(57)【要約】【課題】従来技術の２部品設計に関連した位置合わせの問題を軽減する単一多層ウエハで製造されたＭＥＭＳデバイスを提供すること。【解決手段】一実施形態では、ＭＥＭＳデバイスは、静止部と、静止部に回転可能に結合された可動部とを有する。静止部は、電極と、電極から電気的に分離された第１の導電構造とを有する。可動部は、回転可能平板と、この平板上にありかつこの平板に電気的に接続された第２の導電構造を有する。第２の導電構造の質量および位置は、回転軸に対する平板の不均衡を補償するように選ばれる。その上、静止位置で、第１および第２の導電構造は、電極のまわりに、電極に電気遮蔽を取り付けるように構成された実質的に連続した障壁を形成する。可動部は、回転中に可動部が電極と物理的に接触できないようなやり方で、第２の導電構造と電極の間に加えられた電圧に応じて静止部に対して回転するように構成され、これによって、多くの従来技術デバイスに固有のスナップダウンの問題が軽減される。【選択図】図１Ｂ
2006095683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する静止部と、
前記静止部に可動に結合された、導電構造を有する可動部と、を備えるデバイスであって、
前記電極および前記導電構造がアクチュエータを形成し、
前記可動部が、前記アクチュエータに加えられた電圧に応じて前記静止部に対して回転するように構成され、
前記可動部が、回転軸に対して短い部分と長い部分とを有し、前記短い部分および長い部分が不平衡平板を形成し、さらに、
前記導電構造が、前記平板の不均衡を少なくとも部分的に補償するデバイス。
【請求項２】
前記アクチュエータがフリンジ電界アクチュエータであり、
前記可動部が、前記回転軸の異なる側にある可動質量の実質的に等しい慣性モーメントを有し、
前記可動部が、前記回転中に前記電極と物理的に接触することができず、さらに、
前記アクチュエータによって引き起こされる静止位置から離れる回転が、前記電極と前記導電構造の間の間隔を減少させる、請求項１に記載の発明。
【請求項３】
前記導電構造が、少なくとも前記電極の周囲部分に沿って電磁障壁を形成し、前記障壁が前記電極に電気遮蔽を取り付けるように構成され、さらに、
前記デバイスはＭＥＭＳデバイスであって、前記ＭＥＭＳデバイスの２以上の例を有するスイッチの一部であり、前記導電構造が前記ＭＥＭＳデバイスの異なる例の間のクロストークを妨げるように構成される、請求項１に記載の発明。
【請求項４】
前記デバイスが、単一多層ウエハを使用して製造され、前記導電構造および前記電極が、前記ウエハの異なる層に形成される、請求項１に記載の発明。
【請求項５】
デバイスの可動部をデバイスの静止部に対して動かす手段を備えるデバイスであって、
前記手段が前記静止部に接続された静止部分と前記可動部に接続された可動部分とを備え、前記可動部が前記可動部分と前記静止部分の間に加えられた電圧に応じて前記静止部に対して動くように構成され、さらに、
前記可動部の短い部位と長い部位の間の慣性不均衡を少なくとも部分的に補償する前記可動部に接続された手段を備えるデバイス。
【請求項６】
電極を有する静止部と、
前記静止部に可動に結合された、導電構造を有する可動部と、を備えるデバイスであって、
前記電極および前記導電構造がフリンジ電界アクチュエータを形成し、
前記可動部が、前記アクチュエータに加えられた電圧に応じて前記静止部に対して回転するように構成され、さらに、
前記フリンジ電界アクチュエータによって引き起こされた静止位置から離れる回転が、前記電極と前記導電構造の間の間隔を減少させるデバイス。
【請求項７】
前記導電構造が、前記電極の少なくとも周囲部分に沿って電磁障壁を形成し、前記電磁障壁が前記電極に電気遮蔽を取り付けるように構成され、
前記デバイスがＭＥＭＳデバイスであって、前記ＭＥＭＳデバイスの２以上の例を有するスイッチの一部であり、前記導電構造が前記ＭＥＭＳデバイスの異なる例の間のクロストークを妨げるように構成される、請求項６に記載の発明。
【請求項８】
電極と、前記電極から電気的に分離された第１の導電構造とを有する静止部、および
前記静止部に可動に結合された可動部を備えるデバイスであって、
前記可動部が、前記可動部と前記電極の間に加えられた電圧に応じて前記静止部に対して動くように構成されており、さらに、
前記第１の導電構造が、前記電極の少なくとも周囲部分に沿った電磁（ｅ−ｍ）障壁の一部であるデバイス。
【請求項９】
前記可動部が第２の導電構造を有し、さらに、
静止位置で、前記第１および第２の導電構造が、実質的に連続した電磁障壁を前記電極の周囲に形成する、請求項８に記載の発明。
【請求項１０】
前記電極が、前記実質的に連続した障壁によって画定された開口の中に引っ込んでおり、さらに、前記電極および前記第２の導電構造がフリンジ電界アクチュエータを形成する、請求項９に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願の内容は、２００２年９月３０日に出願された米国特許出願第１０／２６１，０８９号（「‘０８９出願」）の内容に関係している。この出願の教示は、参照して本明細書に組み込む。
本発明は、光通信装置に関し、より詳細には、そのような装置で使用するための超小形電気機械デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信装置には、超小形電気機械システム（ＭＥＭＳ）を使用することができる。代表的なＭＥＭＳデバイスは、超精密機械加工ミラーのアレイを有することができ、その各ミラーは電気信号に応じて個々に動くことができる。そのようなアレイは、波長敏感スイッチの要素として使用することができる。動作中に、アレイの少なくとも１つのミラーが光ビームを受け取る。このビームは、ミラーで反射され、ミラーの回転角を制御することによって、異なる位置（例えば、選択された出力ポート）に制御可能に向け直すことができる。
【０００３】
従来技術ＭＥＭＳデバイスの１つの問題は、そのようなデバイスを製造することに関係している。製造中に、２個の部品例えばウエハがＭＥＭＳデバイスを形成するために使用され、この２個の部品を正確に位置合わせして、作動電極を対応するミラーに対して適切に位置付けしなければならない。比較的小さなミラーおよび／または比較的多数のミラーを有するミラー・アレイの場合、そのような位置合わせは、実現するのが困難なことがある。
【０００４】
従来技術ＭＥＭＳデバイスの他の問題は、「スナップダウン」と呼ばれる。具体的には、そのようなデバイスの作動電極に加えられた電圧が臨界（スナップダウン）値を超えたとき、ミラーの傾斜角が急激に制御不可能に増加する。この挙動によって、電極および／またはウエハに対するミラーの衝突が起こり、ミラーを損傷させかつＭＥＭＳデバイスを動作不能にすることがある。
【特許文献１】米国特許出願第１０／２６１，０８９号（「‘０８９出願」）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の原理に従って、従来技術の２部品設計に関連した位置合わせの問題を軽減する単一多層ウエハで製造されたＭＥＭＳデバイスによって、従来技術の問題に対処する。一実施形態では、ＭＥＭＳデバイスは、静止部と、この静止部に回転可能に結合された可動部とを有する。静止部は、電極と、この電極から電気的に分離された第２の導電構造とを有する。可動部は、回転可能な平板と、この平板上に位置しかつこの平板に電気的に接続された第２の導電構造とを有する。第２の導電構造の質量および位置は、回転軸に対する平板の不均衡を補償するように選ばれる。その上、静止位置では、第１および第２の導電構造は、電極に電気遮蔽を取り付けるように構成された実質的に連続した障壁を電極の周囲に形成する。可動部は、回転中に可動部が電極と物理的に接触できないようなやり方で、第２の導電構造と電極の間に加えられた電圧に応じて静止部に対して回転するように構成される。従来技術の多くのデバイスに固有のスナップダウンの問題が軽減される。
本発明の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書での「一実施形態」また「１つの実施形態」の記載は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所での「一実施形態において」という句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を参照するとは限らないし、互いに他の実施形態を除いた別個または代替えの実施形態を参照しない。
【０００７】
図１Ａ〜Ｄは、先に引用した‘０８９出願で前に開示されたスイッチの例示の実施形態を表すアレイ・スイッチ１００を模式的に示す（例えば、図１２〜１３を参照されたい）。具体的には、図１Ａはスイッチ１００の上面図を示し、図１Ｂ〜Ｄは、それぞれ、Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃと表示した切断面に沿ったスイッチの３つの断面図を示す。スイッチ１００は、単一多層ウエハを使用して製造することができ、これによって、従来技術の２部品設計に関連した位置合わせの問題が軽減される。その上、スイッチ１００は、フリンジ電界（ＦＦ）アクチュエータを有する。このフリンジ電界（ＦＦ）アクチュエータの１つの有利点は、ＦＦアクチュエータを形成する回転可能平板および作動電極を、平板回転中に互いに物理的に接触できないように設計できることである。その結果として、スイッチ１００には、多くの従来技術スイッチに固有のスナップダウンの問題がない。本発明と関連したスイッチ１００の特徴の簡単な説明を以下に示す。
【０００８】
図１Ａ〜Ｂを参照して、スイッチ１００は３個の直線に配列されたＭＥＭＳデバイス１０２（それぞれ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃと表示されている）を有する。各デバイス１０２は、一対の曲がりくねったばね１１２を介して静止構造１１６に取り付けられた可動平板１１０を有し、これらのばね１１２が可動平板の回転軸１１４を画定し、また図１Ｂに破線で示すようにその軸のまわりの平板の回転を可能にしている。回転軸１１４で、平板１１０は、この軸の異なる側に位置する２つの部分に分割され、図１Ｂで、これらの部分はそれぞれ１１０’および１１０”と表示されている。静止構造１１６に近接した部分１１０”は、以下でアクチュエータ・アーム１１０”と呼ぶ。
【０００９】
デバイス１０２ごとに、静止構造１１６は、対応する導電トラック１３２を介してコンタクト・パッド１３０に接続された電極１２０を有する。電極１２０、導電トラック１３２、およびコンタクト・パッド１３０は、デバイス１０２の構造の残り部分から電気的に分離されており、例えば外部電圧発生器（図示しない）からバイアス電圧をコンタクト・パッドに加えることによって、平板１１０に対して電気的にバイアスすることができる。アクチュエータ・アーム１１０”および電極１２０はデバイス１０２のフリンジ電界（ＦＦ）アクチュエータを形成する。
【００１０】
また、静止構造１１６は、導電構造１４０を有し、この導電構造１４０の１つの目的は、スイッチ１００の異なるデバイス１０２間のクロストークを減らすことである。この目的を達成するために、導電構造１４０は壁部１４２および指部１４４を有する。壁部１４２は、電極１２０とコンタクト・パッド１３０の間にある。指部１４４は、壁部１４２から電極１２０およびアクチュエータ・アーム１１０”の側面に沿って延びている。その結果、導電構造１４０は、各電極１２０の３つの側を取り囲んでおり、それによって、異なるデバイス１０２に属する電極を互いに部分的に遮蔽している。その上、各対応する指部１４４は、１つのデバイス１０２のアクチュエータ・アーム１１０”を隣り合うデバイス１０２の電極１２０で生成された電界から電気的に遮蔽する。例えば、１４４’と表示した指部は、デバイス１０２ａおよびデバイス１０２ｂの電極１２０を互いに部分的に遮蔽する。その上、指部１４４’は、（ｉ）デバイス１０２ａのアクチュエータ・アーム１１０”をデバイス１０２ｂの電極１２０から電気的に遮蔽し、さらに（ｉｉ）デバイス１０２ｂのアクチュエータ・アーム１１０”をデバイス１０２ａの電極１２０から電気的に遮蔽する。
【００１１】
代表的な構成では、静止構造１１６（電極１２０、導電トラック１３２、およびコンタクト・パッド１３０を除いて）は接地電位にある。ばね１１２は導電性材料（例えば、シリコン）で作られているので、平板１１０も接地電位にある。コンタクト・パッド１３０、導電トラック１３２、および電極１２０が先に説明したようにバイアスされたとき、電極１２０とアクチュエータ・アーム１１０”の間に電圧差があり、この電圧差で対応する電界が生成される。今度は、この電界が、電極１２０とアクチュエータ・アーム１１０”の間に引力の静電力を生成し、この静電力がアクチュエータ・アームを電極の方に向かって動かし、これによって、例えば図１Ｂに破線で示すように、平板１１０が回転する。ばね１１２の変形で生成される復元力は、静電力に逆らう力である。バイアスが取り除かれたとき、ばねの復元力で、平板１１０は図１Ｂに実線で示す最初の静止位置に戻る。
【００１２】
代表的な実施形態では、デバイス１０２の製造は、基板層１５２、薄い絶縁層１５４、およびオーバーレイヤ（ｏｖｅｒｌａｙｅｒ）１５６の３層を有する層状ウエハ１５０から始まる。層１５４は、オーバーレイヤ１５６を基板層１５２から電気的に分離する。オーバーレイヤ１５６および基板層１５２は一般にシリコンであり、絶縁層１５４は一般にシリコン酸化膜である。製造プロセス中に、ウエハ１５０の上に材料の追加の層が堆積される。結果として得られた層状構造の様々な層は、デバイス１０２の様々な要素を形成するように適切にパターン形成されかつエッチングされる。
【００１３】
デバイス１０２の製造プロセスで使用することができる代表的な製造ステップの詳細な説明は、先に引用した‘０８９出願に見出すことができる（例えば、図１１Ａ〜Ｆを参照されたい）。簡単に言えば、オーバーレイヤ１５６が、最初に、平板１１０、ばね１１２、コンタクト・パッド１３０、および導電トラック１３２を画定するようにパターン形成されかつエッチングされる。それから、追加の絶縁（例えば、シリコン酸化膜）層１５８がウエハ１５０を覆って堆積され、この絶縁層が電極１２０と静止構造１１６の特定の要素との間の電気絶縁を実現する。層１５８は、平板１１０、コンタクト・パッド１３０、および導電トラック１３２の部分１３４を露出させるようにパターン形成されかつエッチングされる。それから、比較的厚い導電性（例えば、シリコン）層１６０が結果として得られた構造の上に堆積される。層１６０の材料は、部分１３４の上の層１５８の開口を埋めて導電性ビア構造を形成し、このビア構造が電極１２０を導電トラック１３２と電気的に接続する。１つまたは複数の同様に形成されたビア構造（図示しない）は、（ｉ）導電構造１４０をオーバーレイヤ１５６と、また（ｉｉ）オーバーレイヤ１５６を基板層１５２と電気的に接続するように使用することができる。それから、電極１２０および構造１４０を形成するように、層１６０がパターン形成されかつエッチングされる。後で、平板１１０に対応する基板層１５２の部分が除去される。それから、絶縁層１５４の露出部分がエッチング除去されて、平板１１０およびばね１１２が解放される。最後に、コンタクト・パッド１３０が薄い金属（例えば、金）層１６２で覆われて（図１Ｂを参照されたい）、デバイス１０２の製造プロセスが完了する。
【００１４】
図２Ａ〜Ｄは、本発明の一実施形態に従ったアレイ・スイッチ２００を模式的に示す。図２Ａは、スイッチ２００の上面図を示し、図２Ｂ〜Ｄは、それぞれ、切断面Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、およびＣ−Ｃに沿った前記スイッチの３つの断面図を示す。スイッチ１００と同様に、スイッチ２００は、３個の直線に配列されたＭＥＭＳデバイス２０２（それぞれ、２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃと表示される）を有する。指摘された場合を除いて、スイッチ２００の構造はスイッチ１００の構造に類似しており、２つの構造の類似要素は、図１〜２において、同じ終り２桁を有する表示で示されている。スイッチ２００と１００の構造的な差異は、以下でより詳細に説明する。
【００１５】
デバイス１０２の電極１２０の代わりに、デバイス２０２は電極２７０を有する。電極１２０（図１）と電極２７０（図２）の１つの差は、電極１２０がウエハ１５０の上に堆積された追加の層１６０を使用して形成されるが、一方で、電極２７０はウエハ２５０の最初のオーバーレイヤ２５６を使用して形成されることである。スイッチ１００の導電構造１４０と同様に、スイッチ２００の導電構造２４０は、ウエハ２５０の上に堆積された追加の層２６０を使用して形成される。その結果、デバイス２０２では、電極２７０は導電構造２４０に対して引っ込んでいる（例えば、図２Ｂおよび２Ｄを参照されたい）。対照的に、電極１２０は、導電構造１４０とほぼ同じレベルにある（例えば、図１Ｂおよび１Ｄを参照されたい）。
【００１６】
デバイス１０２（図１）と比べて、デバイス２０２（図２）は、新しい要素、すなわち可動平板２１０のアクチュエータ・アーム２１０”上にある導電構造２８０を有している（例えば、図２Ｂおよび２Ｃを参照されたい）。そのようなものとして、導電構造２８０は平板２１０と共に動くことができる。導電構造２８０は平板２１０と直接電気的に接触しているので、導電構造は、平板を動かすアクチュエータの一部である。具体的には、導電構造２８０および電極２７０は、デバイス２０２のフリンジ電界アクチュエータを形成する。導電構造２４０と共に、導電構造２８０は、対応する電極２７０のまわりに実質的に連続した導電性障壁を形成する。代表的な実現では、障壁は、導電構造２４０と２８０の間の対応する変わり目にある２つのギャップを有している。しかし、各ギャップは比較的狭く、例えば、障壁自体の幅よりも小さな幅である。「障壁幅」という用語は、次の大きさのうちのいずれか１つに関して使用される。すなわち、Ｙ方向の壁２４２の大きさ、Ｘ方向の指部２４４の大きさ、およびＹ方向の導電構造の大きさ。「ギャップ幅」という用語は、Ｘ方向における指部２４４と導電構造２８０の間のギャップの大きさに関して使用される。導電構造２８０は、導電構造２４０と同様に、例えばウエハ２５０に堆積された追加の層２６０で、形成することができる。
【００１７】
代表的な構成では、静止構造２１６（電極２７０、導電トラック２３２、およびコンタクト・パッド２３０を除いて）は接地電位にある。ばね２１２は導電性材料（例えば、シリコン）で作られているので、平板２１０および導電構造２８０も接地電位にある。コンタクト・パッド２３０、導電トラック２３２、および電極２７０が静止構造２１６の残り部分に対してバイアスされたとき、電極と導電構造２８０の間に電圧差があり、この電圧差で対応する電界が生成される。今度は、その電界が、電極２７０と導電構造２８０の間に引力の静電力を生成し、この静電力が導電構造を電極の方に向かって動かし、これによって、例えば図２Ｂに破線で示すように、平板２１０が回転する。ばね２１２の変形で生成される復元力は、静電力に逆らう力である。バイアスが取り除かれたとき、ばねの復元力で、平板２１０は図２Ｂに実線で示す最初の静止位置に戻る。
【００１８】
各デバイス２０２に導電構造２８０が存在することで、結果として、スイッチ１００（図１）の特性より優れたスイッチ２００（図２）の特性のいくつかの相違が生じる。これらの相違は以下でより詳細に説明する。
【００１９】
先ず第１に、導電構造２８０の存在で、平板２１０の機械的な平衡は、平板１１０のそれに比べて改善される。具体的には、図１Ｂを簡単に参照して、部分１１０’は一般にアクチュエータ・アーム１１０”よりも長い長さを有するので、軸１１４の一方の側の可動質量の慣性モーメントは、他方の側のそれよりも大きい。導電構造２８０の無い場合、同様なことが平板２１０について言える（例えば、図２Ｂを参照されたい）。しかし、導電構造２８０が平板２１０のアクチュエータ・アーム側に質量を追加し、それによって、２つの側の間の慣性モーメントの相違が減少する。さらに、導電構造２８０の質量を適切に選び、かつ導電構造を軸２１４に対して適切にアクチュエータ・アーム２１０”上に配置することによって、実質的にまたは完全に平板２１０を平衡させることが可能である。すなわち、軸の両側にある可動質量について実質的に等しい慣性モーメントを有することが可能である。平板２１０の平衡のとれた構成を有することは、平板が例えば外部振動または衝撃で誘起されることのある制御できない回転を受け難くなるので、有利であることがある。
【００２０】
第２に、導電構造２８０の存在で、スイッチ２００の対応する電極２７０の電気遮蔽は、スイッチ１００の電極１２０の電気遮蔽に比べて改善される。具体的には、スイッチ１００では、壁１４２が１つの側面に沿って電極を遮蔽しかつ２つの指部１４４が２つの他の側面に沿って電極を遮蔽した状態で（図１Ａを参照されたい）、導電構造１４０は、電極の３つの側面に沿ってだけ電極１２０の電気遮蔽を実現している。スイッチ１００の導電構造１４０と同様に、スイッチ２００の導電構造２４０は、３つの側面に沿って電極２７０の電気遮蔽を実現する。しかし、導電構造２４０で実現される遮蔽に加えて、導電構造２８０が電極の第４の側面に沿って追加の電気遮蔽を実現する（図２Ａを参照されたい）。この追加の電気遮蔽は、有利なことに、スイッチ１００の異なるデバイス１０２間のクロストーク・レベルに比べて、スイッチ２００の異なるデバイス２０２間のクロストーク・レベルを減少させることができる。
【００２１】
第３に、導電構造２８０が存在のために、所定のバイアス電圧で、デバイス２０２は、デバイス１０２において平板１１０に生じる振れ角に比べて、平板２１０により大きな振れ角を生じさせることができる。この振れ角の差は次のように定性的に理解することができる。平板１１０が図１Ｂに示すように回転するとき、アクチュエータ・アーム１１０”と平板１１０に面する電極１２０の側面との間の間隔（ギャップ）は、回転角の増加と共に増加する。今度は、この間隔の増加で、実効ＦＦ強度および電極１２０から平板１１０に作用する結果として得られるトルクが減少する。対照的に、平板２１０が図２Ｂに示すように回転するとき、導電構造２８０と平板２１０に面する電極２７０の側面との間の間隔（ギャップ）は、回転角の増加と共に減少する。今度は、この間隔の減少で、実効ＦＦ強度および電極２７０から平板２１０に作用するトルクが増加する。このように、平板の回転は、デバイス１０２と２０２とにおいて、実効静電トルクに定性的に異なる効果を及ぼす。その結果として、同じバイアス電圧で、デバイス２０２では、デバイス１０２において平板１１０に生じる振れ角に比べて、より大きな振れ角が平板２１０に生じる。もしくは、デバイス２０２のこの特性は、デバイス１０２で所望の振れ角を達成するのに必要なバイアス電圧よりも低いバイアス電圧でその同じ振れ角を達成する能力と見なすことができる。
【００２２】
図３Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態に従ったスイッチ２００（図２）でＭＥＭＳデバイス２０２として使用することができるＭＥＭＳデバイス３０２を模式的に示す。具体的には、図３Ａは、デバイス３０２の側面図であり、可動平板３１０は初期の静止位置で示されている。図３Ｂは、可動平板３１０が振れた位置で示されているデバイス３０２の側面図である。図３のＭＥＭＳデバイス３０２は、図２のＭＥＭＳデバイス２０２と類似しており、２つのデバイスの類似要素は、図２および３で、同じ終り２桁を有する表示で示されている。しかし、デバイス２０２と３０２の間の１つの相違は、軸３１４のまわりを平板３１０が回転するときに導電構造３８０が電極３７０と物理的に接触できないようにデバイス３０２が特に設計されていることである。
【００２３】
図３Ａを参照して、可動平板３１０のアクチュエータ・アーム３１０”上にある導電構造３８０は高さＨを有し、平板３１０のアクチュエータ・アーム３１０”は長さＬを有し、初期の静止位置で、電極３７０とアクチュエータ・アーム３１０”の間の間隔（ギャップ）はｇである。図３Ｂを参照して、導電構造３８０と電極３７０の間の最小可能間隔は、図に示すように、導電構造の角３８２が軸３１４のまわりを回転して電極のレベルに下がったときに実現される。この位置は、回転角θ０＝アークタンジェント（Ｈ／Ｌ）に対応し、この回転角は、また、電極３７０で静電作動が行なわれる場合のデバイス３０２において達成可能な最大回転角の近似と考えることができる。デバイス３０２では、ｇ＞Ｄ−Ｌであることで、導電構造３８０と電極３７０の間の物理的な接触は起こらない。ここで、Ｄ＝（Ｌ２＋Ｈ２）１／２である。下の表１は、デバイス３０２の様々な実現で使用できるＨ、Ｌおよびｇの代表的な値を提供する。これらの実現に対応するθ０の値も表１に提供する。
【表１】
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【００２４】
本発明のスイッチは、シリコン／シリコン酸化膜ＳＯＩウエハの使用に関して説明したが、ゲルマニウム補償シリコンのような他の適切な材料を同様に使用することができる。材料は、当技術分野で知られているように適切にドープすることができる。例えば高反射率および／または導電率のための金属堆積によって、または高機械強度のためのイオン打ち込みによって、様々な表面を変えることができる。異なった形状の平板、アクチュエータ・アーム、電極、障壁、導電構造、および／または支持構造は、本発明の範囲および原理から逸脱することなしに使用することができる。可動平板（例えば、図２の平板２１０）は、１つまたは複数の異なる構成のばねを使用して対応する静止部に結合することができる。ここで、用語「ばね」は、一般に、変形された後で元の形に回復することができる任意の適切な弾性構造を意味する。必要に応じておよび／または当業者に明らかなように、導電トラックの異なる配置を実現することができる。
【００２５】
本発明のＭＥＭＳデバイスは、電圧の適切な選択／調整に基づいて動作角範囲内の任意の回転角を実現するように構成することができる。本発明の個々のＭＥＭＳデバイスは、ミラーの直線アレイ、放射状アレイ、または２次元アレイを実現するように、さまざまに配列することができる。結果として得られたアレイ・デバイスは、２以上のそのような個々のＭＥＭＳデバイスを有することができる。
【００２６】
本発明は説明に役立つ実施形態を参照して説明したが、この説明は、制限する意味で解釈される意図でない。本発明が関係する当業者には明らかな本発明の他の実施形態だけでなく、説明された実施形態の様々な修正物も、添付の特許請求の範囲に示されるような本発明の原理および範囲内にあると考えられる。
【００２７】
この明細書の目的では、ＭＥＭＳデバイスは、相対的に動くように構成された２以上の部分を有するデバイスである。ここで、動きは、機械的、熱的、電気的、磁気的、光学的、および／または化学的相互作用のような任意の適切な相互作用または相互作用の組合せに基づいている。ＭＥＭＳデバイスは、（１）例えば自己集合モノレーヤ、所望の化学物質に対して高親和性を有する化学被膜、およびダングリング化学結合の生成および飽和を使用する自己集合技術、（２）例えばリソグラフィ、化学気相成長、材料のパターン形成および選択エッチング、および表面の処理、成形、メッキ、およびテクスチャ加工を使用するウエハ／材料加工技術を含むことができるが、必ずしもこれらに限定されないマイクロ製造技術またはより小さな製造技術（ナノ製造技術を含んだ）を使用して製造される。ＭＥＭＳデバイスの特定の要素の規模／大きさは、量子効果の現れを可能にするようなものであることができる。ＭＥＭＳデバイスの例には、制限されることなく、ＮＥＭＳ（ナノ電気機械システム）デバイス、ＭＯＥＭＳ（マイクロ光電気機械システム）デバイス、マイクロマシーン、マイクロシステム、およびマイクロシステム技術またはマイクロシステム集積化を使用して作られたデバイスがある。
【００２８】
本発明はＭＥＭＳデバイスとしての実現の背景で説明したが、本発明は、理論的には、マイクロスケールよりも大きなスケールを含んだ任意のスケールで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】先に引用した‘０８９出願に開示されたスイッチの例示の実施形態を表すアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図１Ｂ】先に引用した‘０８９出願に開示されたスイッチの例示の実施形態を表すアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図１Ｃ】先に引用した‘０８９出願に開示されたスイッチの例示の実施形態を表すアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図１Ｄ】先に引用した‘０８９出願に開示されたスイッチの例示の実施形態を表すアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従ったアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従ったアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に従ったアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態に従ったアレイ・スイッチを模式的に示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に従った図２のアレイ・スイッチで使用することができるＭＥＭＳデバイスを模式的に示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に従った図２のアレイ・スイッチで使用することができるＭＥＭＳデバイスを模式的に示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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