(57)【要約】【課題】高速応答・低電圧駆動、高信頼性（耐久性、高電力）、拡張性（SPDT：Single Pole Double Throwなど）などの電気機械スイッチの高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供する。【解決手段】本発明電気機械スイッチは、基板上に形成された電気機械スイッチであって、少なくとも１点を固定された第１の電極と、前記第１の電極と所定の間隔を隔てて、配された第２の電極とで構成され、前記第１及び第２の電極の両方が変位して接触可能に構成された電気機械スイッチにより、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチを実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された電気機械スイッチであって、
少なくとも１点を固定された第１の電極と、
前記第１の電極と所定の間隔を隔てて、配された第２の電極とで構成され、
前記第１及び第２の電極の両方が変位して接触可能に構成された電気機械スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械スイッチであって、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチ。
【請求項３】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第１の電極を挟むように前記第１のポスト上に形成された第３の電極あるいは、前記第２の電極を挟むように前記第２のポスト上に形成された第４の電極の少なくとも一方を具備した電気機械スイッチ。
【請求項４】
請求項３記載の電気機械スイッチであって、
前記第３の電極と前記第１の電極、前記第２の電極と前記第４の電極の少なくとも１組は、櫛歯型電極構造を形成する電気機械スイッチ。
【請求項５】
請求項４記載の電気機械スイッチであって、
前記第１の電極と前記第２の電極に形成された前記櫛歯型電極は、前記基板に対して水平方向にパターンが一致している電気機械スイッチ。
【請求項６】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第１のポストおよび前記第２のポストは、犠牲層をエッチング除去することによって残留せしめられて形成され、
前記第１のポストと前記第２のポストを形成するための犠牲層は、同一の材料であり、一工程で犠牲層除去と第１及び第２のポスト形成が可能な電気機械スイッチ。
【請求項７】
請求項６記載の電気機械スイッチであって、
前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、絶縁層である電気機械スイッチ。
【請求項８】
請求項７記載の電気機械スイッチであって、
前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、ｐ−ＴＥＯＳである電気機械スイッチ。
【請求項９】
請求項１記載の電気機械スイッチであって、
前記第１及び第２の電極の表面全体が、絶縁膜で被覆された電気機械スイッチ。
【請求項１０】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第１及び第２の電極は、貫通孔を具備しており、
前記第２の電極上に形成した貫通孔の外縁が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の外縁より外側に位置する電気機械スイッチ。
【請求項１１】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極上に形成した貫通孔の総面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の総面積より大きい電気機械スイッチ。
【請求項１２】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極上に形成した前記貫通孔のピッチが、前記第１の電極上に形成した貫通孔のピッチより狭い電気機械スイッチ。
【請求項１３】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極上に形成した貫通孔の面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の面積より大きい電気機械スイッチ。
【請求項１４】
基板上に形成された電気機械スイッチであって、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して下方に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極と、前記第１の電極とギャップを介して上方に形成され、第３のポスト部上に架橋された第５の電極とを具備し、前記第１の電極と前記第２の電極と前記第５の電極は、可動である電気機械スイッチ。
【請求項１５】
請求項２記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極は、前記基板と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。
【請求項１６】
請求項１５記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極は、前記基板表面を覆う絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記ポストから露呈する前記基板と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。
【請求項１７】
請求項１５記載の電気機械スイッチであって、
前記第２の電極は、前記基板表面を覆う第２の絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記基板表面に形成され、前記ポストから露呈する表層絶縁膜と空気層を介して相対向する領域を含む電気機械スイッチ。
【請求項１８】
表面を第２の絶縁膜で被覆された基板表面に、第２の貫通孔を有する第２の導電性層を形成する工程と、
第１のポスト形成用の第１の絶縁膜を形成する工程と、
第１の貫通孔を有する第１の導電性層を形成する工程と、
前記第１及び第２の貫通孔からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめるエッチング工程を含み、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチの製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電気機械スイッチの製造方法であって、
前記第２の絶縁膜の下層には、前記基板表面を覆う表層絶縁膜が形成されており、
前記エッチングを行う工程は、前記表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチング工程である電気機械スイッチの製造方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の電気機械スイッチの製造方法であって、
前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する工程を含む電気機械スイッチの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電気機械スイッチの製造方法であって、
前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面にＭＶＤ法により絶縁膜を形成する工程を含む電気機械スイッチの製造方法。
【請求項２２】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の電気機械スイッチを複数個接続した電気機械スイッチ。
【請求項２３】
請求項１乃至１７のいずれかに記載の電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械スイッチ、その製造方法およびそれを用いた電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末などの情報通信機器の普及が進む中、通信に使用される周波数は、携帯電話等の数百MHzから無線LAN等の数GHz帯へと広帯域化が加速している。現在は、各種通信方式に対応した端末を独立して使用している状況であるが、将来的には一つの無線端末で各種通信方式に対応した小型端末の実現が望まれている。端末の筐体内に内蔵されるスイッチなどの受動部品数の増加が予想される中、受動部品の小型化が望まれている。
【０００３】
その中で、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術により作製されるRF-MEMSスイッチの研究開発が活発になっている。RF−MEMSスイッチとは、微小な可動電極を動かし機械的に信号の伝播経路を切り替えるスイッチである。その利点は、デバイスのサイズが小型であり、超低損失、高アイソレーションといった高周波特性も優れていることである。また、RF−ICと親和性の良いプロセスで製造可能であるため、スイッチをRF-ICに内蔵することも可能であり、無線部の小型化に大きく貢献する技術として期待されている。
従来のRF−MEMSスイッチは、メンブレン（membrane）状や棒状の可動体を両持ちや片持ちにし、それらを電極へ接触させたり離したりすることにより、信号の伝搬経路を切り替える機械スイッチである。メンブレンや可動体の駆動力源としては、静電気力を用いたものが多く、他にも磁気力を用いたものも発表されている。
【０００４】
従来、大きさが数百μｍ程度の微細なスイッチとして、非特許文献１に記載されているものが知られている。このスイッチは、メンブレン上に、高周波信号が伝達される信号ラインを形成し、当該信号ラインの直下に制御電極を設けている。制御電極に直流電位を印加すると、静電引力によりメンブレンが制御電極側に引き付けられ、撓み、基板上に形成されている接地電極と接触することにより、メンブレンに形成されている信号ラインは短絡状態となり、信号ラインを流れる信号は減衰され、遮断される。これに対して、制御電極に直流電位を印加しなければ、メンブレンは撓まず、当該メンブレン上の信号ラインを流れる信号は、接地電極から損失を生じることなく、スイッチを通過する。
【０００５】
RF−MEMSスイッチにおいては、信号伝搬特性の向上は勿論のこと、高速応答、低消費電力、低駆動電圧、高信頼性、高電力、小型、拡張性などの様々な条件を同時に単体で満たしたRF−MEMSスイッチの実現が求められる。
【０００６】
【非特許文献１】J. B. Muldavin and G. M. Rebeiz, IEEE Microwave Wireless Compon. Lett., vol. 11, pp. 334-336, Aug. 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの特性は、相反するものであり、現在のところ、電気機械スイッチの高性能化を同時にかつ単体で実現する構造が提案されていない。高性能化の実態として、高速応答・低電圧駆動、高信頼性（耐久性、高電力）、拡張性（SPDT：Single Pole Double Throwなど）などが挙げられる。
【０００８】
それぞれの特性を満たした場合、低信頼性、低速応答・高電圧駆動、大型化といった課題が生じる。例えば、高速応答・低電圧駆動とする場合には、ばね力を小さくすることになり、復元力が小さくなる結果、信頼性は低下する。その原因は、可動電極を低バネ力としたことにより、引っ付き現象（スティクション）、高周波信号の電力による自動駆動（セルフアクチュエーション）、振動などに弱い構成となっていることにある。逆に、スティクションやセルフアクチュエーションに強い構造とする場合には、ばね力を大きくしなければならないが、可動電極を高バネ力としたことにより、変位し難い構成となっていることから、駆動電圧の上昇、応答速度も低下は免れ得ないものとなっている。また、高電力化や複数の入出力ポートを選択的に接続可能な拡張性に対応したデバイスを実現するため、垂直方向への三層電極構造や、複数の電気機械スイッチを平面上に接続して並べる構造としたことにより、プロセスが複雑でデバイスが大型になる構成となっていることが挙げられる。
【０００９】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、信頼性の低下を抑制しつつ、低電圧駆動、高速応答性をもつ電気機械スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明では、第１及び第２の電極を可動電極とし、両方が変位して接触可能に構成したことを特徴とする。すなわち、高周波信号などの伝搬経路となる２つの電極を可動とする。また、同一層の固定電極を付加してもよく、この固定電極により垂直方向への静電力印加を可能とする。犠牲層に絶縁膜を使用し二層の犠牲層・ポストを一体成形するようにしてもよい。さらにまたポストプロセスによりこれら第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する。三つ以上の電極を可動とするようにしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、２つの電極を可動電極としているため、変位は半分でよく、低電圧駆動、高速応答性を実現することができる。さらに、固定電極により印加した静電力により可動電極を固定する機構を具備することが可能であり、可動電極を低バネ力とした場合においても、高い信頼性を確保することができる。また、固定電極により静電力を印加することが可能であるため、可動電極を低バネ力とすることができ、高速応答・低電圧駆動を実現することができる。スイッチング駆動に関わる複数の電極を可動とし一つの可動電極の変位量を低減することも、高速応答・低電圧駆動化に効果がある。
【００１２】
ところで、基板に対して水平方向に複数の可動電極を形成した場合、各可動電極の垂直方向にしか空領域を確保できない。その空領域に各可動電極に駆動力を与える機構を設けることは、構造が複雑となり製造が困難となる。そのため、基板に対して垂直方向に複数の可動電極を形成することにより、各可動電極の水平方向に空領域を確保することができる。
【００１３】
またこの構成によれば、各可動電極と同一層上に駆動機構を具備することができる。また、同一層のパターニングにより可動電極と駆動機構を形成することができるため、櫛歯電極の位置合わせを高精度に行うことができる。
また、犠牲層を残留せしめ、これをポストとして用いることにより、犠牲層レジストの使用が許されない半導体プロセスとの親和性を実現し、簡易なプロセスによりマスク数低減、低コスト化を実現する。さらにまた、貫通孔を形成し、同一工程で犠牲層が除去されるため、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックを回避する。また、プロセスを簡易化し単体での拡張性を実現する。また、貫通孔は、その密度やピッチなどを調整することにより、基板側の絶縁膜についても同様のエッチング量でエッチングが進行するように調整することができる。
【００１４】
すなわち、本発明は、基板上に形成された電気機械スイッチであって、少なくとも１点を固定された第１の電極と、前記第１の電極と所定の間隔を隔てて、配された第２の電極とで構成され、前記第１及び第２の電極の両方が変位して接触可能に構成されたことを特徴とする。
この構成によれば、実現困難であった、信頼性を低下させること無く、低駆動電圧、高速応答性を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を実現することができる。また、セルフアクチュエーションの発生を回避することができる。
さらにまた、電気機械スイッチの低挿入損失化を実現することが可能となる。従来の電気機械スイッチでは、伝送線路を基板上の絶縁膜直上に形成するため、誘電体損失と呼ばれる高周波信号の電力の損失が発生する。これに対し、本発明の構成では、中空に架橋された可動電極を伝送線路とすることができ、これにより、電気機械スイッチの低挿入損失化が可能である。
【００１５】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備したものを含む。
【００１６】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１の電極を挟むように前記第１のポスト上に形成された第３の電極あるいは、前記第２の電極を挟むように前記第２のポスト上に形成された第４の電極の少なくとも一方を具備したものを含む。
この構成によれば、第３あるいは第４の電極によって、第１あるいは第２の電極に復元力を与えることができるため、スティクションの回避がより確実となる。
【００１７】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第３の電極と前記第１の電極、前記第２の電極と前記第４の電極の少なくとも１組は、櫛歯型電極構造を形成するものを含む。
この構成により、相対向する面積の増大をはかることができるため、小型で復元力の高い電気機械スイッチを得ることができる。
【００１８】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１の電極と前記第２の電極に形成された前記櫛歯型電極は、前記基板に対して水平方向にパターンが一致しているものを含む。
この構成によれば、第一の電極と第二の電極の櫛歯型電極間にオーバーラップが発生しないため、両電極の駆動方向とは逆方向の静電力が発生ぜず、駆動の妨害を回避することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストおよび前記第２のポストは、犠牲層をエッチング除去することによって残留せしめられて形成され、前記第１のポストと前記第２のポストを形成するための犠牲層は、同一の材料であり、一工程で犠牲層除去と第１及び第２のポスト形成が可能なものを含む。
この構成によれば、さらなる製造作業性の向上をはかることができる。
【００２０】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、絶縁層であるものを含む。
【００２１】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１のポストと前記第２のポストおよび前記犠牲層の材料は、ｐ−ＴＥＯＳであるものを含む。
ｐ−ＴＥＯＳは、フッ酸蒸気でエッチングすることができ取り扱いが容易である。
また、前記第１のポストと前記第２のポストと前記犠牲層の材料は、このほかSiO2、Si3N4などの絶縁材料も適用可能である。そして、この構成により、犠牲層にフォトレジストが使用できない半導体プロセスへの親和性を確保することができる。これは、電気機械デバイスと半導体デバイスを集積化する上で有効である。また一工程で複数の層の犠牲層除去とポスト形成が可能な製造方法は、複数の層のポストと犠牲層を別体で形成する必要がないため、簡易なプロセスによりマスク数・工程数の低減、低コスト化を実現することができる。
【００２２】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１及び第２の電極の表面全体が、絶縁膜で被覆されたものを含む。
この構成によれば、最終の製造工程で絶縁膜を形成し、表面全体を覆うように容量絶縁膜を形成しているため、マスク数を低減し低コスト化を実現する。また、容量絶縁膜は犠牲層の除去後に形成されるため、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックによる容量絶縁膜の劣化を回避することができ、確実に容量絶縁膜で被覆した構造を得ることができするものを含む。
【００２３】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第１及び第２の電極は、貫通孔を具備しており、前記第２の電極上に形成した貫通孔の外縁が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の外縁より外側に位置するものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
【００２４】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した貫通孔の総面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の総面積より大きいものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
【００２５】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した前記貫通孔のピッチが、前記第１の電極上に形成した貫通孔のピッチより狭いものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
【００２６】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極上に形成した貫通孔の面積が、前記第１の電極上に形成した貫通孔の面積より大きいものを含む。
この構成により、エッチャントの回り込みを下層側で大きくし、エッチャントの回りこみで形成される第１及び第２のポストの位置が一致するようにすることができる。
【００２７】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して下方に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極と、前記第１の電極とギャップを介して上方に形成され、第３のポスト部上に架橋された第５の電極とを具備し、前記第１の電極と前記第２の電極と前記第５の電極は、可動であるものを含む。
この構成によれば、積層構造で複合スイッチを形成することができるため、占有面積の増大を招くことなく高機能化を図ることが可能となる。
【００２８】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板と空気層を介して相対向する領域を含むものを含む。
この構成によれば、第２の電極を基板上に張架するようにしているため、容量の低減をはかることができるととともに製造が容易となる。
【００２９】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板表面を覆う絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記ポストから露呈する前記基板と空気層を介して相対向する領域を含むものを含む。
この構成によれば、基板表面を覆う絶縁膜を犠牲層として選択的に除去することにより第２の電極を基板上に張架するようにしているため、容量の低減をはかることができるととともに製造が容易となる。
【００３０】
また、本発明は、上記電気機械スイッチにおいて、前記第２の電極は、前記基板表面を覆う第２の絶縁膜をポストとして支持せしめられ、前記基板表面に形成され、前記ポストから露呈する表層絶縁膜と空気層を介して相対向する領域を含む。
この構成によれば、基板表面を覆う薄い表層絶縁膜を介して空気層が存在することになり、信頼性の更なる向上をはかることができる。
【００３１】
また、本発明は、表面を第２の絶縁膜で被覆された基板表面に、第２の貫通孔を有する第２の導電性層を形成する工程と、第１のポスト形成用の第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の貫通孔を有する第１の導電性層を形成する工程と、前記第１及び第２の貫通孔からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめるエッチング工程を含み、
第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、１回のエッチング工程で第１及び第２のポストを形成することができ、生産性よく高性能の電気機械スイッチを製造することが可能となる。
【００３２】
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記第２の絶縁膜の下層には、前記基板表面を覆う表層絶縁膜が形成されており、前記エッチングを行う工程は、前記表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチング工程であるものを含む。
この構成によれば、上記効果に加え、さらに基板表面の保護性が高く、より信頼性の高い電気機械スイッチを提供することが可能となる。
【００３３】
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面に絶縁膜を形成する工程を含むものを含む。
また、本発明は、上記電気機械スイッチの製造方法において、前記エッチング工程後に、少なくとも前記第１及び第２の電極表面にＭＶＤ法により容量絶縁膜を形成する工程を含むものを含む。
この構成によれば、均一で信頼性の高い容量絶縁膜を得ることができる。
【００３４】
また、本発明は、上記電気機械スイッチを複数個接続した電気機械スイッチを構成する。
この構成により、電気機械スイッチの拡張性を実現することができる。また、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。
また、本発明の電気機械スイッチを用いた電気機器を含む。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明実施の形態１における電気機械スイッチの構成を示す上面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図３は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図である。図４は、図１におけるＢ−Ｂ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図５は、図１におけるＢ−Ｂ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図である。図６は、図１におけるＣ−Ｃ’断面を示しており、本発明実施の形態１における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
【００３７】
この電気機械スイッチ１００は、図１乃至図６に示すように、基板１０７上に、中空に架橋された梁である第１の電極としての可動電極１０１と、この可動電極１０１に対向するように形成された第２の電極としての可動電極１０２と、ポスト部となる絶縁膜１０６上に形成され可動電極１０２を挟むようにして配置された固定電極１０４と、固定電極１０４上に形成されたポスト部となる絶縁膜１０５と、絶縁膜１０５上に形成され可動電極１０１を挟むようにして配置された固定電極１０３とが設けられている。電気機械スイッチ１００の外表面全体には、薄い絶縁膜が形成されている。可動電極１０１と可動電極１０２は、平行板コンデンサと同じ要領でこの薄い絶縁膜を容量絶縁膜としてキャパシタを形成している。
【００３８】
次に、電気機械スイッチ１００におけるスイッチングの仕組みを説明する。
図２（ａ）、図４（ａ）、図６（ａ）に示すように、スイッチがＯＮの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２は変位していない初期位置にあり、両電極間は接触していない状態にある。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２との間にエアーギャップを介した静電容量の小さい状態となり、交流的にインピーダンスの高い状態となるため、高周波信号は可動電極１０２から可動電極１０１間へと伝播することができない。このため、可動電極１０２の一端から入力された高周波信号は、逆側の一端まで通過し出力される。
【００３９】
この構成により、電気機械スイッチの低挿入損失化を実現することが可能となる。従来の電気機械スイッチでは、伝送線路を基板上の絶縁膜直上に形成するため、誘電体損失と呼ばれる高周波信号の電力の損失が発生する。この問題は、伝送線路を中空に形成し、誘電体の影響を受けない構造とすればよい。この構成では、中空に架橋された伝送線路により電気機械スイッチを構成することができるため、電気機械スイッチの低挿入損失化が可能である。
【００４０】
一方、スイッチがＯＦＦの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０２は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図２（ｂ）、図４（ｂ）、図６（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０２から可動電極１０１へと伝播することができるようになる。このため、可動電極１０２の一端に入力された高周波信号は、可動電極１０１を介して接地に伝搬し、可動電極１０２の逆側の一端には出力されない状態となる。
【００４１】
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。接触する電極を全て可動とすることで、電極間のエアーギャップの中で一つの電極の変位量を低減し、より高速に応答することを可能とする。また、可動電極の曲がり量を低減することが可能となるため、より低電圧で駆動させることができる。このようにして可動電極１０２に伝播してきた信号の伝播経路の開閉を行う。
【００４２】
次に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える場合の駆動方法を説明する。図３（ａ）、図５（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０２を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。すると、可動電極１０１、可動電極１０２に上下方向の両電極を離す力が発生する。図１に示すように、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間は、櫛歯型電極となっており、対向面積すなわちオーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。以上のように、バネ力と静電力により図３（ｂ）、図５（ｂ）に示すＯＮ状態に切り替えることが可能である。
【００４３】
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。従来の電気機械スイッチでは、可動電極のバネ力のみでＯＮ状態へ駆動する方式が多く、応答速度が遅い問題がある。高速化するためにバネ力を強くすれば、ＯＦＦ状態への駆動時に高い駆動電圧が必要となる。本構成では、バネ力に加え静電力でＯＮ状態へ駆動させることができるため、高速応答化を実現できる。また、バネ力を低くすることが可能となるため、ＯＦＦ状態への低駆動電圧化も実現できる。基板に対して垂直方向に複数の可動電極を形成することにより、各可動電極の水平方向に駆動機構を設けることができる。同一層のパターニングにより可動電極と固定機構を形成することができるため、櫛歯電極の位置合わせを高精度に行うことができる。
【００４４】
本発明の構成により、このセルフアクチュエーションを回避するために、ＯＮ時に可動電極を固定することが可能である。従来の電気機械スイッチに見られる構成では、ＯＮ時に可動電極１０２に信号が入力された場合、信号の電力により可動電極１０２と可動電極１０１との間に電位差が生じ、駆動電圧を別途印加していないにも関わらず可動電極１０１と可動電極１０２が自動的に駆動する現象が生じる場合がある。これをセルフアクチュエーションと呼ぶ。セルフアクチュエーションは、大電力の信号入力時や、高速応答・低電圧駆動を実現するため可動電極１０１または可動電極１０２のバネ力を低くした場合に問題となり、電気機械スイッチの誤作動や耐久性の劣化の原因となる。図３（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、ＯＮ状態において、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、静電力によりそれぞれの可動電極を初期位置に固定する力を加えることが可能である。この固定力により、セルフアクチュエーションの発生を回避することが可能となる。
【００４５】
図１５（ａ）は、本発明の実施の形態１における電気機械スイッチの制御信号を示す図である。上記に説明したＯＮ／ＯＦＦ時の各電極へ印加する電圧信号の関係を示す。なお、本実施の形態においては、入出力ポートを可動電極１０２に設けた場合を説明したが、入出力ポートを可動電極１０１に設け、可動電極１０２に接地を接続した構成としても等価である。
【００４６】
また、本実施の形態においては、電気機械スイッチの等価回路上で可変容量が伝送線路に対して並列に接続されその先は接地へと接続された構成のスイッチ（シャント型スイッチ）について説明したが、可変容量が伝送線路に対して直列に接続された構成のスイッチ（シリーズ型スイッチ）においても本発明は適用可能である。シリーズ型スイッチにおいては、シャント型スイッチとＯＮ、ＯＦＦ時における可動電極の位置が逆になる。ＯＦＦ時においては、可動電極間が接触していない状態にあり、可変容量のインピーダンスが高い状態にある。そのため、一方の可動電極に入力された信号は、他方の可動電極へ伝搬されず、出力されない。逆にＯＮ時においては、可動電極が接触した状態にあり、可変容量のインピーダンスが低い状態にあるため、高周波信号は可変容量を介して可動電極を伝搬し、出力される。このようにして、シリーズ型スイッチでは、信号の伝播経路の開閉を行うわけであるが、本発明の電気機械スイッチは、シリーズ型電気機械スイッチにも適用可能である。
【００４７】
また、本実施の形態においては、可動電極１０２と可動電極１０１が絶縁膜を介して静電容量により高周波的結合をする容量結合型スイッチを説明したが、絶縁膜を具備せず、可動電極１０２と可動電極１０１が直接接触することにより、信号の伝搬経路と形成するスイッチにも適用可能である。この様な仕組みのスイッチを、直流（DC）結合型スイッチと呼ぶ。この場合、可動電極１０１、可動電極１０２を駆動するための駆動電極が必要であり、例えば可動電極１０２の下方に駆動電極を設けるようにしてもよい。
【００４８】
また、可動電極１０１と可動電極１０２に形成された櫛歯型電極は、基板に対して水平方向にパターンが一致してもよい。この構成により、可動電極１０１と固定電極１０４の櫛歯電極間、可動電極１０２と固定電極１０３の櫛歯電極間にオーバーラップが発生しないため、可動電極の駆動方向とは逆方向の静電力が発生ぜず、駆動の妨害を回避することができる
このように、電気機械スイッチ１００によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【００４９】
（実施の形態２）
電気機械スイッチ１００の製造方法について説明する。以下に示す、図７（ａ）乃至（ｄ）は、図１におけるＡ−Ａ’断面の本発明実施の形態２における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図である。先ず図７（ａ）に示すように、Si、GaAsなどの基板１０７上に、SiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁膜１０６を熱酸化やスパッタ、CVD（Chemical Vapor Deposition）などにより形成する。次に、可動電極１０２、固定電極１０４となるAl、Auなどの導電性材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、可動電極１０２、固定電極１０４となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより可動電極１０２、固定電極１０４のパターンニングを施したレジストを形成し、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。
【００５０】
次に図７（ｂ）に示すように、絶縁膜１０５となるSiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、CMP（Chemical Mechanical Polishing）により最表面を平坦する。絶縁膜１０５となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより絶縁膜１０５のパターンニングを施したフォトレジストを形成し、ドライエッチングにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。この工程では、絶縁膜１０５上にマスクの重ね合わせ用のアライメントキーなどを形成する。
【００５１】
次に図７（ｃ）に示すように、可動電極１０１、固定電極１０３となるAl、Auなどの導電性材料をスパッタやCVDなどにより形成した後、可動電極１０２、固定電極１０４となる材料の上に電子線ビームリソグラフィやフォトリソグラフィなどにより可動電極１０２、固定電極１０３のパターンニングを施したレジストを形成し、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより成形、レジストをアッシングなどにより除去する。
【００５２】
最後に図７（ｄ）に示すように、可動電極１０１、可動電極１０２の下方に位置する絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を、ドライエッチング、ウエットエッチングなどにより除去し、可動電極１０１、可動電極１０２の中空構造を作製する。可動電極１０１、可動電極１０２の下方の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を効率的に除去するためには、可動電極１０１、可動電極１０２上に部分的にホールを空けておくようにし、エッチャントが進入し易くなるようにすればよい。エッチャントとして気相の弗酸（Vapor-HF）や弗酸（HF）、RIEなどが使用可能である。固定電極１０３、固定電極１０４、可動電極１０１のポスト部、可動電極１０２のポスト部の下方の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６は、ポスト部として残す必要がある。このためには、ポストを形成する部分の固定電極、可動電極のパターンの面積を広くし、パターン端からのエッチングが、パターン中央部まで完全に進行しない構造とすることも必要である。
【００５３】
容量結合型スイッチとする場合、所望の形状加工のなされた電気機械スイッチ１００の表面全体に絶縁膜を形成する。SiO2、Si3N4などの絶縁膜をCVDやMVD（Molecular Vapor Deposition）などにより形成する。本工程は、ポストプロセスで絶縁膜形成が可能であるため、プロセスの簡素化、マスク数の低減、低コスト化を実現できる。また、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６の除去において、容量結合に使用する絶縁膜は存在せず、この除去工程の後に形成されるため、この絶縁膜にアタックを与えることがないという利点がある。
【００５４】
本実施の形態の製造方法により、犠牲層としての絶縁膜１０５、絶縁膜１０６にSiO2、p-TEOS、Si3N4などの絶縁材料を使用することが可能であり、犠牲層にフォトレジストが使用できない半導体プロセスへの親和性を確保することができる。これは、電気機械デバイスと半導体デバイスを集積化する上で極めて有効である。
【００５５】
すなわち、この方法によれば、第１の導電性層と第２の導電性層をマスクとし、第１及び第２の貫通孔（ホール）からエッチャントを導入しつつエッチングを行い、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜を選択的に除去し、第１及び第２のポストを残留せしめ、第１のポスト部上に架橋された第１の電極と、前記第１の電極とギャップを介して前記基板側に形成され、第２のポスト部上に架橋された第２の電極とを具備した電気機械スイッチを極めて制御性よく形成する。そしてこの後最後にＭＶＤにより１分子層程度の酸化シリコン層あるいは窒化シリコン層を露呈する表面全体に形成することにより、極めて均一で膜質の優れた容量絶縁膜を形成することが可能となる。
【００５６】
また、第２の絶縁膜の下層には、基板表面を覆う表層絶縁膜を形成しておくようにし、前記犠牲層除去のためのエッチング工程で、この表層絶縁膜を残して第２の絶縁膜を選択的に除去する選択エッチングを行うようにしてもよい。ここで第２の絶縁膜としてはｐ−ＴＥＯＳなどの酸化シリコン膜を用い、表層絶縁膜としては窒化シリコン膜を用いることにより、窒化シリコン膜を残して酸化シリコンを選択的にエッチングすることが可能である。このようにして、基板表面を保護しつつ、基板との間の容量を低減することができる。
【００５７】
また、ポストと犠牲層を同一材料とし、一工程で複数の層の犠牲層除去とポスト形成が可能な製造方法は、ポストと犠牲層を別体で形成する必要がないため、簡易なプロセスによりマスク数・工程数の低減、低コスト化を実現する。
【００５８】
さらにまた、絶縁膜をポストプロセスにより形成する簡易な製造方法は、マスク数を低減し低コスト化を実現する。また、犠牲層除去による絶縁膜へのアタックを回避する。
なお、本実施の形態２では、ポスト部の材料として絶縁膜を示したが、Al、Auなどの金属とすることも可能である。これらの金属材料はスパッタリングで容易に形成可能である。
このように、電気機械スイッチ１００の製造が可能であり、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
なお、可動電極の材料としてシリコンを用いることにより、バネ定数を低くし低電圧駆動・高速応答化が可能である。また、剛性が高く、熱膨張係数が小さいことから、そりや歪が小さく、温度安定性の良好な信頼性の高い電気機械スイッチを提供することが可能である。またＳＯＩ基板を出発材料として使用する場合には、単結晶シリコンを用いることにより、さらにそりや歪の低減を図ることが可能である。
【００５９】
（実施の形態３）
図８（ａ）乃至（ｃ）は、図１におけるＣ−Ｃ’断面の本発明実施の形態３における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図である。図８（ａ）は、図７（ｃ）に、図８（ｃ）は、図７（ｄ）の工程に対応している。
図８（ｃ）に示すように、最終的な電気機械スイッチの構造において、可動電極１０１、可動電極１０２の梁の特性を同等とするため、長さを揃える方法を説明する。ポスト部の絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエアーギャップ側の端を揃える必要があるため、可動電極１０１、可動電極１０２上に形成したホール１０８の形成部位を最適化し、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエッチング進行量を制御する。図８（ａ）に示すように、可動電極１０１上のホール１０８の形成範囲を、可動電極１０２上のホール１０８の形成範囲より狭くする。図８（ｂ）に、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６のエッチング中の状態を示す。可動電極１０上に形成したホール１０８から進入したエッチャントにより絶縁膜１０５が除去され、絶縁膜１０６に到達している。
【００６０】
この状態からは、絶縁膜１０５上に可動電極１０１上のホール１０８を設けていないため、絶縁膜１０５のエッチング速度を遅くすることができる。一方、絶縁膜１０６は、可動電極１０２上に形成したホール１０８からのエッチャントの進入により除去される。可動電極１０１上より広範囲に形成した可動電極１０２上のホール１０８からのエッチャントの進入により、絶縁膜１０６は絶縁膜１０５より速い速度でエッチングされる。このようにして、早い段階でエッチングが進行する絶縁膜１０５のエッチング速度を遅くし、遅れてエッチングが進行する絶縁膜１０６の端を、絶縁膜１０５の端と合わせ込むプロセスの制御が可能である。
【００６１】
なお、可動電極１０２上に形成したホール１０８の大きさを、可動電極１０１上に形成したホール１０８の大きさより大きくし、絶縁膜１０６へエッチャントが進入し易くすることによりエッチング速度を速くすることもできる。
【００６２】
また、可動電極１０２上に形成したホール１０８の間隔（ピッチ）を、可動電極１０１上に形成したホール１０８の間隔より狭くし、絶縁膜１０６へエッチャントが進入し易くすることによりエッチング速度を速くすることもできる。
【００６３】
このようにして、１つのマスクで、第１及び第２のポストのパターニングが可能であり、ホールのピッチ、密度、大きさ、総面積、形成位置などを調整することにより、第１及び第２のポストの外縁が揃って形状がほぼ同一となるように、電気機械スイッチ１００を製造することが可能であり、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【００６４】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
図９、図１２は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図、図１０、図１３は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＮからＯＦＦ、ＯＦＦから出力ポート２のＯＮへの状態の構成を示す横断面図、図１１、図１４は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート２のＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
【００６５】
図１乃至図１４に示す電気機械スイッチ２００では、実施の形態１に示した電気機械スイッチ１００の構成に加え、可動電極１０１に対向するように形成された可動電極１０９と、固定電極１０３上に形成されたポスト部となる絶縁膜１１１と、絶縁膜１１１上に形成され可動電極１０９を挟むようにして配置された固定電極１１０とが設けられている電気機械スイッチ２００の表面には、薄い絶縁膜が形成されている。可動電極１０１と可動電極１０９は、平行板コンデンサと同じ要領でキャパシタを形成している。
【００６６】
次に、電気機械スイッチ２００におけるスイッチングの仕組みを説明する。
電気機械スイッチ２００は、容量結合型シリーズスイッチの方式を採用し、可動電極１０１に接続された入力ポートからの高周波信号を、可動電極１０２に接続された出力ポート１、または、可動電極１０９に接続された出力ポート２に出力するSPDT（Single Pole Double Throw）型のスイッチを単体の電気機械スイッチで実現する。
【００６７】
図９（ａ）、図１２（ａ）に示すように、スイッチがＯＦＦの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２、可動電極１０９は変位していない初期位置にあり、電極間は接触していない状態にある。この場合、可動電極間にエアーギャップを介した静電容量の小さい状態となり、交流的にインピーダンスの高い状態となるため、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０２、可動電極１０９へと伝播することができない。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、出力ポート１（可動電極１０２）、出力ポート２（可動電極１０９）に出力されない。
【００６８】
一方、出力ポート１（可動電極１０２）がＯＮの状態においては、可動電極１０１と可動電極１０２の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０２は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図９（ｂ）、図１２（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０２の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０２間へと伝播することができるようになる。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、可動電極１０２を介して出力ポート１へ出力される。
【００６９】
次に、出力ポート１（可動電極１０２）のＯＮ状態からＯＦＦ状態へ、ＯＦＦ状態からポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。図１０（ａ）、図１３（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０２を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。
【００７０】
この静電力により、可動電極１０１、可動電極１０２に上下方向の両電極を離す力が発生する。可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間は、櫛歯型電極となっており、オーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。以上のように、ＯＦＦ状態に切り替えることができる。
【００７１】
ＯＦＦ状態から出力ポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。可動電極１０１と可動電極１０９の間に電圧を印加し、静電力により両電極を引き合わせる。両電極とも可動であるため、それぞれ上下方向へ駆動した可動電極１０１と可動電極１０９は、両電極間のエアーギャップの中間付近で接触し、図１０（ｂ）、図１３（ｂ）に示すような構成となる。この場合、可動電極１０１と可動電極１０９の間に形成された絶縁膜を介して静電容量の大きな状態になるため、交流的にインピーダンスの低い状態となり、高周波信号は可動電極１０１から可動電極１０９間へと伝播することができるようになる。このため、入力ポート（可動電極１０１）から入力された高周波信号は、可動電極１０９を介して出力ポート２へ出力される。
【００７２】
この構成により、出力ポート１（可動電極１０２）側のみならず、出力ポート２（可動電極１０９）側も高速応答・低駆動電圧を実現することができる。
【００７３】
次に、出力ポート２（可動電極１０９）のＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り替える場合の駆動方法を説明する。図１１（ａ）、図１４（ａ）に示すように、可動電極１０１と可動電極１０９を同電位とし静電力を切ると、それぞれの電極の持つバネ力により元の初期位置に戻ろうとする上下方向の力が発生する。この力に加え、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間に電圧を印加し、それぞれ斜め上方、斜め下方に静電力を印加する。すると、可動電極１０１、可動電極１０９に上下方向の両電極を離す力が発生する。可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間は、櫛歯型電極となっており、オーバーラップ面積を広くすることにより静電容量を増加させ、より大きな静電力が発生する構造となっている。この静電力により、可動電極１０１と可動電極１０９とを離し、ＯＦＦ状態に切り替えることができる。
【００７４】
またこの構成により、セルフアクチュエーションを回避するために、ＯＦＦ時に可動電極を固定することが可能である。従来の電気機械スイッチに見られる構成では、ＯＦＦ時に可動電極１０１に信号が入力された場合、信号の電力により可動電極１０２と可動電極１０１との間、可動電極１０９と可動電極１０１との間に電位差が生じ、駆動電圧を別途印加していないにも関わらず可動電極１０１、可動電極１０２、可動電極１０９が自動的に駆動するセルフアクチュエーションが発生する場合がある。セルフアクチュエーションは、大電力の信号入力時や、高速応答・低電圧駆動を実現するため可動電極１０１、可動電極１０２、可動電極１０９のバネ力を低くした場合に問題となり、電気機械スイッチの誤作動や耐久性の劣化の原因となる。そこで、図１１（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、ＯＦＦ状態において、可動電極１０１と固定電極１０３の間、可動電極１０２と固定電極１０４の間、可動電極１０９と固定電極１１０の間に電圧を印加し、静電力によりそれぞれの可動電極を初期位置に固定する力を加えることが可能である。この固定力により、セルフアクチュエーションの発生を回避することが可能となる。
【００７５】
図１５（ｂ）は、本発明実施の形態４における電気機械スイッチの制御信号を示す図である。上記に説明した出力ポート１のＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮ１、ＯＦＦ１）時、出力ポート２のＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮ２／ＯＦＦ２）時の各電極へ印加する電圧信号の関係を示す。
電気機械スイッチ２００は、本発明実施の形態２、本実施の形態３における電気機械スイッチ１００の製造方法と同様な製造方法で作製可能であり、ポスト部となる絶縁膜１１１と、絶縁膜１１１上に形成された可動電極１０９、固定電極１１０とを設ける工程を追加すればよい。
【００７６】
このように、電気機械スイッチ２００によれば、従来実現困難であった電気機械スイッチの拡張性を実現することができる。簡易な製造方法により三つ以上の電極を可動とすることが可能であり、単体の電気機械スイッチの拡張性を実現する。小型・高性能なSPDT型電気機械スイッチを提供する。従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
【００７７】
なお、本発明電気機械スイッチを複数個接続することにより、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。
【００７８】
また、本発明電気機械スイッチの可動電極の数を増やすことにより、複数の入出力ポートを選択的に接続可能なスイッチへと拡張することができる。
【００７９】
（実施の形態５）
図１６は、本発明実施の形態５における電気機械スイッチの構成を示す上面図、図１７は、図１におけるＡ−Ａ’断面を示しており、本発明実施の形態５における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図、図１８は、図１におけるＣ−Ｃ’断面を示しており、本発明実施の形態５における電気機械スイッチのＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図である。
【００８０】
図１６乃至図１８に示す電気機械スイッチ３００では、実施の形態１に示した電気機械スイッチ１００の構成において、固定電極１０３、固定電極１０４、絶縁膜１０５、絶縁膜１０６を具備しない構成である。電気機械スイッチ３００におけるスイッチングの仕組みは、ＯＦＦからＯＮ時に可動電極１０１、可動電極１０２のバネ力のみで両電極が離れること以外は前記実施の形態１の電気機械スイッチと同様に構成されている。
【００８１】
この構成により、電気機械スイッチの高速応答・低駆動電圧を実現することができる。接触する電極を全て可動とすることで、電極間のエアーギャップの中で一つの電極の変位量を低減し、より高速に応答することを可能とする。また、可動電極の曲がり量を低減することが可能となるため、より低電圧で駆動させることができる。
【００８２】
このように、電気機械スイッチ３００によれば、従来実現困難であった高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器を提供することが可能となる。
また、本発明電気機械スイッチは、可動電極を両持ち梁型、片持ち梁型とすることができる。
また、本発明電気機械スイッチは、無線通信用電気回路のみならず、様々な用途の電気回路に適用可能である。
また、本発明電気機械スイッチは、無線通信端末のみならず、様々な用途の電気機器に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る電気機械スイッチは、高性能化を同時にかつ単体で実現する電気機械スイッチおよびそれを用いた電気機器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明実施の形態１における電気機械スイッチの構成を示す上面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ’断面を示す図であり、ＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図３】図１におけるＡ−Ａ’断面を示す図であり、ＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図４】図１におけるＢ−Ｂ’断面を示す図であり、ＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図５】図１におけるＢ−Ｂ’断面を示す図であり、ＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図６】図１におけるＣ−Ｃ’断面を示す図であり、ＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図７】図１におけるＡ−Ａ’断面を示す図であり、本発明実施の形態２における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図
【図８】図１におけるＣ−Ｃ’断面を示す図であり、本発明実施の形態３における電気機械スイッチの製造工程を段階的に説明する断面図
【図９】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図１０】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＮからＯＦＦ、ＯＦＦから出力ポート２のＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図１１】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート２のＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図１２】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＦＦからＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図１３】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート１のＯＮからＯＦＦ、ＯＦＦから出力ポート２のＯＮへの状態の構成を示す横断面図
【図１４】本発明実施の形態４における電気機械スイッチの出力ポート２のＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図１５】（ａ）本発明実施の形態１における電気機械スイッチの制御信号を示す図、（ｂ）本発明実施の形態４における電気機械スイッチの制御信号を示す図
【図１６】本発明実施の形態５における電気機械スイッチの構成を示す上面図
【図１７】図１６におけるＡ−Ａ’断面を示す図であり、ＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【図１８】図１６におけるＣ−Ｃ’断面を示す図であり、ＯＮからＯＦＦへの状態の構成を示す横断面図
【符号の説明】
【００８５】
１００、２００  電気機械スイッチ
１０１、１０２、１０９  可動電極
１０３、１０４、１１０  固定電極
１０５、１０６、１１１  絶縁膜
１０７  基板
１０８  ホール
【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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