(57)【要約】本開示は、一般に大きな電力を切り替え可能なＭＥＭＳスイッチを製作するための機構に関する。特別な着地電極が採用され、ＭＥＭＳデバイスに沿って追加された電気コンタクトを提供し、接触時に、最も熱いポイントに近いＭＥＭＳ構造から電流および熱が除去される。
2019501485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
そこに形成された複数の電極を有する基板であって、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を備える、基板と、
複数の電極および基板の上に配置された第１絶縁層と、
絶縁層の上に配置されたスイッチング素子であって、スイッチング素子は、アンカー部、レグ部およびブリッジ部を含み、アンカー部は、アンカー電極に電気的に接続されている、スイッチング素子と、
ＲＦ電極に接続された第１ポストと、
アンカー電極に電気的に接続された第２ポストであって、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置と、第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置との間で移動可能である、第２ポストとを備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
第２ポストは、電気的伝導性および熱的伝導性の材料を備える請求項１記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
スイッチング素子は、電気的伝導性および熱的伝導性の両方である第１部分、および電気的絶縁性である第２部分を有する底面を有する請求項２記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
第２ポストおよび第１ポストは、それぞれ上面を有し、
該上面は、同じ材料を備える請求項２記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
第２ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、ブリッジ部が第２ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項１記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
第１ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、アンカー部が第１ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項１記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
スイッチング素子の上に配置されたプルアップ電極をさらに備える請求項１記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
そこに形成された複数の電極を有する基板であって、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を備える、基板と、
複数の電極および基板の上に配置された第１絶縁層と、
絶縁層の上に配置されたスイッチング素子であって、スイッチング素子は、アンカー部、レグ部およびブリッジ部を含み、アンカー部は、アンカー電極に電気的に接続されており、スイッチング素子は、絶縁部および導電部を有する底面を有する、スイッチング素子と、
ＲＦ電極に接続された第１ポストと、
アンカー電極の上に配置され、アンカー電極に電気的に接続された第２ポストであって、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置と、第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置との間で移動可能であり、絶縁部は、第２位置で第２ポストと接触し、導電部は、第２位置で第１ポストと接触する、第２ポストとを備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
第２ポストは、電気的伝導性および熱的伝導性の材料を備える請求項８記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
スイッチング素子は、電気的伝導性および熱的伝導性の両方である第１部分、および電気的絶縁性である第２部分を有する底面を有する請求項９記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
第２ポストおよび第１ポストは、それぞれ上面を有し、
該上面は、同じ材料を備える請求項８記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
第２ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、ブリッジ部が第２ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項８記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
第１ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、アンカー部が第１ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項８記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
スイッチング素子の上に配置されたプルアップ電極をさらに備える請求項８記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
ＭＥＭＳデバイスを形成する方法てあって、
絶縁層を基板の上に堆積させるステップであって、基板は、そこに形成された複数の電極を有し、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を含む、ステップと、
絶縁層の少なくとも一部を除去して、アンカー電極の少なくとも一部およびＲＦ電極の少なくとも一部を露出させるステップと、
第１ポストを、ＲＦ電極の上に接触させて形成するステップと、
第２ポストを、アンカー電極の上に接触させて形成するステップと、
スイッチング素子を、基板、第１ポストおよび第２ポストの上に形成するステップであって、スイッチング素子は、アンカー電極に電気的に接続されたアンカー部、レグ部およびＲＦ電極を含み、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置、ならびに第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置から移動可能である、ステップと、を含む方法。
【請求項１６】
第２ポストは、電気的伝導性および熱的伝導性の材料を備える請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
スイッチング素子は、電気的伝導性および熱的伝導性の両方である第１部分、および電気的絶縁性である第２部分を有する底面を有する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第２ポストおよび第１ポストは、それぞれ上面を有し、
該上面は、同じ材料を備える請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
第２ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、ブリッジ部が第２ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
第１ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、アンカー部が第１ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
スイッチング素子の上に配置されたプルアップ電極を形成するステップをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
ＭＥＭＳデバイスを形成する方法であって、
絶縁層を基板の上に堆積させるステップであって、基板は、そこに形成された複数の電極を有し、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を含む、ステップと、
絶縁層の少なくとも一部を除去して、アンカー電極の少なくとも一部およびＲＦ電極の少なくとも一部を露出させるステップと、
第１ポストを、ＲＦ電極の上に接触させて形成するステップと、
第２ポストを、アンカー電極の上に形成するステップであって、第２ポストは、アンカー電極に電気的に接続される、ステップと、
スイッチング素子を、基板、第１ポストおよび第２ポストの上に形成するステップであって、スイッチング素子は、アンカー電極に電気的に接続されたアンカー部、レグ部およびＲＦ電極を含み、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置、ならびに第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置から移動可能であり、スイッチング素子は、絶縁部および導電部を有する底面を有し、絶縁部は、第２位置で第２ポストと接触し、導電部は、第２位置で第１ポストと接触する、ステップと、を含む方法。
【請求項２３】
第２ポストは、電気的伝導性および熱的伝導性の材料を備える請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
スイッチング素子は、電気的伝導性および熱的伝導性の両方である第１部分、および電気的絶縁性である第２部分を有する底面を有する請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
第２ポストおよび第１ポストは、それぞれ上面を有し、
該上面は、同じ材料を備える請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
第２ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、ブリッジ部が第２ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
第１ポストは、スイッチング素子が第２位置にある場合、アンカー部が第１ポストと接触するような場所に位置決めされる請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
スイッチング素子の上に配置されたプルアップ電極を形成するステップをさらに含む請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、高電力用途でのＭＥＭＳスイッチの温度上昇を制限するための手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレートが、第１位置と、着地電極と電気接触する第２位置との間で移動するＭＥＭＳ抵抗スイッチを動作させる場合、スイッチに印加される高電力が、自立するＭＥＭＳデバイスを通る電流フローを生じさせることがある。これらの電流は、抵抗加熱を生じさせて、ＭＥＭＳ部分での温度上昇をもたらすことがあり、デバイス寿命を制限し、またはデバイス動作を望まない方法に変更することがある。加熱は、望まない熱膨張を生じさせ、スイッチング電圧の変化、またはデバイス製造でしばしば使用される合金材料の相変化をもたらすことがある。
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスのプレートは、電圧を駆動電極に印加することによって移動する。いったん電極電圧が、しばしばスナップイン(snap-in)電圧と称される特定の電圧に到達すると、プレートは電極に向けて移動する。いったん電圧がリリース電圧に低下すると、プレートは元の位置に戻る。プレートが駆動電極に近いときのより高い静電気力に起因して、そして、プレートと、プレートがいったん電極に接近して接触する表面との間の吸着(stiction)に起因して、リリース電圧は、典型的にはスナップイン電圧より低い。ＭＥＭＳデバイスのばね定数は、プルイン(pull in: 引き込み)電圧およびプルオフ(pull off: 引き離し)電圧の値を設定する。もし加熱に起因してＭＥＭＳ材料の性質が変化すると、これらの電圧も変化するため、これは製品において望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ＭＥＭＳ内で過度の温度上昇をもたらすことなく、大きな電圧または電流を切り替え可能なＭＥＭＳスイッチについて先行技術でのニーズがある。これは、携帯電話用途でＲＦ信号を切り替えるために特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、一般に、例えば、携帯電話用途のＲＦチューナで見つかるように、高電力信号を切り替えるときにＭＥＭＳプレートで誘導される電流フローによって生じるＭＥＭＳスイッチ内の温度上昇を制御するための機構に関する。電気着地ポストが、並列な電気経路を提供しながら熱経路も提供して、プレート内の熱を減少させるように、位置決めできる。
【０００６】
一実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは、
そこに形成された複数の電極を有する基板であって、複数の電極は、少なくともアンカー(anchor)電極、プルイン電極およびＲＦ電極を備える、基板と、
複数の電極および基板の上に配置された第１絶縁層と、
絶縁層の上に配置されたスイッチング素子であって、スイッチング素子は、アンカー部、レグ(leg)部およびブリッジ(bridge)部を含み、アンカー部は、アンカー電極に電気的に接続されている、スイッチング素子と、
ＲＦ電極に接続された第１ポストと、
アンカー電極に電気的に接続された第２ポストであって、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置と、第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置との間で移動可能である、第２ポストとを備える。
【０００７】
他の実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは、
そこに形成された複数の電極を有する基板であって、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を備える、基板と、
複数の電極および基板の上に配置された第１絶縁層と、
絶縁層の上に配置されたスイッチング素子であって、スイッチング素子は、アンカー部、レグ部およびブリッジ部を含み、アンカー部は、アンカー電極に電気的に接続されており、スイッチング素子は、絶縁部および導電部を有する底面を有する、スイッチング素子と、
ＲＦ電極に接続された第１ポストと、
アンカー電極の上に配置され、アンカー電極に電気的に接続された第２ポストであって、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置と、第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置との間で移動可能であり、絶縁部は、第２位置で第２ポストと接触し、導電部は、第２位置で第１ポストと接触する、第２ポストとを備える。
【０００８】
他の実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを形成する方法は、
絶縁層を基板の上に堆積させるステップであって、基板は、そこに形成された複数の電極を有し、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を含む、ステップと、
絶縁層の少なくとも一部を除去して、アンカー電極の少なくとも一部およびＲＦ電極の少なくとも一部を露出させるステップと、
第１ポストを、ＲＦ電極の上に接触させて形成するステップと、
第２ポストを、アンカー電極の上に接触させて形成するステップと、
スイッチング素子を、基板、第１ポストおよび第２ポストの上に形成するステップであって、スイッチング素子は、アンカー電極に電気的に接続されたアンカー部、レグ部およびＲＦ電極を含み、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置、ならびに第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置から移動可能である、ステップとを含む。
【０００９】
他の実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを形成する方法は、
絶縁層を基板の上に堆積させるステップであって、基板は、そこに形成された複数の電極を有し、複数の電極は、少なくともアンカー電極、プルイン電極およびＲＦ電極を含む、ステップと、
絶縁層の少なくとも一部を除去して、アンカー電極の少なくとも一部およびＲＦ電極の少なくとも一部を露出させるステップと、
第１ポストを、ＲＦ電極の上に接触させて形成するステップと、
第２ポストを、アンカー電極の上に形成するステップであって、第２ポストは、アンカー電極に電気的に接続され、第２ポストは、絶縁層の上に接触させて配置されるステップと、
スイッチング素子を、基板、第１ポストおよび第２ポストの上に形成するステップであって、スイッチング素子は、アンカー電極に電気的に接続されたアンカー部、レグ部およびＲＦ電極を含み、スイッチング素子は、絶縁部および導電部を有する底面を有し、スイッチング素子は、第１ポストおよび第２ポストから離隔した第１位置、ならびに第１ポストおよび第２ポストに接触する第２位置から移動可能であり、絶縁部は、第２位置で第２ポストと接触し、導電部は、第２位置で第１ポストと接触する、ステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の上記特徴が詳細に理解できるような方法で、上記のように短く要約した本発明についてのより詳細な説明が実施形態を参照して行われ、その幾つかを添付図面に図示している。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを図示しており、よってその範囲の限定と考えるべきでなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めていることに留意すべきである。
【００１１】
【図１】一実施形態に係るＭＥＭＳオーミックスイッチの概略平面図である。
【図２Ａ】図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイスの概略平面図である。
【図２Ｂ】図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイスの概略断面図である。
【図３Ａ】図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイス内の個別のスイッチング素子の概略平面図である。
【図３Ｂ】種々の実施形態に係る、図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイス内の個別のスイッチング素子の概略断面図である。
【図３Ｃ】種々の実施形態に係る、図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイス内の個別のスイッチング素子の概略断面図である。
【図３Ｄ】種々の実施形態に係る、図１のＭＥＭＳオーミックスイッチのＭＥＭＳデバイス内の個別のスイッチング素子の概略断面図である。
【図４Ａ】一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図４Ｃ】一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図４Ｄ】一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図５Ａ】他の実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図５Ｂ】他の実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図５Ｃ】他の実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【図５Ｄ】他の実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチの概略図である。
【００１２】
理解を促進するために、図面に共通した同一の要素を指定するために、可能であれば、同一の参照符号を使用している。一実施形態に開示された要素が、特別の記載なしで他の実施形態に有益に利用できることが想定される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、一般に、例えば、携帯電話用途のＲＦチューナで見つかるように、高電力信号を切り替えるときにＭＥＭＳプレートで誘導される電流フローによって生じるＭＥＭＳスイッチ内の温度上昇を制御するための機構に関する。電気着地ポストが、並列な電気経路を提供しながら熱経路も提供して、プレート内の熱を減少させるように、位置決めできる。
【００１４】
図１は、上から見たＭＥＭＳオーミックスイッチ１００の可能な実装を示す。ＭＥＭＳオーミックスイッチ１００は、セル１０２のアレイを含む。各セルとのＲＦ接続部１０４，１０６は、対向する端にある。各セル１０２は、並列で作動する（５〜４０個の）スイッチ１０８のアレイを含む。単一セル１０２内の全てのスイッチ１０８は、同時に駆動され、ターンオフ時に最小容量を提供し、あるいはターンオン時に低い端子間抵抗を提供する。複数のセル１０２は、グループ化して全体抵抗を低下できる。
【００１５】
図２Ａは、図１のＭＥＭＳセル１０２のＭＥＭＳデバイスの平面図である。セル１０２は、スイッチ１０８のアレイを含む。スイッチ１０８の下方には、ＲＦ電極２０２および、スイッチを下方位置（スイッチ閉）に駆動するプルイン電極２０４，２０６がある。
【００１６】
図２Ｂは、スイッチを上方位置（スイッチ開）に駆動するプルアップ(pull up: 引き上げ)電極２０８、空洞２１０および下地基板２１２を備えた側面図を示す。基板２１２は、相互接続のための複数の金属レベルと、デバイスを動作するＣＭＯＳ能動回路とを収納できる。
【００１７】
図３Ａは、図１および図２Ａ中のアレイセル１０２内のスイッチ１０８の１つの平面図を示す。図３Ｂは、一実施形態に係るスイッチ１０８の断面図を示す。スイッチ１０８は、第１電極、第２電極、および第１電極から第１距離だけ離れた第１位置と第１電極から第２距離だけ離れた第２位置との間で移動可能なプレートを有する第１ＭＥＭＳデバイスを備える。多くの場合、ＭＥＭＳスイッチが、堅い可動プレートおよび、ＭＥＭＳデバイスを位置付けるアンカー部に接触する弱いスプリングのように作動する可撓性レグ部を有することになる。堅いＭＥＭＳ部は、着地電極の上に位置するようになり、着地電極は、導電ポストおよび、通常は着地電極と可撓性レグ部との間に存在する１つ以上のプルイン電極を含む。可撓性レグ部は、着地電極からＭＥＭＳビームの堅い部分を経由して、レグ部の堅い端部を保持する導電性アンカーまでの回路を閉じる電気的接続を提供する。レグ部を可撓性にするために、金属は、ＭＥＭＳデバイスの堅い部分より薄く、及び／又は、より狭くする必要があり、このことは、これらのセクションが最も抵抗が高く、ターンオンになってＤＣまたはＲＦ  ＡＣ電流がＭＥＭＳデバイスを通って流れた場合、最も多い熱を発生することを意味する。レグの発熱の影響を減少させるために、レグに近い導電性着地ポストが、低抵抗の相互接続を経由してＭＥＭＳデバイスの堅いアンカーに接続された基板の上に配置できる。ＭＥＭＳスイッチが引き下げられて、中央の導電性電極と接触した場合、ＭＥＭＳカンチレバーの下面での導電性部分は、ＭＥＭＳデバイスでの電圧を導電性ポストを経由して短絡させることができる。この接触は、ＭＥＭＳの狭いレグ部を通る電流フローを低減するとともに、ＭＥＭＳカンチレバーから基板への追加の熱経路を提供する。
【００１８】
スイッチ１０８は、ポスト３０６のアレイを用いてともに接合された導電層３０２，３０４からなる堅いブリッジを含む。層３０２は、構造の端部まで全ては延びていなくてもよく、層３０２を層３０４より長さは短くしている。ＭＥＭＳブリッジは、ＭＥＭＳブリッジの下側層３０４及び／又は上側層３０２に形成されたレグ３０８によって懸架され、アンカー電極３１４に接続された導体３１２の上にビア３１０を用いて固定される。このことは、堅いプレートセクションおよび柔軟なレグが、高い接触力を提供するとともに、動作電圧を許容レベルに維持することを可能にする。
【００１９】
着地ポスト３１６は、導電性であり、ＭＥＭＳブリッジの導電性下面と接触する。３１６Ｂは、着地ポスト３１６の上の表面材料であり、良好な導電性、周囲材料との低い反応性、ならびに長寿命のための高い融点および硬度を提供する。３１６Ｂと同じ材料で製作された導電性表面３１８Ｂを備えた、可動プレートのレグ部の近くの着地電極３１８の第２セットが、アンカー電極３１４と電気的接触するために使用される。これらの図に示していないが、導電層３０２，３０４の上面および下面の上に絶縁層が存在してもよい。ＭＥＭＳが引き下げられた場合に導電性ポストが電気的接触するための導電性領域３１６Ｃ，３１８Ｃを露出するために、着地ポストエリアにおいて層３０４の下面にある絶縁体に孔が製作できる。図３Ｂに示すように、アンカー電極３１４、プルイン電極２０４，２０６およびＲＦ電極２０２の上にある絶縁層３２０に開口が製作される。開口の中に着地電極３１６，３１８またはポストが形成される。着地電極３１８は、スイッチング素子が着地電極３１８と接触した場合、アンカー電極３１４とのスイッチング素子の電気的結合および熱的結合の両方を提供する。着地ポスト３１６は、スイッチング素子が着地電極３１６と接触した場合、ＲＦ電極２０２とのスイッチング素子の電気的および熱的結合の両方を提供する。着地電極３１８は、レグ３０８と並列にアンカー電極３１４への電流経路を提供し、こうしてスイッチのレグ部を通る電流を低減し、スイッチの発熱を低減する。コンタクト層３１６，３１６Ｂ，３１６Ｃ，３１８，３１８Ｂ，３１８Ｃのために使用される典型的な材料は、Ｔｉ，ＴｉＮ，ＴｉＡｌ，ＴｉＡｌＮ，ＡｌＮ，Ａｌ，Ｗ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，ＲｕＯ２，ＩＴＯおよびＭｏならびにこれらの組合せを含む。下方に駆動された状態では、ＭＥＭＳブリッジの層３０４は、複数のポスト３２２Ａ〜３２２Ｄの上に着地してもよく、これらは、信頼性の課題を導くことがあるＭＥＭＳブリッジの２次着地を回避するために設けられる。スイッチング素子の底面は、その上に形成された薄い電気絶縁層３４０を有する。絶縁層３４０の一部は、除去されて、導電性材料を、例えば、３１６Ｃ，３１８Ｃにおいて露出し、スイッチが底部位置にある場合、スイッチング素子は第１および第２ポスト３１６，３１８と電気的に結合されるようになる。図３Ｂにおいて、スイッチング素子の底面の絶縁部および導電部が存在し、導電部は、第１および第２ポスト３１６，３１８と接触する。
【００２０】
ＭＥＭＳブリッジの上方には、金属３２６で被覆された誘電体層３２４が存在しており、オフ状態のために、ＭＥＭＳを屋根まで引き上げるために使用される。誘電体層３２４は、上方駆動状態においてＭＥＭＳブリッジとプルアップ電極との間の短絡を回避し、高い信頼性のために電界を制限する。デバイスを上部に移動することは、オフ状態においてスイッチの容量を低減するのに役立つ。空洞は、誘電体層３２８で封止され、これは、犠牲層を除去するために使用されたエッチング孔を充填する。それは、これらの孔に進入し、カンチレバーの端部を支持するのに役立つとともに、空洞内に低圧環境が存在するように空洞を封止する。
【００２１】
図３Ｃは、他の実施形態に係るスイッチ１０８の断面図を示す。図３Ｃに示す実施形態において、導電層３０４の下面での誘電体層は、アンカーポスト３１８の上方で除去されていない。こうしてスイッチがアンカーポストに着地した場合、ポスト３１８は、熱伝導性を提供し、スイッチがポスト３１８に接触したときにスイッチの温度を減少させるが、それは電流を運ばない。図３Ｃに示すように、スイッチング素子の底面に絶縁部および導電部が存在する。導電部３１６Ｃは、スイッチング素子が引き下げられた場合、第１ポスト３１６と接触し、絶縁部は、スイッチング素子が引き下げられた場合、第２ポスト３１８と接触する。よって、第２ポスト３１８は、スイッチング素子に熱伝導性だけを提供し、電気伝導性を提供しないが、一方、第１ポスト３１６は、熱伝導性および電気伝導性の両方を提供する。
【００２２】
図３Ｄは、他の実施形態に係るスイッチ１０８の断面図を示す。図３Ｄに示す実施形態において、ポスト３１８は、絶縁層３２０の上に直接に配置され、アンカー電極３１４と電気的接触していない。こうしてポスト３１８は、熱伝導性を提供し、スイッチがポスト３１８に接触したときにスイッチの温度を減少させるが、それは電流を運ばない。
【００２３】
図４Ａ〜図４Ｄは、一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチ４００の概略図である。図４Ａに示すように、基板４０２は、アンカー電極３１４、プルイン電極２０４，２０６およびＲＦ電極２０２を含む複数の電極を有する。基板４０２は、単層基板または多層基板、例えば、１つ以上の相互接続層を有するＣＭＯＳ基板を備えてもよいことを理解すべきである。さらに、電極３１４，２０２，２０４，２０６のために使用できる適切な材料は、窒化チタン、アルミニウム、タングステン、銅、チタンおよび、異なる材料の多層スタックを含むこれらの組合せを含む。
【００２４】
そして、図４Ｂに示すように、電気絶縁層３２０が、電極３１４，２０２，２０４，２０６の上に堆積される。電気絶縁層３２０のために適切な材料は、酸化シリコン、二酸化シリコン、窒化シリコン、および酸窒化シリコンを含む、シリコン系の材料を含む。小さい着地ポスト３２２Ａ〜３２２Ｄが、絶縁層３２０の上部に堆積される。図４Ｂに示すように、電気絶縁層３２０は、ＲＦ電極２０２の上およびアンカー電極３１４の一部の上で除去され、開口４０４，４０６，４０８を作成する。
【００２５】
そして、図４Ｃに示すように、電気伝導性材料４１０が、電気絶縁層３２０の上および開口４０４，４０６，４０８の中に堆積される。電気伝導性材料４１０は、ＲＦ電極２０２およびデバイスアンカー電極３１４との直接電気接続を提供する。電気伝導性材料４１０のために使用できる適切な材料は、チタン、窒化チタン、タングステン、アルミニウム、これらの組合せ、および異なる材料層を含む多層スタックを含む。ＲＦ電極の上では、電気伝導性材料がポスト３１６に対応してもよく、アンカー電極の上では、電気伝導性材料がポスト３１８に対応してよい。伝導性材料４１０の上部には、導電コンタクト材料４１２の薄い層が堆積され、これは下方着地状態でＭＥＭＳブリッジとの接触を提供することになる。電気伝導性コンタクト材料４１２のために使用できる適切な材料は、Ｗ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，ＲｕＯ２，ＩＴＯおよびＭｏを含む。小さい着地ポスト３２２Ａ〜３２２Ｄは、電気伝導性材料４１０，４１２で形成してもよく、または別のステップで絶縁材料で形成してもよい。
【００２６】
いったん電気伝導性材料４１０，４１２がパターン化されると、処理の残りが発生して、図４Ｄに示すＭＥＭＳオーミックスイッチ４００を形成する。上述したように、スイッチング素子４１４は、その底面をコーティングする絶縁材料を有してもよい。選択した領域において、この誘電体層の一部が除去され、露出した導電材料のエリア４１６が存在でき、これが表面材料４１２の上に着地する。追加の電気絶縁層３２４をプルオフ（即ち、プルアップ）電極３２６の上に形成してもよく、封止層３２８が、全体のＭＥＭＳデバイスを封止でき、スイッチング素子４１４が空洞内に配置される。製造の際、犠牲材料が、空洞の境界を規定するために使用される。
【００２７】
図５Ａ〜図５Ｄは、一実施形態に係る、種々の製造段階でのＭＥＭＳオーミックスイッチ５００の概略図である。ＭＥＭＳスイッチ５００のための製造ステップは、開口４１６がアンカーポスト領域の上に形成されない点を除いて、ＭＥＭＳスイッチ４００のためのものと同じである。むしろスイッチング素子４１４の下面での絶縁層は、ポスト３１８の場所で所定位置に残留しており、スイッチング素子がポスト３１８と接触した場合、ポスト３１８は、アンカー電極３１４と電気的に結合しないが、熱的に結合するだけである。
【００２８】
ここで開示した伝導ポストは、スイッチング素子を冷却するのを支援する熱伝導を提供するのに有益である。さらに、ポストはまた、スイッチング素子をさらに冷却できる、スイッチング素子とアンカー電極との間の電気接続を提供してもよい。ＭＥＭＳデバイスに沿って追加された電気コンタクトは、スイッチング素子がポストに接触した場合、最も熱いポイントに近いＭＥＭＳ構造から電流および熱を除去する。
【００２９】
上記記載は、本開示の実施形態に関するものであるが、本開示の他のおよび追加の実施形態が、その基本的範囲から逸脱することなく考案でき、その範囲は後記の請求項によって決定される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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