(57)【要約】【課題】駆動電圧を低減するのに適し且つコンタクト電極間のスティクションを回避するのに適したマイクロスイッチング素子を提供する。【解決手段】本発明のマイクロスイッチング素子Ｘ１は、基板Ｓ１と、第１面１２ａおよび第２面１２ｂを有して基板Ｓ１に支持された可動部１２と、第１面１２ａ上に設けられた可動コンタクト電極１３と、可動コンタクト電極１３に対向する部位を有する固定コンタクト電極１４と、固定コンタクト電極１４に可動コンタクト電極１３が接近するように可動部１２を動作ないし弾性変形させることが可能な第１駆動機構（駆動電極１５Ａ，１５Ｂ）と、固定コンタクト電極１４から可動コンタクト電極１３が離反するように可動部１２を動作させることが可能な第２駆動機構（駆動電極１６Ａ，１６Ｂ）とを備える。【選択図】図５
2008177074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１面および当該第１面とは反対の第２面を有して前記基板に支持された可動部と、
前記第１面上に設けられた可動コンタクト電極と、
前記可動コンタクト電極に対向する部位を各々が有する一対の固定コンタクト電極と、
前記一対の固定コンタクト電極に前記可動コンタクト電極が接近するように前記可動部を動作させることが可能な、前記可動部における前記第１面側に設けられた第１駆動機構と、
前記一対の固定コンタクト電極から前記可動コンタクト電極が離反するように前記可動部を動作させることが可能な、前記可動部における前記第２面側に設けられた第２駆動機構と、を備える、マイクロスイッチング素子。
【請求項２】
前記可動部の前記第２面は前記基板に対向し、前記第２駆動機構は、前記第２面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む、請求項１に記載のマイクロスイッチング素子。
【請求項３】
前記基板における前記可動部に対応する箇所に凹部が設けられている、請求項２に記載のマイクロスイッチング素子。
【請求項４】
前記可動部の前記第１面は前記基板に対向し、前記第２駆動機構は、前記第２面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有して前記基板上に立設された固定駆動電極とを含む、請求項１に記載のマイクロスイッチング素子。
【請求項５】
前記第１駆動機構は、前記可動部の前記第１面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む、請求項１から４のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ技術を利用して製造される微小なスイッチング素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など無線通信機器の技術分野では、高機能を実現するために搭載される部品の増加などに伴い、ＲＦ回路の小型化に対する要求が高まっている。このような要求に応えるべく、回路を構成する様々な部品について、ＭＥＭＳ（micro-electromechanical systems）技術の利用による微小化が進められている。
【０００３】
そのような部品の一つとして、ＭＥＭＳスイッチが知られている。ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳ技術により各部位が微小に形成されたスイッチング素子であり、機械的に開閉してスイッチングを実行するための少なくとも一対のコンタクトや、当該コンタクト対の機械的開閉動作を達成するための駆動機構などを有する。ＭＥＭＳスイッチは、特にＧＨｚオーダーの高周波信号のスイッチングにおいて、ＰＩＮダイオードやＭＥＳＦＥＴなどよりなるスイッチング素子よりも、開状態にて高いアイソレーションを示し且つ閉状態にて低い挿入損失を示す傾向にある。これは、コンタクト対間の機械的開離により開状態が達成されることや、機械的スイッチであるために寄生容量が少ないことに、起因する。ＭＥＭＳスイッチについては、例えば下記の特許文献１〜４に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４‐１１８６号公報
【特許文献２】特開２００４‐３１１３９４号公報
【特許文献３】特開２００５‐２９３９１８号公報
【特許文献４】特表２００５‐５２８７５１号公報
【０００５】
図３７および図３８は、従来のＭＥＭＳスイッチの一例であるマイクロスイッチング素子Ｘ７を表す。図３７は、マイクロスイッチング素子Ｘ７の平面図であり、図３８は、図３７の線XXXVIII−XXXVIIIに沿った断面図である。
【０００６】
マイクロスイッチング素子Ｘ７は、基板７１と、可動部７２と、コンタクト電極７３と、一対のコンタクト電極７４と、駆動電極７５，７６とを備える。可動部７２は、その一端が基板７１に接合し且つ基板７１に沿って延びる部位を有する。コンタクト電極７３は、可動部７２における基板７１側に設けられている。各固定コンタクト電極７４は、その一端が可動コンタクト電極７３に対向するように、基板７１上に配されている。駆動電極７５は、可動部７２上に設けられている。駆動電極７６は、基板７１上において駆動電極７５に対応して配されており、グランド接続されている。また、基板７１上には、コンタクト電極７４または駆動電極７６に対して電気的に接続する所定の配線パターン（図示略）が形成されている。
【０００７】
このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ７において、駆動電極７５に電位を付与すると、駆動電極７５，７６間には静電引力が発生する。付与電位が充分に高い場合、可動部７２は、コンタクト電極７３が両コンタクト電極７４に当接するまで弾性変形する。このような閉動作により、マイクロスイッチング素子Ｘ７の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極７３により一対のコンタクト電極７４が電気的に橋渡しされ、電流が当該コンタクト電極７４間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【０００８】
一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ７において、駆動電極７５に対する電位付与を停止することによって駆動電極７５，７６間に作用する静電引力を消滅させると、可動部７２はその自然状態に復帰し、コンタクト電極７３は、両コンタクト電極７４から離隔する。このような開動作により、図３８に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ７の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極７４が電気的に分離され、電流が当該コンタクト電極７４間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。
【０００９】
機械的スイッチであるマイクロスイッチング素子においては、閉状態（オン状態）と開状態（オフ状態）との間のスイッチング動作（閉動作，開動作）を繰り返すと、コンタクト電極間に凝着力が作用することとなって当該コンタクト電極間が張り付いて離れなくなる現象（スティクション）が生じる場合があることが知られている。図３９は、マイクロスイッチング素子Ｘ７にてスティクションが生じた場合を表す。駆動電極７５，７６に静電引力を発生させてコンタクト電極７３，７４間を閉状態とした後に駆動電極７５，７６間の静電引力を消滅させても、コンタクト電極７３，７４間が張り付いて離れない。このようなスティクションが生じると、マイクロスイッチング素子Ｘ７は、スイッチング動作をすることができない。
【００１０】
一方、マイクロスイッチング素子においては、閉動作のための駆動電圧を低減することが望まれる場合が多い。駆動電圧を低減するための有効な手段の一つとして、可動部の正味のバネ定数を小さく設定することが考えられる。例えばマイクロスイッチング素子Ｘ７においては、可動部７２を薄くして当該可動部７２の正味のバネ定数を小さく設定することによって、可動部７２を閉動作させるために駆動電極７５に印加すべき電圧（駆動電圧）を低減することが可能である。しかしながら、可動部７２のバネ定数を小さく設定するほど、可動部７２が閉状態から開状態へ復帰する復元力が減弱し、コンタクト電極７３，７４間に比較的に小さな凝着力が作用することによってもスティクションが生じることとなる。すなわち、可動部７２のバネ定数が小さいほど、当該マイクロスイッチング素子Ｘ７ではスティクションが生じやすいのである。
【００１１】
このように、マイクロスイッチング素子に係る従来の技術は、閉動作駆動電圧を低減しつつコンタクト電極間のスティクションを回避するのに困難性を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような事情の下で考え出されたものであり、閉動作駆動電圧を低減するのに適し且つコンタクト電極間のスティクションを回避するのに適したマイクロスイッチング素子を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明により提供されるマイクロスイッチング素子は、基板と、第１面および当該第１面とは反対の第２面を有して基板に支持された可動部と、第１面上に設けられた可動コンタクト電極と、可動コンタクト電極に対向する部位を各々が有する一対の固定コンタクト電極と、当該一対の固定コンタクト電極に可動コンタクト電極が接近するように可動部を動作ないし弾性変形させることが可能な、可動部における第１面側に設けられた第１駆動機構と、一対の固定コンタクト電極から可動コンタクト電極が離反するように可動部を動作させることが可能な、可動部における第２面側に設けられた第２駆動機構と、を備える。
【００１４】
このような構成を有するマイクロスイッチング素子では、可動部の第１面側に設けられた第１駆動機構を稼動させて素子駆動力を発生させて、可動部の第１面上の可動コンタクト電極が両固定コンタクト電極に当接するまで当該可動部を動作（閉動作）ないし弾性変形させることにより、閉状態ないしオン状態を達成することができる。そして、本素子では、第１駆動機構による駆動力を消滅させるに際し、可動部の第２面側に設けられた第２駆動機構を稼動させて、可動部の第１面上の可動コンタクト電極が両固定コンタクト電極から離反するように当該可動部を動作（開動作）させることにより、可動部の復元力に加えて第２駆動機構による駆動力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができる。したがって、本素子は、可動コンタクト電極と固定コンタクト電極の間を閉じた後に第１駆動機構による駆動力を消滅させても当該コンタクト電極間が張り付いて離れない現象すなわちスティクションを、回避するうえで好適である。
【００１５】
また、本素子では、可動部の復元力に加えて第２駆動機構による駆動力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができるため、可動部の復元力のみを利用して開状態が達成される従来のマイクロスイッチング素子よりも、可動部について小さなバネ定数を設定するのに適する。可動部について小さなバネ定数を設定するのに適する本素子は、閉状態に至るように可動部を動作させるうえで第１駆動機構に要する電圧（閉動作駆動電圧）を低減するのに好適である。
【００１６】
以上のように、本発明に係るマイクロスイッチング素子は、閉動作駆動電圧を低減するのに適し且つコンタクト電極間のスティクションを回避するのに適するのである。
【００１７】
本発明の第１の好ましい実施の形態においては、可動部の第２面は基板に対向し、第２駆動機構は、第２面上に設けられた可動駆動電極と、可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む。本素子は、第２駆動機構として、このような静電型駆動機構を具備するのが好ましい。この場合、可動部における基板側とは反対の側である第１面側に第１駆動機構を設けることができる。また、この場合、好ましくは、基板における可動部に対応する箇所に凹部が設けられている。この凹部の存在は、開動作過程において可動部が基板に当接することを回避するのに資する。
【００１８】
第１の好ましい実施の形態において、第２駆動機構の固定駆動電極は、例えば、基板表面にパターン形成されたものである。この場合、第２駆動機構の固定駆動電極は、好ましくは金属または低抵抗ポリシリコン材料よりなる。或は、基板はシリコン材料よりなり、第２駆動機構の固定駆動電極は、基板において部分的にイオンが注入されて導電率が高められた部位であってもよい。
【００１９】
本発明の第２の好ましい実施の形態においては、可動部の第１面は基板に対向し、第２駆動機構は、第２面上に設けられた可動駆動電極と、可動駆動電極に対向する部位を有して基板上に立設された固定駆動電極とを含む。本素子は、第２駆動機構として、このような静電型駆動機構を具備してもよい。この場合、可動部における基板側とは反対の側である第２面側に第２駆動機構を設けることができる。また、この場合、固定駆動電極は、好ましくは、めっき法により形成されたものである。めっき法によると、厚い固定駆動電極を形成することができる。
【００２０】
本発明の第３の好ましい実施の形態においては、第２駆動機構は、可動部の第２面上に設けられた第１電極膜と、第２電極膜と、当該第１および第２電極膜の間に介在する圧電膜とからなる積層構造を含む。本素子は、第２駆動機構として、このような圧電型駆動機構を具備してもよい。
【００２１】
本発明の第４の好ましい実施の形態においては、第２駆動機構は、可動部の第２面上に設けられた熱膨張率の異なる複数の材料膜からなる積層構造を含む。本素子は、第２駆動機構として、このような熱型駆動機構を具備してもよい。
【００２２】
本発明の第１から第４の好ましい実施の形態において、好ましくは、可動部は、その一端が基板に固定された片持ち梁形状を有するか、或は、その両端が基板に固定された両持ち梁形状を有する。片持ち梁形状および両持ち梁形状は、機械的なスイッチング素子における可動部の形状として好適である。
【００２３】
本発明の第１から第４の好ましい実施の形態において、好ましくは、可動部はバルクシリコン材料よりなるか、或は、可動部は堆積したシリコン材料よりなる。バルクシリコン材料は、剛性に優れた可動部を構成するのに有利であり、また、結晶欠陥が殆どないので、疲労劣化の少ない（従って信頼性の高い）可動部を構成するのに有利である。堆積したシリコン材料においては、所望の段差形状を有する可動部を構成しやすい。
【００２４】
本発明の第１から第４の好ましい実施の形態において、好ましくは、第１駆動機構は、可動部の第１面上に設けられた可動駆動電極と、可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む。本素子は、第１駆動機構として、このような静電型駆動機構を具備してもよい。
【００２５】
本発明の第１から第４の好ましい実施の形態において、好ましくは、第１駆動機構は、可動部の第１面上に設けられた第１電極膜と、第２電極膜と、当該第１および第２電極膜の間に介在する圧電膜とからなる積層構造を含む。本素子は、第１駆動機構として、このような圧電型駆動機構を具備してもよい。
【００２６】
本発明の第１から第４の好ましい実施の形態において、好ましくは、第１駆動機構は、可動部の第１面上に設けられた熱膨張率の異なる複数の材料膜からなる積層構造を含む。本素子は、第１駆動機構として、このような熱型駆動機構を具備してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１から図６は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ１を表す。図１は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の平面図であり、図２は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の部分省略平面図である。図３から図５は、各々、図１の線III−III、線IV−IV、および線V−Vに沿った断面図である。
【００２８】
マイクロスイッチング素子Ｘ１は、ベース基板Ｓ１と、固定部１１と、可動部１２と、コンタクト電極１３と、一対のコンタクト電極１４（図２では省略）と、駆動電極１５Ａと、駆動電極１５Ｂ（図２では省略）と、駆動電極１６Ａ，１６Ｂとを備える。
【００２９】
ベース基板Ｓ１は、単結晶シリコンなどのバルクシリコン材料よりなる。ベース基板Ｓ１において可動部１２に対向する部位には凹部１２’が設けられている。この凹部１２’の深さは例えば１〜１０μｍである。
【００３０】
固定部１１は、図３から図５に示すように、境界層１７を介してベース基板Ｓ１に接合している。また、固定部１１は、単結晶シリコンなどのバルクシリコン材料よりなる。固定部１１を構成するシリコン材料は、１０００Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するのが好ましい。境界層１７は例えば二酸化シリコンよりなる。
【００３１】
可動部１２は、例えば図２、図４、または図５に表れているように、第１面１２ａおよび第２面１２ｂを有し、固定部１１に固定された固定端１２ｃと自由端１２ｄとを有してベース基板Ｓ１に沿って延び、スリット１８を介して固定部１１に囲まれている。第２面１２ｂはベース基板Ｓ１に対向する。また、可動部１２は、固定部１１および境界層１７を介してベース基板Ｓ１に支持されている。可動部１２について図３および図４に示す厚さＴは例えば５０μｍ以下である。可動部１２について、図２に示す長さＬ1は例えば５００〜１５００μｍであり、長さＬ2は例えば１００〜５００μｍである。可動部１２は、例えば単結晶シリコンなどのバルクシリコン材料よりなる。スリット１８の幅は例えば１０μｍである。
【００３２】
コンタクト電極１３は、本発明における可動コンタクト電極であり、図２によく表れているように、可動部１２の第１面１２ａ上にて自由端１２ｄ近くに設けられている。コンタクト電極１３の厚さは例えば０.５〜２.０μｍである。このような厚さ範囲は、コンタクト電極１３の低抵抗化を図るうえで好ましい。コンタクト電極１３の構成材料としては、例えば、Ｒｕなどの高融点金属、Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕなどの、高周波数帯で低抵抗を示す金属、または導電性ポリシリコン材料を採用することができる。
【００３３】
各コンタクト電極１４は、本発明における固定コンタクト電極であり、図３および図５に示すように、固定部１１上に立設されており、且つ、コンタクト電極１３に対向する突起部１４ａを有する。また、各コンタクト電極１４は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。コンタクト電極１４の構成材料としては、例えば、Ｒｕなどの高融点金属、Ａｕ、Ａｕ合金、Ｃｕ、またはＣｕ合金を採用することができる。
【００３４】
駆動電極１５Ａは、本発明における第１駆動機構の可動駆動電極であり、図２および図５によく表れているように可動部１２の第１面１２ａ上に設けられている。駆動電極１５Ａの構成材料としては、コンタクト電極１３の構成材料と同一のものを採用することができる。
【００３５】
駆動電極１５Ｂは、本発明における第１駆動機構の固定駆動電極であり、図４によく表れているように、その両端が固定部１１に接合して駆動電極１５Ａの上方を跨ぐように立設されている。このような駆動電極１５Ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極１５Ｂの構成材料としては、コンタクト電極１４の構成材料と同一のものを採用することができる。
【００３６】
駆動電極１６Ａは、本発明における第２駆動機構の可動駆動電極であり、図４および図５に示すように可動部１２の第２面１２ｂに設けられている。また、駆動電極１６Ａは、可動部１２を貫通するビア１６ａを介して、第１面１２ａ上の電極パッド１６ｂと電気的に接続されている。駆動電極１６Ａの構成材料としては、コンタクト電極１３の構成材料と同一のものを採用することができる。ビア１６ａおよび電極パッド１６ｂは所定の導電材料よりなる。
【００３７】
駆動電極１６Ｂは、本発明における第２駆動機構の固定駆動電極であり、図４から図６（図６はベース基板Ｓ１およびその上の駆動電極１６Ｂを表す）に示すように、ベース基板Ｓ１上に設けられ、駆動電極１６Ａに対向する部位を有する。駆動電極１６Ｂは、可動部１２および境界層１７を貫通するビア１６ｃを介して、可動部１２の第１面１２ａ上の電極パッド１６ｄと電気的に接続されている。電極パッド１６ｄは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極１６Ｂの構成材料としては、コンタクト電極１３の構成材料と同一のものを採用することができる。ビア１６ｃおよび電極パッド１６ｄは所定の導電材料よりなる。
【００３８】
マイクロスイッチング素子Ｘ１において、駆動電極１５Ａに電位を付与すると、駆動電極１５Ａ，１５Ｂ間には静電引力が発生する。付与電位が充分に高い場合、可動部１２は、図７に示すようにコンタクト電極１３が一対のコンタクト電極１４に当接するまで、動作ないし弾性変形する。このような閉動作により、マイクロスイッチング素子Ｘ１の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極１３により一対のコンタクト電極１４が電気的に橋渡しされ、電流がコンタクト電極１４間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【００３９】
一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ１において、駆動電極１５Ａに対する電位付与を停止することによって駆動電極１５Ａ，１５Ｂの間に作用する静電引力を消滅させると同時に或は消滅させた直後、駆動電極１６Ａに電位を付与して駆動電極１６Ａ，１６Ｂ間に所定の静電引力を発生させると、コンタクト電極１３が一対のコンタクト電極１４から離反するように可動部１２が動作して、可動部１２はその開状態位置に復帰する。このような開動作により、図３および図５に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ１の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極１４が電気的に分離され、電流がコンタクト電極１４間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。また、このような開状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ１については、上述した閉動作により再び閉状態に切り替えることが可能である。
【００４０】
マイクロスイッチング素子Ｘ１においては、可動部１２の復元力に加えて駆動電極１６Ａ，１６Ｂ間に生ずる静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができる。したがって、マイクロスイッチング素子Ｘ１は、コンタクト電極１３と一対のコンタクト電極１４との間を閉じた後に駆動電極１５Ａ，１５Ｂ間の静電引力を消滅させても当該コンタクト電極１３，１４間が張り付いて離れない現象すなわちスティクションを、回避することができる。
【００４１】
また、マイクロスイッチング素子Ｘ１においては、可動部１２の復元力に加えて駆動電極１６Ａ，１６Ｂ間の静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができるため、可動部の復元力のみを利用して開状態が達成される従来のマイクロスイッチング素子よりも、可動部について小さなバネ定数を設定するのに適する。可動部１２について小さなバネ定数を設定するのに適する本マイクロスイッチング素子Ｘ１は、閉状態に至るように可動部を動作させるうえで第１駆動機構（駆動電極１５Ａ，１５Ｂ）に要する電圧（駆動電圧）を低減するのに好適である。
【００４２】
図８から図１２は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の製造方法を、図５に相当する断面の変化として表す。本方法においては、まず、図８（ａ）に示すように、所定の加工が施された材料基板ＳＡおよび材料基板ＳＢを用意する。材料基板ＳＡには、予め、境界層１７がパターン形成され、ビア１６ａ，１６ｃが埋め込み形成され、そして、駆動電極１６Ａがパターン形成されている。材料基板ＳＢには、予め、凹部１２’が設けられ、駆動電極１６Ｂがパターン形成されている。
【００４３】
次に、図８（ｂ）に示すように、材料基板ＳＡおよび材料基板ＳＢを接合して材料基板ＳＣを形成する。例えば、接合面をプラズマやイオン照射等の方法で活性化したうえで接合対象物を圧接する低温接合技術を利用して、材料基板ＳＡおよび材料基板ＳＢを接合することができる。材料基板ＳＣは、材料基板ＳＡに由来する第１層１０１と、材料基板ＳＢに由来する第２層１０２と、これらの間に介在する中間層としての境界層１７とからなる積層構造を有する。
【００４４】
次に、図９（ａ）に示すように、研磨によって第１層１０１を薄層化する。本工程では、ビア１６ａ，１６ｃを露出させる。
【００４５】
次に、図９（ｂ）に示すように、第１層１０１上に導体膜１０３を形成する。例えば、スパッタリング法により、第１層１０１上にＣｒを成膜し、続いてその上にＡｕを成膜する。Ｃｒ膜の厚さは例えば１０〜１００ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは例えば１００〜１０００ｎｍである。
【００４６】
次に、図９（ｃ）に示すように、フォトリソ法により導体膜１０３上にレジストパターン１０４，１０５，１０６，１０７を形成する。レジストパターン１０４は、上述のコンタクト電極１３に対応するパターン形状を有する。レジストパターン１０５は、上述の駆動電極１５Ａに対応するパターン形状を有する。レジストパターン１０６，１０７は、各々、上述の電極パッド１６ｂ，１６ｄに対応するパターン形状を有する。
【００４７】
次に、図１０（ａ）に示すように、レジストパターン１０４，１０５，１０６，１０７をマスクとして利用して導体膜１０３に対してエッチング処理を施すことにより、第１層１０１上に、コンタクト電極１３、駆動電極１５Ａ、および電極パッド１６ｂ，１６ｄを形成する。エッチング手法としては、イオンミリング（例えばＡｒイオンによる物理的エッチング）を採用することができる。金属材料に対する後出のエッチング手法としてもイオンミリングを採用することができる。
【００４８】
次に、レジストパターン１０４，１０５，１０６，１０７を除去した後、図１０（ｂ）に示すように、第１層１０１にエッチング処理を施すことによって、図２にパターン形状が表れているスリット１８を形成する。具体的には、フォトリソ法により第１層１０１上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して、第１層１０１に対して異方性のエッチング処理を施す。エッチング手法としては、反応性イオンエッチングを採用することができる。本工程にて、固定部１１および可動部１２がパターン形成されることとなる。
【００４９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、スリット１８を塞ぐように、材料基板ＳＣの第１層１０１側に犠牲層１０８を形成する。犠牲層１０８の厚さは例えば２〜１０μｍである。犠牲層材料としては例えば二酸化シリコンを採用することができる。また、犠牲層１０８を形成するための手法としては、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を採用することができる。
【００５０】
次に、図１１（ａ）に示すように、犠牲層１０８においてコンタクト電極１３に対応する箇所に凹部１０８ａを形成する。凹部１０８ａは、コンタクト電極１４の突起部１４ａを形成するためのものであり、凹部１０８ａの深さは０.５〜５μｍである。
【００５１】
次に、図１１（ｂ）に示すように、犠牲層１０８をパターニングして開口部１０８ｂを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層１０８上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して犠牲層１０８に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。開口部１０８は、固定部１１においてコンタクト電極１４が接合する領域を露出させるためのものである。本工程では、固定部１１において駆動電極１５Ｂが接合する領域を露出させるための図外の開口部も併せて形成する。
【００５２】
次に、材料基板ＳＣにおいて犠牲層１０８が設けられている側の表面に通電用の下地膜（図示略）を形成した後、図１１（ｃ）に示すようにレジストパターン１０９を形成する。下地膜は、例えば、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＣｒを成膜し、続いてその上に厚さ５００ｎｍのＡｕを成膜することによって形成することができる。レジストパターン１０９は、コンタクト電極１４に対応する開口部１０９ａおよび駆動電極１５Ｂに対応する開口部１０９ｂを有する。
【００５３】
次に、図１２（ａ）に示すように、コンタクト電極１４および駆動電極１５Ｂを形成する。具体的には、下地膜においてレジストパターン１０９によっては覆われていない箇所に、電気めっき法により例えばＡｕを成長させる。
【００５４】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジストパターン１０９をエッチング除去する。この後、電気めっき用の上述の下地膜において露出している部分をエッチング除去する。これらエッチング除去においては、各々、ウエットエッチングを採用することができる。
【００５５】
次に、図１２（ｃ）に示すように、例えばウエットエッチングによって犠牲層１０８を除去する。この後、必要に応じて、コンタクト電極１４および駆動電極１５Ｂの下面に付着している下地膜の一部（例えばＣｒ膜）をウエットエッチングにより除去した後、超臨界乾燥法により素子全体を乾燥する。超臨界乾燥法によると、可動部１２が第２層１０２ないしベース基板Ｓ１に張り付いてしまうスティッキング現象を適切に回避することができる。
【００５６】
以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができる。本方法では、コンタクト電極１３に対向する部位を有するコンタクト電極１４について、めっき法によって犠牲層１０８上に厚く形成することができる。そのため、一対のコンタクト電極１４については、所望の低抵抗を実現するための充分な厚さを設定することが可能である。厚いコンタクト電極１４は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の挿入損失を低減するうえで好ましい。
【００５７】
マイクロスイッチング素子Ｘ１のベース基板Ｓ１には、可動部１２に対応して凹部１２’が設けられているところ、この凹部１２’の存在は、開動作において可動部１２がベース基板Ｓ１に当接することを回避するためのものである。境界層１７が充分に厚い場合には、ベース基板Ｓ１に凹部１２’を設けなくてもよい。
【００５８】
マイクロスイッチング素子Ｘ１では、ベース基板Ｓ１表面に設けられた駆動電極１６Ｂに代えて、ベース基板Ｓ１（バルクシリコン材料よりなる）において部分的にイオンが注入されて導電率が高められた駆動電極１６Ｂを設けてもよい。
【００５９】
図１３および図１４は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ２を表す。図１３は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の平面図である。図１４は、図１３の線XIV−XIVに沿った断面図である。
【００６０】
マイクロスイッチング素子Ｘ２は、ビア１６ａ，１６ｃおよび電極パッド１６ｂ，１６ｄを有さずに、固定部１１の所定箇所に切欠部１１ａを有して当該切欠部１１ａにて駆動電極１６Ａ，１６Ｂが露出する点において、マイクロスイッチング素子Ｘ１と異なる。本発明に係るマイクロスイッチング素子は、このような構造を有してもよい。
【００６１】
図１５および図１６は、本発明の第３の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ３を表す。図１５は、マイクロスイッチング素子Ｘ３の平面図であり、図１６は、図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。
【００６２】
マイクロスイッチング素子Ｘ３は、ベース基板Ｓ１と、固定部１１と、可動部１２と、コンタクト電極１３と、一対のコンタクト電極１４と、圧電駆動部２０と、駆動電極１６Ａ，１６Ｂとを備える。マイクロスイッチング素子Ｘ３は、第１駆動機構として駆動電極１５Ａ，１５Ｂに代えて圧電駆動部２０を有する点において、マイクロスイッチング素子Ｘ１と異なる。
【００６３】
圧電駆動部２０は、本発明における圧電型駆動機構であり、駆動電極２１，２２と、これらの間の圧電膜２３とからなる。駆動電極２１，２２は、各々、例えば、Ｔｉ下地層およびＰｔ主層からなる積層構造を有する。駆動電極２２は、所定の配線（図示略）を介してグランド接続されている。圧電膜２３は、電界が加えられることにより歪みが生じる性質（逆圧電効果）を示す圧電材料からなり、電界印加時において図１６の矢印Ａ１に示す方向に変形するように設けられている。そのような圧電材料としては、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体）、ＭｎがドープされたＺｎＯ、ＺｎＯ、またはＡｌＮを採用することができる。駆動電極２１，２２の厚さは例えば０.５５μｍであり、圧電膜２３の厚さは例えば１.５μｍである。
【００６４】
本発明に係るマイクロスイッチング素子における第１駆動機構としては、このような圧電駆動部２０を利用することもできる。圧電駆動部２０が稼動することによって、マイクロスイッチング素子Ｘ３における閉動作が実現される。
【００６５】
図１７および図１８は、本発明の第４の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ４を表す。図１７は、マイクロスイッチング素子Ｘ４の平面図であり、図１８は、図１７の線XVIII−XVIIIに沿った断面図である。
【００６６】
マイクロスイッチング素子Ｘ４は、ベース基板Ｓ１と、固定部１１と、可動部１２と、コンタクト電極１３と、一対のコンタクト電極１４と、熱駆動部３０と、駆動電極１６Ａ，１６Ｂとを備える。マイクロスイッチング素子Ｘ４は、第１駆動機構として駆動電極１５Ａ，１５Ｂに代えて熱駆動部３０を有する点において、マイクロスイッチング素子Ｘ１と異なる。
【００６７】
熱駆動部３０は、本発明における熱型駆動機構であり、熱膨張率の異なる熱電極３１，３２からなる。可動部１２に直接接合している熱電極３１の方が、熱電極３２よりも、大きな熱膨張率を有する。熱駆動部３０は、通電時に熱電極３１，３２が発熱および熱膨張して矢印Ａ２に示すように変形するように設けられている。熱電極３１は、例えばＦｅ合金あるいはＣｕ合金よりなる。熱電極３２は、例えばＡｌ合金よりなる。
【００６８】
本発明に係るマイクロスイッチング素子における第１駆動機構としては、このような熱駆動部３０を利用することもできる。熱駆動部３０が稼動することによって、本素子における閉動作が実現される。
【００６９】
マイクロスイッチング素子Ｘ１，Ｘ３，Ｘ４においては、第２駆動機構として、マイクロスイッチング素子Ｘ１に関して上述したような開動作を実現するための所定の圧電駆動部を、駆動電極１６Ａ，１６Ｂの代わりに設けてもよい。この圧電駆動部は、可動部１２の第２面１２ｂに設けられ、二つの駆動電極とこれらの間の圧電膜とからなる積層構造を有する。この圧電膜は、電界印加時に可動部１２をベース基板Ｓ１に接近させるべく変形するように設けられている。このような圧電駆動部についての他の構成は、マイクロスイッチング素子Ｘ３の圧電駆動部２０に関して上述したのと同様である。
【００７０】
マイクロスイッチング素子Ｘ１，Ｘ３，Ｘ４においては、第２駆動機構として、マイクロスイッチング素子Ｘ１に関して上述したような開動作を実現するための所定の熱駆動部を、駆動電極１６Ａ，１６Ｂの代わりに設けてもよい。この熱駆動部は、可動部１２の第２面１２ｂに設けられ、熱膨張率の異なる二つの熱電極からなる積層構造を有する。この熱駆動部は、通電時に可動部１２をベース基板Ｓ１に接近させるべく変形するように設けられている。このような熱駆動部についての他の構成は、マイクロスイッチング素子Ｘ４の熱駆動部３０に関して上述したのと同様である。
【００７１】
図１９から図２４は、本発明の第５の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ５を表す。図１９は、マイクロスイッチング素子Ｘ５の平面図である。図２０および図２１は、各々、マイクロスイッチング素子Ｘ５の部分省略平面図である。図２２から図２４は、各々、図１９の線XXII−XXII、線XXIII−XXIII、および線XXIV−XXIVに沿った断面図である。
【００７２】
マイクロスイッチング素子Ｘ５は、ベース基板Ｓ５と、可動部５１（図２１では仮想線で表す）と、コンタクト電極５２と、一対のコンタクト電極５３と、駆動電極５４Ａ（図２１では省略）と、駆動電極５４Ｂと、駆動電極５５Ａ（図２１では省略）と、駆動電極５５Ｂ（図２０では省略）とを備える。
【００７３】
可動部５１は、第１面５１ａおよび第２面５１ｂを有し、一端がベース基板Ｓ５に接合し、ベース基板Ｓ５に沿って延びる部位を有する。第１面５１ａはベース基板Ｓ５に対向する。可動部５１は例えばポリシリコンよりなり、可動部５１の厚さ例えば１〜３μｍである。
【００７４】
コンタクト電極５２は、本発明における可動コンタクト電極であり、図２２に示すように可動部５１の第１面５１ａに設けられている。コンタクト電極５２の厚さは例えば０.５〜２.０μｍである。このような厚さ範囲は、コンタクト電極５２の低抵抗化を図るうえで好ましい。コンタクト電極５２の構成材料としては、例えば、Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕなどの金属または導電性ポリシリコン材料を採用することができる。
【００７５】
各コンタクト電極５３は、本発明における固定コンタクト電極であり、図２１によく表れているようにベース基板Ｓ５上にパターン形成されており、且つ、コンタクト電極５２に対向する部位を有する。また、各コンタクト電極５３は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。コンタクト電極５３の構成材料としては、コンタクト電極５２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【００７６】
駆動電極５４Ａは、本発明における第１駆動機構の可動駆動電極であり、例えば図２０および図２３に示すように、その一部が可動部５１の第１面５１ａにて広がるように設けられている。駆動電極５４Ａの構成材料としては、コンタクト電極５２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【００７７】
駆動電極５４Ｂは、本発明における第１駆動機構の固定駆動電極であり、図２１によく表れているように、ベース基板Ｓ５上にパターン形成されている。このような駆動電極５４Ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極５４Ｂの構成材料としては、コンタクト電極５２の構成材料と同一のものを採用することができる。駆動電極５４Ａ，５４Ｂ間のギャップは例えば０.５〜５μｍである。
【００７８】
駆動電極５５Ａは、本発明における第２駆動機構の可動駆動電極であり、例えば図２０および図２２に示すように、可動部５１の第２面５１ｂにパターン形成されている。駆動電極５５Ａの構成材料としては、コンタクト電極５２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【００７９】
駆動電極５５Ｂは、本発明における第２駆動機構の固定駆動電極であり、図１９および図２２に示すように、駆動電極５５Ａに対向する部位を有してベース基板Ｓ５上に立設されている。駆動電極５５Ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極５５Ｂの構成材料としては、例えばＡｕ、Ａｕ合金、Ｃｕ、またはＣｕ合金を採用することができる。
【００８０】
マイクロスイッチング素子Ｘ５において、駆動電極５４Ａに電位を付与すると、駆動電極５４Ａ，５４Ｂ間には静電引力が発生する。付与電位が充分に高い場合、可動部５１は、コンタクト電極５２が一対のコンタクト電極５３に当接するまで動作ないし弾性変形する。このような閉動作により、マイクロスイッチング素子Ｘ５の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極５２により一対のコンタクト電極５３が電気的に橋渡しされ、電流がコンタクト電極５３間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【００８１】
一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ５において、駆動電極５４Ａに対する電位付与を停止することによって駆動電極５４Ａ，５４Ｂの間に作用する静電引力を消滅させると同時に或は消滅させた直後、駆動電極５５Ａに電位を付与して駆動電極５５Ａ，５５Ｂ間に所定の静電引力を発生させると、コンタクト電極５２が一対のコンタクト電極５３から離反するように可動部５１が動作して、可動部５１はその開状態位置に復帰する。このようにして、図２２に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ５の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極５３が電気的に分離され、電流がコンタクト電極５３間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。また、このような開状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ５については、上述した閉動作により再び閉状態に切り替えることが可能である。
【００８２】
マイクロスイッチング素子Ｘ５においては、可動部５１の復元力に加えて駆動電極５５Ａ，５５Ｂ間に生ずる静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができる。したがって、マイクロスイッチング素子Ｘ５は、コンタクト電極５２と一対のコンタクト電極５３との間を閉じた後に駆動電極５４Ａ，５４Ｂ間の静電引力を消滅させても当該コンタクト電極５２，５３間が張り付いて離れない現象すなわちスティクションを、回避することができる。
【００８３】
また、マイクロスイッチング素子Ｘ５においては、可動部５１の復元力に加えて駆動電極５５Ａ，５５Ｂ間の静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができるため、可動部の復元力のみを利用して開状態が達成される従来のマイクロスイッチング素子よりも、可動部について小さなバネ定数を設定するのに適する。可動部５１について小さなバネ定数を設定するのに適する本マイクロスイッチング素子Ｘ５は、閉状態に至るように可動部を動作させるうえで第１駆動機構（駆動電極５４Ａ，５４Ｂ）に要する電圧（駆動電圧）を低減するのに好適である。
【００８４】
図２５から図２７は、マイクロスイッチング素子Ｘ５の製造方法を、図２４に相当する断面の変化として表す。本方法においては、まず、図２５（ａ）に示すように、ベース基板Ｓ５上に各コンタクト電極５３および駆動電極５４Ｂをパターン形成する。具体的には、所定の導電材料をベース基板Ｓ５上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして導電膜に対してエッチング処理を施す。
【００８５】
次に、図２５（ｂ）に示すように犠牲層２０１を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、一対のコンタクト電極５３および駆動電極５４Ｂを覆いつつ所定材料をベース基板Ｓ５上に堆積ないし成長させる。犠牲層材料としては例えば二酸化シリコンを採用することができる。また、犠牲層２０１を形成するための手法としては、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を採用することができる。
【００８６】
次に、所定のマスクを用いて行うエッチング処理により、図２５（ｃ）に示すように、犠牲層２０１においてコンタクト電極５３に対応する箇所に凹部２０１ａを形成する。
【００８７】
次に、図２５（ｄ）に示すように、凹部２０１ａ内に所定材料を充填することによってコンタクト電極５２を形成する。
【００８８】
次に、 図２６（ａ）に示すように駆動電極５４Ａをパターン形成する。例えば、犠牲層２０１上およびベース基板Ｓ５上にわたって所定の導電材料を成膜した後、所定のマスクを使用して当該膜をパターニングすることによって駆動電極５４Ａをパターン形成することができる。
【００８９】
次に、図２６（ｂ）に示すように可動部５１を形成する。例えば、所定の開口部を有するレジストパターンを犠牲層２０１上およびベース基板Ｓ５上にわたって形成した後、当該レジストパターンの開口部内にポリシリコンを堆積させることによって、可動部５１を形成することができる。
【００９０】
次に、図２６（ｃ）に示すように駆動電極５５Ａを形成する。例えば、可動部５１上に所定の導電材料を成膜した後、所定のマスクを使用して当該膜をパターニングすることによって、駆動電極５５Ａを形成することができる。
【００９１】
次に、図２７（ａ）に示すように犠牲層２０２を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、可動部５１や駆動電極５５Ａなどを覆いつつ所定材料をベース基板Ｓ５上に堆積ないし成長させる。
【００９２】
次に、図２７（ｂ）に示すように駆動電極５５Ｂを形成する。例えば、所定の開口部を有するレジストパターンを犠牲層２０２上およびベース基板Ｓ５上にわたって形成した後、当該レジストパターンの開口部内に所定の導電材料を堆積させることによって、駆動電極５５Ｂを形成することができる。
【００９３】
次に、図２７（ｃ）に示すように、例えばウエットエッチングによって犠牲層２０１，２０２を除去する。以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ５を製造することができる。
【００９４】
マイクロスイッチング素子Ｘ５においては、第１駆動機構として、駆動電極５４Ａ，５４Ｂを含む上述のような静電型駆動機構に代えて、圧電型駆動機構または熱型駆動機構を設けてもよい。また、マイクロスイッチング素子Ｘ５においては、第２駆動機構として、駆動電極５５Ａ，５５Ｂを含む上述のような静電型駆動機構に代えて、圧電型駆動機構または熱型駆動機構を設けてもよい。
【００９５】
図２８から図３３は、本発明の第６の実施形態に係るマイクロスイッチング素子Ｘ６を表す。図２８は、マイクロスイッチング素子Ｘ６の平面図である。図２９および図３０は、各々、マイクロスイッチング素子Ｘ６の部分省略平面図である。図３１から図３３は、各々、図２８の線XXXI−XXXI、線XXXII−XXXII、および線XXXIII−XXXIIIに沿った断面図である。
【００９６】
マイクロスイッチング素子Ｘ６は、ベース基板Ｓ６と、可動部６１（図３０では仮想線で表す）と、コンタクト電極６２と、一対のコンタクト電極６３と、二つの駆動電極６４Ａ（図３０では省略）と、二つの駆動電極６４Ｂと、駆動電極６５Ａ（図３０では省略）と、駆動電極６５Ｂ（図２９では省略）とを備える。
【００９７】
可動部６１は、第１面６１ａおよび第２面６１ｂを有し、両端がベース基板Ｓ６に接合し、ベース基板Ｓ６に沿って延びる部位を有する。第１面６１ａはベース基板Ｓ６に対向する。可動部６１は例えばポリシリコンよりなり、可動部６１の厚さ例えば０.５〜５μｍである。
【００９８】
コンタクト電極６２は、本発明における可動コンタクト電極であり、図３１に示すように可動部６１の第１面６１ａに設けられている。コンタクト電極６２の厚さは例えば０.５〜２.０μｍである。このような厚さ範囲は、コンタクト電極６２の低抵抗化を図るうえで好ましい。コンタクト電極６２の構成材料としては、例えば、Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕなどの金属または導電性ポリシリコン材料を採用することができる。
【００９９】
各コンタクト電極６３は、本発明における固定コンタクト電極であり、図３０によく表れているようにベース基板Ｓ６上にパターン形成されており、且つ、コンタクト電極６２に対向する部位を有する。また、各コンタクト電極６３は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。コンタクト電極６３の構成材料としては、コンタクト電極６２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【０１００】
各駆動電極６４Ａは、本発明における第１駆動機構の可動駆動電極であり、例えば図２９および図３２に示すように、その一部が可動部６１の第１面６１ａ上にて広がるように設けられている。駆動電極６４Ａの構成材料としては、コンタクト電極６２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【０１０１】
各駆動電極６４Ｂは、本発明における第１駆動機構の固定駆動電極であり、図３０によく表れているように、ベース基板Ｓ６上にパターン形成されている。このような駆動電極６４Ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極６４Ｂの構成材料としては、コンタクト電極６２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【０１０２】
駆動電極６５Ａは、本発明における第２駆動機構の可動駆動電極であり、例えば図２９および図３１に示すように、可動部６１の第２面６１ｂ上に設けられている。駆動電極６５Ａの構成材料としては、コンタクト電極６２の構成材料と同一のものを採用することができる。
【０１０３】
駆動電極６５Ｂは、本発明における第２駆動機構の固定駆動電極であり、図２８および図３１に示すように、駆動電極６５Ａに対向する部位を有してベース基板Ｓ６上に立設されている。駆動電極６５Ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。駆動電極６５Ｂの構成材料としては、例えばＡｕ、Ａｕ合金、Ｃｕ、またはＣｕ合金を採用することができる。
【０１０４】
マイクロスイッチング素子Ｘ６において、各駆動電極６４Ａに電位を付与すると、各駆動電極６４Ａ，６４Ｂ間には静電引力が発生する。付与電位が充分に高い場合、可動部６１は、コンタクト電極６２が一対のコンタクト電極６３に当接する位置まで弾性変形する。このような閉動作により、マイクロスイッチング素子Ｘ６の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極６２により一対のコンタクト電極６３が電気的に橋渡しされ、電流がコンタクト電極６３間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【０１０５】
一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ６において、各駆動電極６４Ａに対する電位付与を停止することによって各駆動電極６４Ａ，６４Ｂ間に作用する静電引力を消滅させると同時に或は消滅させた直後、駆動電極６５Ａに電位を付与して駆動電極６５Ａ，６５Ｂ間に所定の静電引力を発生させると、コンタクト電極６２が一対のコンタクト電極６３から離反するように可動部６１が動作して、可動部６１はその開状態位置に復帰する。このような開動作により、図３１に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ６の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極６３が電気的に分離され、電流がコンタクト電極６３間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。また、このような開状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ６については、上述した閉動作により再び閉状態に切り替えることが可能である。
【０１０６】
マイクロスイッチング素子Ｘ６においては、可動部６１の復元力に加えて駆動電極６５Ａ，６５Ｂ間に生ずる静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができる。したがって、マイクロスイッチング素子Ｘ６は、コンタクト電極６２と一対のコンタクト電極６３との間を閉じた後に駆動電極６４Ａ，６４Ｂ間の静電引力を消滅させても当該コンタクト電極６２，６３間が張り付いて離れない現象すなわちスティクションを、回避することができる。
【０１０７】
また、マイクロスイッチング素子Ｘ６においては、可動部６１の復元力に加えて駆動電極６５Ａ，６５Ｂ間の静電引力をも利用して、開状態ないしオフ状態を達成することができるため、可動部の復元力のみを利用して開状態が達成される従来のマイクロスイッチング素子よりも、可動部について小さなバネ定数を設定するのに適する。可動部６１について小さなバネ定数を設定するのに適する本マイクロスイッチング素子Ｘ６は、閉状態に至るように可動部を動作させるうえで第１駆動機構（駆動電極６４Ａ，６４Ｂ）に要する電圧（駆動電圧）を低減するのに好適である。
【０１０８】
図３４から図３６は、マイクロスイッチング素子Ｘ６の製造方法を、図３３に相当する断面の変化として表す。本方法においては、まず、図３４（ａ）に示すように、ベース基板Ｓ６上に各コンタクト電極６３および各駆動電極６４Ｂをパターン形成する。具体的には、所定の導電材料をベース基板Ｓ６上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして導電膜に対してエッチング処理を施す。
【０１０９】
次に、図３４（ｂ）に示すように犠牲層３０１を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、一対のコンタクト電極６３および駆動電極６４Ｂを覆いつつ所定材料をベース基板Ｓ６上に堆積ないし成長させる。犠牲層材料としては例えば二酸化シリコンを採用することができる。また、犠牲層３０１を形成するための手法としては、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を採用することができる。
【０１１０】
次に、所定のマスクを用いて行うエッチング処理により、図３４（ｃ）に示すように、犠牲層３０１においてコンタクト電極６３に対応する箇所に凹部３０１ａを形成する。
【０１１１】
次に、 図３４（ｄ）に示すように、凹部３０１ａ内に所定材料を充填することによってコンタクト電極６２を形成する。
【０１１２】
次に、 図３５（ａ）に示すように各駆動電極６４Ａをパターン形成する。例えば、犠牲層３０１上およびベース基板Ｓ６上にわたって所定の導電材料を成膜した後、所定のマスクを使用して当該膜をパターニングすることによって、駆動電極６４Ａをパターン形成することができる。
【０１１３】
次に、図３５（ｂ）に示すように可動部６１を形成する。例えば、所定の開口部を有するレジストパターンを犠牲層３０１上およびベース基板Ｓ６上にわたって形成した後、当該レジストパターンの開口部内にポリシリコンを堆積させることによって、可動部６１を形成することができる。
【０１１４】
次に、図３５（ｃ）に示すように駆動電極６５Ａを形成する。例えば、可動部６１上に所定の導電材料を成膜した後、所定のマスクを使用して当該膜をパターニングすることによって、駆動電極６５Ａを形成することができる。
【０１１５】
次に、図３６（ａ）に示すように犠牲層３０２を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、可動部６１や駆動電極６５Ａなどを覆いつつ所定材料をベース基板Ｓ６上に堆積ないし成長させる。
【０１１６】
次に、図３６（ｂ）に示すように駆動電極６５Ｂを形成する。例えば、所定の開口部を有するレジストパターンを犠牲層３０２上およびベース基板Ｓ６上にわたって形成した後、当該レジストパターンの開口部内に所定の導電材料を堆積させることによって、駆動電極６５Ｂを形成することができる。
【０１１７】
次に、図３６（ｃ）に示すように、例えばウエットエッチングによって犠牲層３０１，３０２を除去する。以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ６を製造することができる。
【０１１８】
マイクロスイッチング素子Ｘ６においては、第１駆動機構として、駆動電極６４Ａ，６４Ｂを含む上述のような静電型駆動機構に代えて、圧電型駆動機構または熱型駆動機構を設けてもよい。また、マイクロスイッチング素子Ｘ６においては、第２駆動機構として、駆動電極６５Ａ，６５Ｂを含む上述のような静電型駆動機構に代えて、圧電型駆動機構または熱型駆動機構を設けてもよい。
【０１１９】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【０１２０】
（付記１）基板と、
第１面および当該第１面とは反対の第２面を有して前記基板に支持された可動部と、
前記第１面上に設けられた可動コンタクト電極と、
前記可動コンタクト電極に対向する部位を各々が有する一対の固定コンタクト電極と、
前記一対の固定コンタクト電極に前記可動コンタクト電極が接近するように前記可動部を動作させることが可能な、前記可動部における前記第１面側に設けられた第１駆動機構と、
前記一対の固定コンタクト電極から前記可動コンタクト電極が離反するように前記可動部を動作させることが可能な、前記可動部における前記第２面側に設けられた第２駆動機構と、を備える、マイクロスイッチング素子。
（付記２）前記可動部の前記第２面は前記基板に対向し、前記第２駆動機構は、前記第２面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む、付記１に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記３）前記基板における前記可動部に対応する箇所に凹部が設けられている、付記２に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記４）前記第２駆動機構の前記固定駆動電極は、前記基板表面にパターン形成されたものである、付記２または３に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記５）前記第２駆動機構の前記固定駆動電極は、金属または低抵抗ポリシリコン材料よりなる、付記４に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記６）前記基板はシリコン材料よりなり、前記第２駆動機構の前記固定駆動電極は、基板において部分的にイオンが注入されて導電率が高められた部位である、付記２または３に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記７）前記可動部の前記第１面は前記基板に対向し、前記第２駆動機構は、前記第２面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有して前記基板上に立設された固定駆動電極とを含む、付記１に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記８）前記固定駆動電極は、めっき法により形成されたものである、付記７に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記９）前記第２駆動機構は、前記可動部の前記第２面上に設けられた第１電極膜と、第２電極膜と、当該第１および第２電極膜の間に介在する圧電膜とからなる積層構造を含む、付記１に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１０）前記第２駆動機構は、前記可動部の前記第２面上に設けられた熱膨張率の異なる複数の材料膜からなる積層構造を含む、付記１に記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１１）前記可動部は、その一端が前記基板に固定された片持ち梁形状を有する、付記１から１０のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１２）前記可動部は、その両端が前記基板に固定された両持ち梁形状を有する、付記１から１０のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１３）前記可動部はバルクシリコン材料よりなる、付記１から１２のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１４）前記可動部は堆積したシリコン材料よりなる、付記１から１２のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１５）前記第１駆動機構は、前記可動部の前記第１面上に設けられた可動駆動電極と、前記可動駆動電極に対向する部位を有する固定駆動電極とを含む、付記１から１４のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１６）前記第１駆動機構は、前記可動部の前記第１面上に設けられた第１電極膜と、第２電極膜と、当該第１および第２電極膜の間に介在する圧電膜とからなる積層構造を含む、付記１から１４のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
（付記１７）前記第１駆動機構は、前記可動部の前記第１面上に設けられた熱膨張率の異なる複数の材料膜からなる積層構造を含む、付記１から１４のいずれか一つに記載のマイクロスイッチング素子。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図２】図１に示すマイクロスイッチング素子の部分省略平面図である。
【図３】図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図４】図１の線IV−IVに沿った断面図である。
【図５】図１の線V−Vに沿った断面図である。
【図６】ベース基板上の駆動電極を表す。
【図７】図１に示すマイクロスイッチング素子の閉状態を表す。
【図８】図１に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図９】図８の後に続く工程を表す。
【図１０】図９の後に続く工程を表す。
【図１１】図１０の後に続く工程を表す。
【図１２】図１１の後に続く工程を表す。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図１４】図１３の線XIV−XIVに沿った断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図１６】図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図１８】図１７の線XVIII−XVIIIに沿った断面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図２０】図１９に示すマイクロスイッチング素子の部分省略平面図である。
【図２１】図１９に示すマイクロスイッチング素子の他の部分省略平面図である。
【図２２】図１９の線XXII−XXIIに沿った断面図である。
【図２３】図１９の線XXIII−XXIIIに沿った断面図である。
【図２４】図１９の線XXIV−XXIVに沿った断面図である。
【図２５】図１９に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図２６】図２５の後に続く工程を表す。
【図２７】図２６の後に続く工程を表す。
【図２８】本発明の第６の実施形態に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図２９】図２８に示すマイクロスイッチング素子の部分省略平面図である。
【図３０】図２８に示すマイクロスイッチング素子の他の部分省略平面図である。
【図３１】図２８の線XXXI−XXXIに沿った断面図である。
【図３２】図２８の線XXXII−XXXIIに沿った断面図である。
【図３３】図２８の線XXXIII−XXXIIIに沿った断面図である。
【図３４】図２８に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図３５】図３４の後に続く工程を表す。
【図３６】図３５の後に続く工程を表す。
【図３７】従来のマイクロスイッチング素子の一例の平面図である。
【図３８】図３７の線XXXVIII−XXXVIIIに沿った断面図である。
【図３９】コンタクト電極間にスティクションが生じた状態を表す。
【符号の説明】
【０１２２】
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７      マイクロスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ５，Ｓ６      ベース基板
１１      固定部
１２，５１，６１      可動部
１２ａ，５１ａ，６１ａ      第１面
１２ｂ，５１ｂ，６１ｂ      第２面
１３，１４，５２，５３，６２，６３      コンタクト電極
１５Ａ，１５Ｂ，５４Ａ，５４Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ      駆動電極
１６Ａ，１６Ｂ，５５Ａ，５５Ｂ，６５Ａ，６５Ｂ      駆動電極
１７      境界層
１８      スリット
２０      圧電駆動部
３０      熱駆動部
【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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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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