主表面を有し、且つ第１の主表面に第１の凹みが形成された誘電体基板と、第１の主表面上及び第１の凹みの内部に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線とを備え、第１の凹みの側面の少なくとも一部が、当該側面の法線が第１の主表面の法線に対して鋭角に交わる傾斜面を成し、信号配線の一部が傾斜面上に配置され、傾斜面上に配置された信号配線の一部が、第２の主表面上に配置された裏面電極に電気的に接続されていることである。
【００１０】
本発明の特徴によれば、第１の凹みの側面の少なくとも一部がその側面の法線が第１の主表面の法線に対して鋭角に交わる傾斜面を成し、信号配線の一部がこの傾斜面上に配置され、傾斜面上に配置された信号配線の一部が、第２の主表面上に配置された裏面電極に電気的に接続されている。これにより、第１の主表面から第２の主表面間までを貫通する孔に埋め込まれた貫通ビアを介して信号配線を裏面電極に電気的に接続する場合に比べて、貫通ビアを無くす或いは短くすることができる。よって、貫通ビアによるインピーダンスの不整合が抑制され、結果として高周波の伝送特性を向上させることができる。
【００１１】
また、誘電体基板自体を薄くすることはないので、誘電体基板の機械的な強度は確保され、製造中、搬送中、使用中におけるハンドリングも従来と変らない。
【００１２】
本発明の特徴において、第１の凹みが底面を有し、底面から第２の主表面までの誘電体基板を貫通する孔の内部に貫通配線が埋め込まれ、信号配線の一部が、底面上まで延長されて貫通配線に電気的に接続され、貫通配線を介して裏面電極に電気的に接続されていてもよい。第１の凹みは第２の主表面まで貫通せずに底面を有する。よって、ＭＥＭＳ構造体の内部を封止する場合に、誘電体基板がパッケージ或いはキャップ部材として機能するため、部材の数を減らして、製造コストを削減し、ＭＥＭＳ構造体の小型化に貢献する。
【００１３】
或いは、本発明の特徴において、第１の凹みが第２の主表面まで貫通し、傾斜面上に配置された信号配線の一部が裏面電極に接触していてもよい。これにより、第１の主表面から第２の主表面間までを貫通する孔に埋め込まれた貫通ビアを無くすことができるので、貫通ビアによるインピーダンスの不整合の影響が無くなる。
【００１４】
本発明の特徴において、第２の主表面に第２の凹みが形成され、信号配線に対向して第２の主表面上及び第２の凹みの内部にグランド電極が配置され、グランド電極と信号配線との距離が信号配線の長手方向に沿って一定であってもよい。第１の凹み及び第２の凹みの位置及び形状を、グランド電極と信号配線との距離が信号配線の長手方向に沿って一定となるように調整することにより、コプレーナウェーブガイド線路における信号配線とグランド電極間の距離が一定となり、高い高周波特性を実現する伝送線路を設計することができる。
【００１５】
本発明の特徴において、伝送線路が、少なくとも第１の主表面上及び傾斜面上に配置され、且つ所定の間隔をおいて信号配線の両側を短手方向に挟む１対のグランド配線を更に備え、傾斜面上における信号配線と１対のグランド配線との間隔は、第１の主表面上における間隔から第２の主表面に近づくに従って変化していてもよい。これにより、傾斜面における信号配線のインピーダンスを整合させることができる。
【００１６】
本発明の特徴において、貫通配線の両側を挟む位置に、底面から第２の主表面までの誘電体基板を貫通する孔の内部に１対のグランド貫通配線が埋め込まれ、１対のグランド配線が１対のグランド貫通配線にそれぞれ電気的に接続されていてもよい。これにより、１対のグランド貫通配線がスリットになって、貫通配線への電磁結合を抑制することができるので、更に高い高周波特性を実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の伝送線路によれば、インピーダンスの不整合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路を用いたマイクロリレーの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０を積層方向（ｚ方向）に分離した状態で示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ切断面に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の裏面構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第２の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ切断面に沿った断面図であり、図５（ｃ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の裏面構成を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す、第１の実施の形態の図３（ｂ）に対応するＤ−Ｄ切断面における断面図であり、図６（ｂ）は、伝送線路の裏面構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
（第１の実施の形態）
【００２０】
先ず、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路を用いたＭＥＭＳ構造体の一例として、マイクロリレーの構成を説明する。本発明の第１の実施の形態に関わるマイクロリレーは、高周波の電気信号を取り扱い、且つ半導体プロセスを用いて作製される微小駆動機構を有するＭＥＭＳリレーであり、更に、常開接点と常閉接点とを備えた所謂ラッチング型リレーである。
【００２１】
図１に示すように、マイクロリレーは、ベース２０と、機能部３０と、カバー４０と、電磁石装置５１を有する駆動装置５０とを備えている。図２は、ベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０の各構成を図示するため、各々を積層方向（ｚ方向）に分離した状態で示している。本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、ベース２０の一部分、例えば、点線Ｇで囲んだ部分に用いられている。
【００２２】
次に、図２を参照して、ベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０の各構成を説明する。
【００２３】
ベース２０は、例えば、直方体状の単結晶シリコンからなるシリコン基板２１と、機能部３０に対向するシリコン基板２１の第１の主表面（以後、「表面」という）上に配置された信号配線１０とを備える。信号配線１０は、シリコン基板２１の表面上における長手方向両端側それぞれに対を成して配置されている。各信号配線１０の長さ方向は、シリコン基板２１の短手方向（ｘ方向）と一致し、１対の信号配線１０は、その長さ方向に並んで配置されている。
【００２４】
シリコン基板２１の表面上には、信号配線１０に電気的に接続される複数の固定接点２６がそれぞれ形成されている。各固定接点２６は、各信号配線１０においてシリコン基板２１の内側となる端部に接続されている。よって、シリコン基板２１の長手方向の両端側それぞれに、一対の固定接点２６が設けられている。
【００２５】
固定接点２６は、例えば、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などの導電性が良好な金属材料からなる金属薄膜である。このような固定接点２６は、スパッタ法や、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成することができる。また、固定接点２６は、単層構造に限らず、例えば、Ａｕ層と、Ａｕ層とベース２０との間に介在されるＴｉ層とからなる多層構造であってもよい。
【００２６】
機能部３０は、主として、可動部３２と、可動部３２を囲むフレーム３３とを有する。
【００２７】
フレーム３３は、矩形枠状に形成されている。フレーム３３の長手方向の両端側それぞれには、信号配線１０をカバー４０側に臨ませる開口（以下、本実施形態において「第１の開口」と称する）３１が形成されている。また、フレーム３３の中央部には、可動部３２用の開口（以下、本実施形態において「第２の開口」と称する）３４が形成されている。第１の開口３１それぞれと第２の開口３４とは、フレーム３３の短手方向の中央部において互いに連通されている。なお、フレーム３３における第１の開口３１それぞれと第２の開口３４との間の部位が、フレーム３３の長手方向に沿った方向への可動部３２の移動を規制する一対の規制突起を構成する。また、フレーム３３の外形サイズは、ベース２０の外形サイズを等しい。
【００２８】
可動部３２は、フレーム３３の第２の開口３４内に配置される本体部３２０と、フレーム３３の第１の開口３１内にそれぞれ配置される接点用突片３２１とを有している。本体部３２０は、矩形板状に形成されている。本体部３２０の長手方向とフレーム３３の長手方向とは略一致している。本体部３２０の長手方向の両端部それぞれの中央部には、接点用突片３２１が突設されている。接点用突片３２１の先端部は、第１の開口３１内に配置されている。接点用突片３２１におけるベース２０との対向面（図２における下面）には可動接点３２２が設けられている。可動接点３２２が一対の固定接点２６それぞれに同時に接触した時、可動接点３２２は当該一対の固定接点２６間を短絡させる。一方、本体部３２０の短手方向の両端部それぞれの中央部には、支点用突片３２３が突設されている。支点用突片３２３におけるカバー４０との対向面（図２における上面）には支点突起３２４が設けられている。支点突起３２４は、可動部３２の揺動動作（シーソ動作）の支点として使用される。
【００２９】
可動部３２は、複数（例えば４つ）の支持片３５によりフレーム３３と一体に連結されている。各支持片３５は、フレーム３３の第２の開口３４の長手方向における内側面と、本体部３２０の短手方向の外側面とを一体に連結している。４つの支持片３５は、本体部３２０の中心に対して点対称となる位置に配置されている。
【００３０】
支持片３５は、積層方向（ｚ方向）に直交する平面内で本体部３２０の長手方向に沿った方向に蛇行しながら進む曲線形状を有する。これによって、可動部３２はフレーム３３に対して揺動自在に支持される。支持片３５を蛇行形状に形成することで、支持片３５の長さを長くできる。そのため、可動部３２が揺動する際に支持片３５がねじられることで生じるばね力のばね定数を適切に小さくすることができ、支持片３５に加えられる応力も分散することができる。
【００３１】
可動部３２、フレーム３３及び支持片３５は、例えば、５０μｍ〜３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度の厚みの半導体基板（例えば、シリコン基板や、ＳＯＩ基板）をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などの半導体微細加工技術を利用してパターニングすることにより形成することができる。
【００３２】
可動部３２の本体部３２０におけるカバー４０との対向面（図２における上面）側には、アーマチュア６０が設けられている。アーマチュア６０は、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料を矩形板状に機械加工したものからなり、接着、溶接、熱着、或いはロウ付けなどの方法で本体部３２０に接合される。アーマチュア６０は、駆動装置５０の電磁石装置５１が発生する磁場により可動部３２を揺動させるために使用される。一方、可動部３２におけるベース２０との対向面側には、レシジュアル（レシジャル）７０が設けられている。レシジュアル７０は、可動部３２とベース２０との距離を好適な距離に設定するために使用される。
【００３３】
上記した機能部３０のフレーム３３は、可動接点３２２と一対の固定接点２６とがそれぞれ対向するように位置合わせを行った状態で、ベース２０に接合される。これにより、機能部３０はベース２０の表面側に取り付けられる。なお、フレーム３３をベース２０に接合するにあたっては、接合用の金属層（図示せず）を用いることができる。当該金属層は、グランドとして利用することができる。
【００３４】
カバー４０は、例えば、直方体状のガラス基板４５と、閉塞板４２とを有する。ガラス基板４５の外形サイズは、ベース２０の外形サイズと等しい。ガラス基板４５の中央部には、ガラス基板４５を積層方向（ｚ方向）に貫通する開孔部４１が形成されている。閉塞板４２は、ガラス基板４５における機能部３０との対向面（図２における下面）に密着接合され、開孔部４１全体を閉塞している。したがって、開孔部４１の内周面と閉塞板４２とで囲まれる空間部が駆動装置５０の収納室を構成している。閉塞板４２は、例えば、厚みが５〜５０μｍ程度、好ましくは２０μｍ程度に形成されたシリコン板やガラス板などの薄板からなる。カバー４０は、フレーム３３におけるベース２０側とは反対側の面（図２における上面）に接合される。なお、ガラス基板４５をフレーム３３に接合するにあたっては、接合用の金属層（図示せず）を用いることができる。当該金属層は、高周波用のシールド層として利用することができる。ただし、駆動装置５０の磁場を遮断することがないように、当該金属層の材料には、非磁性体を用いる。
【００３５】
駆動装置５０は、アーマチュア６０を吸引する磁場を発生させる電磁石装置５１と、可動部３２をラッチするための永久磁石５２とを備えている。電磁石装置５１は、主として、ヨーク５３と、一対のコイル５４とを備えている。ヨーク５３は、長尺矩形板状の主片５３０と、主片５３０の表面側（図２における下面側）の長手方向両端部それぞれに突設された矩形板状の脚片５３１とを一体に備えている。このようなヨーク５３は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鍛造加工することにより形成されている。永久磁石５２は、直方体状に形成され、積層方向の一面側と他面側とが互いに異極となるように着磁されている。永久磁石５２は、その他面をヨーク５３の主片５３０の上記表面における長手方向中央部に当接させるようにして、ヨーク５３に取り付けられる。各コイル５４は、主片５３０における各脚片５３１と永久磁石５２との間の部位それぞれに巻回される。また、駆動装置５０には、一対のコイル端子５５が設けられている。これら一対のコイル端子５５間に電圧を印加することで、各コイル５４に電流が流れる。このような駆動装置５０は、カバー４０の上記収納室に収納される。
【００３６】
なお、図１および図２に示すマイクロリレーでは、コイル５４に通電するための駆動電極（図示せず）がシリコン基板２１の表面に対向する第２の主表面（裏面）上に形成されている。また、ガラス基板４５における機能部３０側とは反対側の面に、コイル端子５５が接続される配線パターン４３が形成されている。ここで、上記した駆動電極と配線パターン４３とは、シリコン基板２１を積層方向に貫通する貫通ビア２７と、フレーム３３を厚み方向に貫通する貫通ビア３６と、カバー４０を厚み方向に貫通する貫通ビア４４とによって、電気的に接続されている。
【００３７】
また、図１及び図２には示さないが、１対の信号配線１０においてベース２０の外側となる端部は、シリコン基板２１を貫通する孔の内部に埋め込まれた貫通配線を介して、シリコン基板２１の第２の主表面（裏面）上に配置された裏面電極に電気的に接続されている。本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、信号配線１０、貫通配線、及び裏面電極を含む、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される。
【００３８】
次に、図３及び図４を参照して、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路の構成を説明する。図３（ａ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ切断面に沿ったマイクロリレーの断面図である。図３（ａ）のｘ方向は図２のｘ方向すなわちベース２０の短手方向であり、図３（ａ）のｙ方向は図２のｙ方向すなわちベース２０の長手方向である。
【００３９】
本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、ＭＥＭＳ構造体の一例としてのマイクロリレーに用いられる伝送線路であって、対向する第１の主表面（表面）及び第２の主表面（裏面）を有し、且つ表面に第１の凹みＣａ１が形成された誘電体基板の一例としてのシリコン基板２１と、シリコン基板２１の表面上及び第１の凹みＣａ１の内部に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線１０と、シリコン基板２１の表面上及び第１の凹みＣａ１の内部に配置され、且つ所定の間隔をおいて信号配線１０の両側を短手方向に挟む１対のグランド配線１１と、シリコン基板２１の裏面Ｆ２上に配置された裏面電極１３とを備える。
【００４０】
シリコン基板２１には２つの第１の凹みＣａ１がｘ方向に並んで形成されている。第１の凹みＣａ１は、側面及び底面を有する。第１の凹みＣａ１の側面の少なくとも一部は、当該側面の法線が表面Ｆ１の法線に対して鋭角に交わる傾斜面ＷＡ１を成している。信号配線１０の一部１０ａは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置され、更に、信号配線１０の一部１０ｂは、第１の凹みＣａ１の底面ＢＴまで延長されている。第１の凹みＣａ１の底面ＢＴからシリコン基板２１の裏面Ｆ２までを貫通する孔の内部に貫通配線１２が埋め込まれている。裏面電極１３及び信号配線１０の一部１０ｂは、それぞれ、貫通配線１２に接触している。
【００４１】
このように、第１の実施の形態において、傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線１０の一部１０ａは、底面ＢＴ上に配置された他の一部１０ｂ及び貫通配線１２を介して裏面電極１３に電気的に接続されている。
【００４２】
シリコン基板２１の表面Ｆ１上に配置されたグランド配線１１と信号配線１０との間隔は、信号配線１０の長手方向に沿って一定である。シリコン基板２１の外周を取り囲むようにシリコン基板２１の表面上にフレーム電極１９が配置されている。フレーム電極１９とグランド配線１１とは電気的に接続され、接地電位が印加される。
【００４３】
グランド配線１１の一部１１ａは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置され、更に、グランド配線１１の一部１１ｂは、第１の凹みＣａ１の底面ＢＴまで延長されている。第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａとグランド配線１１ａとの間隔は、シリコン基板２１の表面Ｆ１上における両者の間隔から裏面Ｆ２に近づくに従って変化している。具体的には、例えば、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａの線幅及び信号配線１０ａとグランド配線１１ａとの間隔は、裏面Ｆ２に近づくに従って小さくなっている。これにより、伝送線路を小型化することができる。或いは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａの線幅及び信号配線１０ａとグランド配線１１ａとの間隔は、裏面Ｆ２に近づくに従って大きくなっていても構わない。
【００４４】
図３（ｂ）に示すように、ベース２０、機能部３０及びカバー４０が積層されている。機能部３０内の接点用突片３２１に設けられた可動接点３２２は、機能部３０内の本体部が揺動することにより、１対の信号配線１０上の固定接点と同時に接触して一対の信号配線１０を短絡させることができる。
【００４５】
次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の裏面構成及び図３（ａ）のＢ−Ｂ切断面における断面構成を説明する。図４（ａ）に示すように、シリコン基板２１の裏面Ｆ２には、貫通配線１２に接続された裏面電極１３と、裏面電極１３から電気的に絶縁されたグランド電極１４とが配置されている。裏面電極１３は線分形状を有し、その一端が貫通配線１２に接続され、その他端がシリコン基板２１の外周に配置されている。裏面電極１３とグランド電極１４の間には所定の隙間が形成されている。
【００４６】
図４（ｂ）に示すように、貫通配線１２の両側を挟む位置に、第１の凹みＣａ１の底面ＢＴからシリコン基板２１の裏面Ｆ２までを貫通する孔の内部にグランド貫通配線１５がそれぞれ埋め込まれている。底面ＢＴ上に配置されたグランド配線の一部１１ｂとグランド電極１４は、グランド貫通配線１５によってそれぞれ電気的に接続されている。
【００４７】
信号配線１０、グランド配線１１、裏面電極１３及びグランド電極１４は、シリコン基板２１に対して密着性の高い導電性の材料を用いることが望ましく、例えば、Ａｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕなどからなる導体膜やこれらの合金からなる導体膜、或いは、これらを多層積層した構造の胴体膜などを用いることができる。
【００４８】
ここで、図３及び図４に示した伝送線路の製造方法の一例を説明する。（１００）結晶面が表出したシリコン基板２１の表面Ｆ１に対して、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）或いは水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液などのアルカリ溶液をエッチャントとして、ウエットエッチング処理を施す。これにより、（１００）結晶面に対して傾斜する（１１１）結晶面を露出させる異方性エッチングを行うことができる。よって、例えば、シリコン基板２１の表面Ｆ１のうち第１の凹みＣａ１を形成したい領域に開口を有するレジストパターンを形成し、その開口に露出するシリコン基板２１の表面Ｆ１に対して選択的に上記のウエットエッチング処理を施すことにより、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１を形成することができる。
【００４９】
なお、上記した傾斜面ＷＡ１を形成する処理の前に、表面Ｆ１に対して垂直な方向への異方性を有するドライエッチング処理を行うことにより、第１の凹みＣａ１が有する垂直面を形成し、上記したエッチャントに反応しないバリア材料で当該垂直面をバリアすればよい。そして、上記したウエットエッチング処理の後にバリア材料を除去する。以上の処理により、シリコン基板２１の表面Ｆ１に、傾斜面ＷＡ１と垂直面を含む側面を有する第１の凹みＣａ１を形成することができる。ドライエッチング処理にはＩＣＰエッチング装置を用い、エッチングガスとしてＳＦ６とＣ４Ｆ８の２種類のガスを用いる。ＳＦ６によるエッチングと、Ｃ４Ｆ８による保護膜の形成を繰り返すことでアスペクト比の高い溝を形成することが可能である。
【００５０】
その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて第１の凹みＣａ１の底面ＢＴにスルーホールを形成し、その内部に貫通配線１２及びグランド貫通配線１５となる導体を埋め込む。そして、スパッタ法などの物理気相成長（ＰＶＤ）法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などを用いて、シリコン基板２１の表面Ｆ１、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１及び底面ＢＴ上に、同時に、導体膜を成膜する。そして、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、図３（ａ）に示す信号配線１０、１０ｂや、グランド配線１１、１１ｂなどのパターニングを行う。そして、レーザーパターニング技術を用いて、傾斜面ＷＡ１上に形成される信号配線１０ａ及びグランド配線１１ａのパターニングを行う。裏面Ｆ２についても同様な処理により、図４（ａ）に示す裏面電極１３及びグランド電極１４を形成する。
【００５１】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００５２】
第１の凹みＣａ１の側面の少なくとも一部が、その側面の法線がシリコン基板２１の表面Ｆ１の法線に対して鋭角に交わる傾斜面ＷＡ１を成し、信号配線１０の一部１０ａがこの傾斜面ＷＡ１上に配置されている。更に、第１の凹みＣａ１は底面ＢＴを有し、底面ＢＴから裏面Ｆ２までのシリコン基板２１を貫通する孔の内部に貫通配線１２が埋め込まれ、信号配線１０の一部１０ｂは、底面ＢＴ上まで延長されて貫通配線１２に電気的に接続され、貫通配線１２を介して裏面電極１３に電気的に接続されている。
【００５３】
これにより、シリコン基板２１の表面Ｆ１から裏面Ｆ２間までを貫通する孔に埋め込まれた貫通ビアを介して信号配線１０を裏面電極１３に電気的に接続する場合に比べて、貫通ビアを短くすることができる。傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線１０の一部１０ａは、貫通ビアに比べてインピーダンスの変化を抑制することができる。よって、貫通ビアによるインピーダンスの不整合が抑制され、結果として高周波の伝送特性を向上させることができる。
【００５４】
また、傾斜面ＷＡ１の法線はシリコン基板２１の表面Ｆ１の法線に対して鋭角に交わるため、例えば、表面Ｆ１との間で法線同士が直角を成す垂直面に信号配線１０の一部を形成した場合に比べて、急激な電磁場の変化及びインピーダンスの変化を抑制することができる。
【００５５】
更に、シリコン基板２１全体を薄くする必要はないので、シリコン基板２１の機械的な強度は確保され、製造中、搬送中、使用中におけるハンドリングも従来と変らない。更に、第１の凹みＣａ１を裏面Ｆ２まで貫通させずに底面ＢＴを形成する。これにより、マイクロリレーの内部を封止する場合に、シリコン基板２１がパッケージ或いはキャップ部材として機能するため、部材の数を減らして、製造コストを削減し、マイクロリレーの小型化に貢献する。
【００５６】
このように、傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線の一部１０ａが、シリコン基板２１の裏面Ｆ２上に配置された裏面電極１３に電気的に接続されている。これにより、シリコン基板２１の表面Ｆ１から裏面Ｆ２間までを貫通する孔に埋め込まれた貫通ビアを介して信号配線１０を裏面電極１３に電気的に接続する場合に比べて、貫通ビアを短くすることができるので、貫通ビアによるインピーダンスの不整合が抑制され、結果として高周波の伝送特性を向上させることができる。
【００５７】
第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａと１対のグランド配線１１ａとの間隔を、シリコン基板２１の表面Ｆ１上における間隔から裏面Ｆ２に近づくに従って変化させることにより、傾斜面ＷＡ１における信号配線１０ａのインピーダンスを整合させることができる。具体的には、例えば、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａの線幅及び信号配線１０ａとグランド配線１１ａとの間隔は、裏面Ｆ２に近づくに従って小さくなっている。これにより、伝送線路を小型化することができる。或いは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上における信号配線１０ａの線幅及び信号配線１０ａとグランド配線１１ａとの間隔は、裏面Ｆ２に近づくに従って大きくなっていても構わない。
【００５８】
図４（ｂ）に示すように、貫通配線１２の両側を挟む位置に、第１の凹みＣａ１の底面ＢＴから裏面Ｆ２までのシリコン基板２１を貫通する孔の内部に１対のグランド貫通配線１５が埋め込まれ、１対のグランド配線１１ｂとグランド電極１４は、１対のグランド貫通配線１５によって電気的に接続されている。これにより、１対のグランド貫通配線１５が貫通配線１２への電磁結合を抑制することができるので、更に高い高周波の伝送特性を実現することができる。
（第２の実施の形態）
【００５９】
第２の実施の形態では、第１の凹みＣａ１がシリコン基板２１の裏面Ｆ２まで貫通している場合について説明する。図５（ａ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の表面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ切断面に沿ったマイクロリレー全体の断面図である。図５（ａ）のｘ方向は図２のｘ方向すなわちベース２０の短手方向であり、図５（ａ）のｙ方向は図２のｙ方向すなわちベース２０の長手方向である。
【００６０】
本発明の第２の実施の形態に関わる伝送線路において、シリコン基板２１の表面Ｆ１に形成された第１の凹みＣａ１は、シリコン基板２１の裏面Ｆ２まで貫通し、第１の凹みＣａ１は底面を有していない。信号配線１０の一部１０ａは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置されるが、第１の凹みＣａ１の底面には配置されない。同様に、グランド配線１１の一部１１ａは、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置されるが、第１の凹みＣａ１の底面には配置されない。
【００６１】
図５（ｂ）に示すように、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線１０の一部１０ａは、裏面電極１３ｂに接触している。すなわち、図３（ｂ）に示した底面ＢＴ上に配置された信号配線１０の一部１０ｂや貫通配線１２を介することなく、信号配線１０の一部１０ａは、直接、裏面電極１３ｂに電気的に接続している。
【００６２】
図５（ｃ）に示すように、シリコン基板２１の裏面Ｆ２には第１の凹みＣａ１が表出しており、第１の凹みＣａ１に隣接して裏面電極１３ｂが配置され、その周囲を所定の間隔をおいてグランド電極１４が配置されている。図示は省略するが、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置されたグランド配線１１の一部１１ａは、グランド電極１４に接触している。すなわち、図３（ｂ）に示した底面ＢＴ上に配置されたグランド配線１１の一部１１ｂやグランド貫通配線１５を介することなく、グランド配線１１の一部１１ａは、直接、グランド電極１４に電気的に接続している。
【００６３】
なお、マイクロリレー内部の気密性を確保するためにマイクロリレーの内部を封止する場合、第１の凹みＣａ１の内部には樹脂などの絶縁物を充填してもよい。
【００６４】
その他の構成は、図３及び図４に示した伝送線路の構成を同じであり、説明を省略する。
【００６５】
以上説明したように、第１の凹みＣａ１はシリコン基板２１の裏面Ｆ２まで貫通し、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１上に配置された信号配線の一部１０ａは、裏面電極１３ｂに接触している。これにより、シリコン基板を貫通する孔に埋め込まれる貫通ビアを無くすことができるので、貫通ビアによるインピーダンスの不整合の影響が無くなり、結果として高周波の伝送特性を更に向上させることができる。
（第３の実施の形態）
【００６６】
第３の実施の形態では、第１の凹みＣａ１が裏面Ｆ２まで貫通せずに底面ＢＴを有し、且つ、シリコン基板２１の裏面Ｆ２に第２の凹みＣａ２が形成されている場合について説明する。第２の凹みＣａ２は傾斜面ＷＡ２と底面とを有し、グランド電極１４は、シリコン基板２１の裏面Ｆ２上及び第２の凹みＣａ２の傾斜面ＷＡ２上及び底面上にそれぞれ配置されている。図６（ａ）は図６（ｂ）のＤ−Ｄ切断面における断面図であり、グランド電極１４は、信号配線１０に対向して配置されている。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、グランド電極１４、１４ａと信号配線１０、１０ａとの距離、即ちシリコン基板２１の厚さは、信号配線１０、１０ａの長手方向に沿って一定である。具体的には、第２の凹みＣａ２は、シリコン基板２１の表面Ｆ１において第１の凹みＣａ１が形成されていない領域に対向して形成され、傾斜面ＷＡ２は、第１の凹みＣａ１の傾斜面ＷＡ１に対向する位置に形成されている。
【００６８】
このように、第１の凹みＣａ１及び第２の凹みＣａ２の位置及び形状を、グランド電極１４、１４ａと信号配線１０、１０ａとの距離が信号配線１０、１０ａの長手方向に沿って一定となるように調整することにより、コプレーナウェーブガイド線路における信号配線１０、１０ａとグランド電極１４、１４ａ間の距離が一定となり、高い高周波の伝送特性を実現する伝送線路を設計することができる。
【００６９】
その他の構成は、図３及び図４に示した伝送線路の構成と同じであり、説明を省略する。
（その他の実施の形態）
【００７０】
上記のように、本発明は、３つの実施の形態及びによって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７１】
例えば、第３の実施の形態は、図３及び図４に示した伝送線路において裏面Ｆ２側に第２の凹みＣａ２を形成した場合を示したが、図５に示した伝送線路において裏面Ｆ２側に第２の凹みＣａ２を形成しても、同様な作用効果を得ることができる。
【００７２】
また、本発明の第１乃至第３の実施の形態では、誘電体基板の一例として単結晶シリコンからなるシリコン基板２１について説明したが、誘電体基板は、ガラス基板や、低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）であっても構わない。それぞれの基板の利点を述べる。先ず、シリコン基板２１の場合は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板を用いる場合に比べて、ベース２０の加工を容易に行うことができる。特に、機能部３０は、シリコンを用いて形成されているから、機能部３０とベース２０との線膨張係数をおおよそ等しくすることができる。そのため、線膨張係数の差に起因する応力を低減することができる。なお、シリコン基板２１としては、高抵抗のシリコンを用いることが望ましい。この場合には、高周波特性（特にスローウェーブモードでの高周波特性）を向上させることができる。
【００７３】
誘電体基板がガラス基板である場合、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで高周波特性を向上させることができる。
【００７４】
低温同時焼成セラミックス基板は、ガラス基板に比べて、直径が一様な円形状の貫通孔や内部配線（グランド層）を容易に形成することができる。貫通孔の直径が一様である場合には、貫通孔の直径が一様でない場合（例えば、孔の深さに従って径が変化する場合）に比べて、高周波特性が向上する。また、基板内部にグランド層を設けることにより、インピーダンスを調整することができ、インピーダンスの設計が容易になる。よって、ガラス基板に比べて、高周波の伝送特性を向上させることができる。
【００７５】
また、本発明の第１乃至第３の実施の形態では、ＭＥＭＳ構造体の一例として、マイクロリレーについて説明したが、これに限らず、高周波の電気信号を取り扱う、高周波スイッチ、共振器、フィルタ、発振器なども含まれる。
【００７６】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１０    信号配線
１０ａ、１０ｂ  信号配線の一部
１１    グランド配線
１１ａ、１１ｂ  グランド配線の一部
１２    貫通配線
１３、１３ｂ    裏面電極
１４    グランド電極
１５    グランド貫通配線
１９    フレーム電極
２０    ベース
２１    シリコン基板（誘電体基板）
２６    固定接点
２７、３６、４４    貫通ビア
３０    機能部
３１    第１の開口
３２    可動部
３３    フレーム
３４    第２の開口
３５    支持片
４０    カバー
４１    開孔部
４２    閉塞板
４３    配線パターン
４５    ガラス基板
５０    駆動装置
５１    電磁石装置
５２    永久磁石
５３    ヨーク
５４    コイル
５５    コイル端子
６０    アーマチュア
７０    レシジュアル
３２０  本体部
３２１  接点用突片
３２２  可動接点
３２３  支点用突片
３２４  支点突起
５３０  主片
５３１  脚片
ＢＴ    底面
Ｆ１    表面（第１の主表面）
Ｆ２    裏面（第２の主表面）
ＷＡ１、ＷＡ２  傾斜面
【図１】
2010225431.tif 000003
【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】
2010225431.tif 000008