(57)【要約】【課題】標準的なＣＭＯＳプロセスを適用可能なＭＥＭＳスイッチ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による集積回路はＣＭＯＳプロセスによって形成され、回路部品（３０１‐３０３）及び少なくとも一つのマイクロマシンスイッチを含み、前記少なくとも一つのスイッチは、第一の導電層に対応するアクチュエーター電極（１１）と、第二の導電層に対応する少なくとも一つのコンタクト電極（２１、２２）と、第三の導電層に対応する可動導電素子（３１）とを有する。また、本発明は、前記スイッチを有する集積回路の製造方法、及び前記スイッチを内蔵する回路に関する。【選択図】図１
2007115689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部品と少なくとも一つのマイクロマシンのスイッチを含む集積回路であって、
少なくとも一つの前記スイッチは、アクチュエーター電極）と、少なくとも一つのコンタクト電極と、可動導電素子とを含み、
前記可動導電素子は、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に実質的に接触しており、前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、選択的に移動可能に配置されており、
前記スイッチは、少なくともその一部が誘電材料によって分離されている少なくとも三つの導電層を含む積層構造からなり、
少なくとも一つの前記アクチュエーター電極は、前記導電層のうち第一の導電層の少なくとも一部によって構成され、
前記少なくとも一つのコンタクト電極は、前記導電層のうち第二の導電層によって構成され、
前記可動導電素子は、前記導電層のうち第三の導電層によって構成され、
前記回路部品及び少なくとも一つの前記マイクロマシンスイッチを含む当該集積回路は、誘電材料によってそれぞれ分離された導電層を順次堆積して、少なくとも前記第一のアクチュエーター電極、少なくとも一つの前記コンタクト電極及び前記可動導電素子を形成するＣＭＯＳプロセスによって形成されていることを特徴とする集積回路。
【請求項２】
少なくとも一つの前記コンタクト電極は、互いに離間した少なくとも二つのコンタクト電極を含み、この二つのコンタクト電極は、前記可動導電素子が前記クローズ状態に位置しているときに、前記可動導電素子と実質的に接触するように配置され、当該二つのコンタクト電極間が前記可動導電素子によって電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記可動導電素子は、中央部と、当該中央部を支持する複数の梁部とからなり、これら中央部と複数の梁部とは共に、前記第三の導電層によって形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記アクチュエーター電極が、集積回路のシリコン基板に最も近い位置にあるポリシリコン層に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の集積回路。
【請求項５】
前記アクチュエーター電極は、集積回路のシリコン基板に最も近くに位置し前記集積回路の前記回路部の一部を構成する導電層に対応するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の集積回路。
【請求項６】
前記アクチュエーター電極は、Ａｌ、ＴｉＮ、Ｃｕ、Ｗ或はこれらの組み合わせを少なくとも９０重量％含有することを特徴とする請求項５に記載の集積回路。
【請求項７】
前記導電層のうちの前記第一の導電層と前記第二の導電層とを分離している誘電材料が、ＳｉＯ2もしくはＳｉＮであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の集積回路。
【請求項８】
前記導電層のうちの前記第二の導電層と前記第三の導電層とを分離している誘電材料が、ＳｉＯ2もしくはＳｉＮであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の集積回路。
【請求項９】
少なくとも一つの前記コンタクト電極及び前記可動導電素子は、ほぼ平坦に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１０】
少なくとも一つの前記コンタクト電極に対応する前記第二の導電層が、前記アクチュエーター電極に対応する前記第一の導電層と、前記可動導電素子に対応する前記第三の導電層との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１１】
前記スイッチ構造の前記導電層のうち、第四の導電層によって形成されたアクチュエーター電極をさらに有し、
前記第三の導電層は、前記第四の導電層と前記第二の導電層との間に位置し、
前記アクチュエーター電極の状態に応じて、前記可動導電素子が前記クローズ状態と前記オープン状態とで位置を変えることに寄与するように、前記アクチュエーター電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の集積回路。
【請求項１２】
さらに設けられた前記アクチュエーター電極が、金属からなることを特徴とする請求項１１に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記アクチュエーターは、Ａｌ、ＴｉＮ、Ｃｕ、Ｗ或はこれらの組み合わせを少なくとも９０重量％含有することを特徴とする請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の集積回路を有することを特徴とする電子回路。
【請求項１５】
前記電子回路は、複数のフィルターを有し、
前記集積回路は、信号をフィルターする前記複数のフィルターのうちの一つを選択するためのスイッチマトリクスを構成するように配列された複数の前記マイクロマシンスイッチを有することを特徴とする請求項１４に記載の電子回路。
【請求項１６】
回路部品及び少なくとも一つのマイクロマシンスイッチを含み、
前記スイッチは、アクチュエーター電極と、少なくとも一つのコンタクト電極と、可動導電素子とを含み、
前記可動導電素子は、前記アクチュエーター電極が少なくとも一つの前記コンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が少なくとも一つの前記コンタクト電極に実質的に接触しており、前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、選択的に移動可能に配置されている集積回路を製造する方法であって、
基板上に、誘電材料によって実質的にそれぞれ分離された複数の導電層を順次塗布する工程であって、前記複数の導電層のうち第一の導電層が少なくとも一つの前記アクチュエーター電極を構成し、前記複数の導電層のうち第二の導電層が前記少なくとも一つのコンタクト電極を構成し、前記複数の導電層のうち第三の導電層が前記可動導電素子を構成するように、当該複数の導電層を塗布する工程と、
少なくとも三層の導電層を含み、少なくともこの導電層の一部が誘電材料によって分離されているような積層構造を形成するように、前記複数の導電層の一部を選択的に取り除く工程と、
前記可動導電素子が、少なくとも前記少なくとも一つのコンタクト電極に対して可動となるように前記誘電材料の一部を取り除く工程であって、前記アクチュエーター電極が少なくとも一つの前記コンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が少なくとも一つの前記コンタクト電極に実質的に接触しており前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、前記可動導電素子が選択的に移動可能となるように形成する工程と、を有し、
前記回路部品を形成する工程と、少なくとも前記アクチュエーター電極と、少なくとも一つの前記コンタクト電極と、前記可動導電素子とを形成するように複数の導電層を堆積する工程とをＣＭＯＳプロセスによって行うことを特徴とする集積回路の製造方法。
【請求項１７】
前記複数の導電層のうち前記第二の導電層が、少なくとも二つのコンタクト電極を形成するように塗布され、この二つのコンタクト電極は、前記可動導電素子が前記クローズ状態に位置しているときに前記可動導電素子と実質的に接触するように配置され、当該二つのコンタクト電極間が前記可動導電素子によって電気的に接続されるように形成されることを特徴とする請求項１６に記載の集積回路の製造方法。
【請求項１８】
中央部と、当該中央部を支持する複数の梁部とからなる前記可動導電素子を形成するように前記第三の導電層が塗布され、これら中央部と複数の梁部とは共に前記第三の導電層によって形成されることを特徴とする請求項２２または請求項１７に記載の集積回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチの分野に関する。特に、マイクロマシンシステム（ＭＥＭＳ）技術に基づいたスイッチの分野に関し、特にＣＭＯＳ構造などの集積回路構造に実装されるスイッチの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｍｉｃｒｏ‐ｅｌｅｃｔｒｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）技術は、低コスト低電力の部品を製造するのに最も期待されている技術の一つであり、例えば、高周波（ＲＦ）域のデバイスの製造等に用いられている。このミクロンスケールのＭＥＭＳデバイス及び該デバイスの集積化の可能性は、従来のＲＦシステムにおける複数の受動素子が広い領域を占領してしまうという問題を軽減するのに役立つ可能性がある。例えば、この複数の受動素子を、一つのＭＥＭＳチップに置き換える、或は、ＭＥＭＳデバイスをＲＦシステムの処理チップとして集積化する等が考えられる。
【０００３】
今日、マイクロ波の産業分野において広範に採用されているマイクロ波のスイッチには、機械的スイッチと半導体スイッチがある。機械的同軸スイッチ及び機械的導波管スイッチは、挿入損失が低く、オフ状態の絶縁が大きく、高電圧に対応する能力があり、線形性が高いという利点がある反面、厚みが大きく、重く且つ遅いという難点がある。一方、ＰＩＮダイオードのスイッチやＦＥＴ系のスイッチ等の半導体スイッチは、スイッチング速度がより速く、サイズも小さく、軽量ではある。しかしながら、機械的なものと比べると、挿入損失、ＤＣ消費電力、絶縁性、耐電圧、及び線形性の点において劣る。
【０００４】
ＭＥＭＳ技術によるスイッチであれば、上記のような機械的スイッチ及び半導体スイッチの利点両方を組み合わせたスイッチを実現することが可能である。すなわち、ＭＥＭＳスイッチは、機械的スイッチのような高い電気特性を有すると同時に、半導体スイッチのように小さい面積に形成可能なスイッチとなる。このような利点を有するスイッチであれば、同様なスイッチを有するＲＦシステムを改良することが可能であり、また、新しい機能及び構造を構築するのに利用することも可能である。
【０００５】
従来のＭＥＭＳスイッチは、良好に機能していたものの、そのデザインは多くの場合、スイッチとしてのみ機能することを重視したものであり（例えば特許文献１乃至５）、他のデバイスとモノリシックに集積できるように設計されてはいなかった。例えば、他の種類のＭＥＭＳ構造やＩＣ等と共に集積可能に設計されていなかった。
【特許文献１】米国特許第５５７８９７６Ａ明細書
【特許文献２】米国特許第６５７０７５０Ｂ明細書
【特許文献３】米国特許第６６５７５２５Ｂ明細書
【特許文献４】米国特許第６７１７４９６Ｂ明細書
【特許文献５】米国特許第６７９８０２９Ｂ明細書
【特許文献６】ＥＰＯ特許公開０７０９１１Ａ広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、標準的なＣＭＯＳプロセス（例えば特許文献５）を適用可能なＭＥＭＳスイッチ及びその製造方法を提供することを目的とする。ＣＭＯＳプロセスは半導体産業を牽引する周知の技術であり、高度な集積化により最終製品単価を安くすることを可能にしている。ＭＥＭＳスイッチの製造にＣＭＯＳプロセスを適用した例は、これまでも存在したが、それは、ＣＭＯＳ処理されたウエハー上に、すでに形成されている回路の性能を理論的には損傷することがないような製造工程を用いてＭＥＭＳスイッチを形成するというものであった。しかしながら最終的なチップの製造単価を上げることにより対応するという場合を除いて、実際には、例えば製造工程における熱によって、ウエハー上にすでに形成されている回路の特性が変わってしまうという問題があった。
【０００７】
特許文献６には、ＩＣ中のスイッチの他の例が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様に係る集積回路は、回路部品と、少なくとも一つのマイクロマシンスイッチ、例えば、ＲＦ用途や同様な用途のためのＭＥＭＳマイクロ波スイッチとを含む集積回路であって、前記少なくとも一つのスイッチは、アクチュエーター電極（例えば電圧の印加状態などの電極状態の変化によって前記スイッチの状態を変化させることが可能な電極）と、少なくとも一つのコンタクト電極と、可動導電素子とを含み、前記可動導電素子は、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に実質的に接触しており前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、選択的に移動可能に配置されている。前記スイッチは、少なくともその一部が誘電材料によって分離されている少なくとも三つの導電層を含む積層構造からなり、前記少なくとも一つのアクチュエーター電極は、前記導電層のうち第一の導電層の少なくとも一部によって構成され、前記少なくとも一つのコンタクト電極は、前記導電層のうち第二の導電層によって構成され、前記可動導電素子は、前記導電層のうち第三の導電層によって構成される。本発明の第一の態様によれば、前記回路部品及び前記少なくとも一つのマイクロマシンスイッチを含む当該集積回路は、誘電材料によってそれぞれ分離された導電層を順次堆積して、少なくとも前記第一のアクチュエーター電極、前記少なくとも一つのコンタクト電極及び前記可動導電素子を形成するＣＭＯＳプロセスによって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ＣＭＯＳプロセスがスイッチを製造するのに用いられているだけでなく、トランジスタ、抵抗、コンデンサーを含む回路部品を製造するのにも用いられている。すなわち、スイッチの製造だけでなく集積回路全体の製造にＣＭＯＳプロセスが用いられる。
【００１０】
電子回路は、通常、コンタクト電極及び／或は可動導電素子が対応する入力端子及び出力端子に接続されるように配置される。それと同時に、制御信号回路は、前記コンタクト電極（及び／或は可動導電素子）に適切な制御信号が印加されるように配置される。このように配置することにより、制御信号の印加によってスイッチが機能するように構成することができる。
【００１１】
上記のような回路配置の場合、ＣＭＯＳプロセスのような集積回路の製造に用いられる従来のプロセスによって、ＭＥＭＳスイッチや通常のスイッチを含む集積回路全体を形成することができる。具体的には、可動構造を開放するために行われるエッチング工程をひとつ追加するだけでよく、このエッチング工程では、対象となる層間を分離している誘電材料の一部を取り除く。したがって、この誘電材料は犠牲層の役割を果たす。前記少なくとも一つのコンタクト電極は、互いに離間した少なくとも二つのコンタクト電極を含むようにしてもよく、この二つのコンタクト電極は、前記可動導電素子が前記クローズ状態に位置しているときに、前記可動導電素子と実質的に接触するように配置され、当該二つのコンタクト電極間が前記可動導電素子によって電気的に接続される。すなわち、可動導電素子がコンタクト電極間の「橋」となる。（コンタクト電極が一つの場合は、可動導電素子は入力端子及び／或は出力端子となりうる）。
【００１２】
可動導電素子は、中央部と、当該中央部を支持する複数の梁部とからなり、これら中央部と複数の梁部とは共に、前記第三の導電層によって形成されている。この配置は、可動導電素子に適度な柔軟性を与えるのに役立つ。すなわち、適切な制御信号がアクチュエーター電極に印加されたときに、可動導電素子の該当する部分がコンタクト電極と接触できるよう十分に移動可能な状態となる。
【００１３】
上記アクチュエーター電極は、例えば、ポリシリコンによって形成することが可能である（少なくとも、実質的な範囲において）。例えば、上記アクチュエーター電極は、集積回路のシリコン基板に最も近い位置にあるポリシリコン層に形成される。あるいは、集積回路のシリコン基板の最も近くに位置し前記集積回路の前記回路部品（トランジスタ素子、抵抗及びコンデンサー等）の一部を構成する導電層に対応するように形成することも可能である。すなわち、上記アクチュエーター電極は、集積回路の他の回路素子（抵抗、コンデンサー及びトランジスタ等）を形成するのに用いられる工程によって形成することが可能である。
【００１４】
もしくは、前記アクチュエーター電極を、実質的にアルミニウムまたはアルミニウム合金（例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金を９０重量％用いて）によって形成することもできる。
【００１５】
少なくとも一つのコンタクト電極及び／或は前記前記可動導電素子を、金属によって（例えばＡｌ、ＴｉＮ、Ｃｕ、Ｗ或はこれらの組み合わせを少なくとも９０重量％含有する形で）形成してもよい。このようにすることで、例えば従来のＣＭＯＳプロセスのような集積回路の製造過程で堆積される金属層の一部に、これら電極及び素子を形成することができる。
【００１６】
前記導電層のうちの前記第一の導電層と前記第二の導電層とを分離している誘電材料、及び／或は前記導電層のうちの前記第二の導電層と前記第三の導電層とを分離している誘電材料は、ＳｉＯ2もしくはＳｉＮ（例えばＳｉＯ2もしくはＳｉＮ或はこれらの組み合わせを少なくとも９０重量％含有する形で）であってもよい。
【００１７】
また、前記少なくとも一つのコンタクト電極及び前記可動導電素子は、ほぼ平坦に形成されていてもよい。
【００１８】
前記少なくとも一つのコンタクト電極に対応する前記第二の導電層が、前記アクチュエーター電極に対応する前記第一の導電層と、前記可動導電素子に対応する前記第三の導電層との間に配置されていてもよい。この配置によれば、前記可動導電素子を前記アクチュエーター電極に近づけることによって、スイッチをクローズ状態とすることができる。当然、他の態様によってもスイッチをクローズ状態とすることができ、例えば、前記アクチュエーター電極と前記可動導電素子との間に斥力を働かせることによってスイッチをクローズ状態とすることが可能である。
【００１９】
前記スイッチは、スイッチ構造内の第四の導電層によって形成されたアクチュエーター電極をさらに有してもよく、この場合前記第三の導電層は、前記第四の導電層と前記第二の導電層との間に位置し、前記さらなるアクチュエーター電極の状態に応じて、前記可動導電素子が前記クローズ状態と前記オープン状態とで位置を変えることに寄与するように、前記さらなるアクチュエーター電極が配置されている。また、前記さらに設けられたアクチュエーター電極は、金属によって形成されていてもよく、例えば、Ａｌ、ＴｉＮ、Ｃｕ、Ｗ或はこれらの組み合わせを少なくとも９０重量％含有する形で形成される。
【００２０】
集積回路の回路部品として、例えばトランジスタ、抵抗及びコンデンサーを含むようにしてもよい。
【００２１】
本発明の他の態様に係る電子回路は、例えば、無線周波数域（ＲＦ）での用途に用いられる回路であって、上記のような集積回路を含むことを特徴とする。例えば、この電子回路は、複数のフィルターを有し、前記集積回路は、信号をフィルタする前記複数のフィルターのうちの一つを選択する（例えば、信号をフィルターの入力に接続することによって）ためのスイッチマトリクスを構成するように配列された複数の前記マイクロマシンスイッチを有するようにしてもよい。ここで言う信号とは、例えば、アンテナによって受信されたＲＦ信号を指す。
【００２２】
本発明の他の態様に係る集積回路の製造方法は、回路部品（抵抗、コンデンサー及びトランジスタ等）及び少なくとも一つのマイクロマシンスイッチを含み、前記スイッチは、アクチュエーター電極と、少なくとも一つのコンタクト電極と、可動導電素子とを含み、前記可動導電素子は、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に実質的に接触しており、前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、選択的に移動可能に配置されている集積回路を製造する方法であって、
基板上に、誘電材料によって実質的にそれぞれ分離された複数の導電層を順次塗布する工程であって、前記複数の導電層のうち第一の導電層が前記少なくとも一つのアクチュエーター電極を構成し、前記複数の導電層のうち第二の導電層が前記少なくとも一つのコンタクト電極を構成し、前記複数の導電層のうち第三の導電層が前記可動導電素子を構成するように、当該複数の導電層を塗布する工程と、
少なくとも三層の導電層を含み、少なくともこの導電層の一部が誘電材料によって分離されているような積層構造を形成するように、前記複数の導電層の一部を選択的に取り除く工程と、
前記可動導電素子が、少なくとも前記少なくとも一つのコンタクト電極に対して可動となるように前記誘電材料の一部を取り除く工程であって、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に接触していないオープン状態と、前記アクチュエーター電極が前記少なくとも一つのコンタクト電極に実質的に接触しており前記スイッチが閉じているクローズ状態との間で、前記可動導電素子が選択的に移動可能となるように形成する工程と、を有する。
【００２３】
そして本発明によれば、前記回路部品を形成する工程と、少なくとも前記アクチュエーター電極と、前記少なくとも一つのコンタクト電極と、前記可動導電素子とを形成するように複数の導電層を堆積する工程とをＣＭＯＳプロセスによって行うことを特徴とする。
【００２４】
スイッチに関する上述の方法は、必要な変更を加えることにより、他の回路を製造するのに適用することが可能である。
【００２５】
例えば、前記第一の導電層は、少なくとも実質的な範囲において、ポリシリコンまたはアルミニウムで形成することができる。
【００２６】
本発明の他の態様に係る集積回路は、本発明の製造方法により得られた集積回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明よれば、ウエハー上にすでに形成されている回路の性能を損傷することなく、標準的なＣＭＯＳプロセスによって形成可能なＭＥＭＳスイッチ及びその製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、添付の図面及び以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。
【００２９】
図１Ａ−１Ｄは、本発明の一実施形態に係るスイッチを構成する要素を概略的に示した図である。第一の導電層（例えば、ポリシリコン層）には、アクチュエーター電極１１が形成されている（図１Ａ参照）。続いて、誘電材料により第一の導電層とは分離されて形成される第二の導電層（例えば、金属層）には（図１Ｂ参照）、互いに離間して形成された二つのコンタクト電極２１、２２が形成されている。さらに、誘電材料により第二の導電層とは分離されて形成される第三の導電層（例えば、金属層）には（図１Ｃ参照）、可動導電素子３１が形成されている。可動導電素子３１は、中央部３１１と当該中央部を支持する梁部３１２とからなり、これらは全て第三の導電層に形成される。第三の導電層を第二の導電層から分離している誘電材料は、可動導電素子３１が可動となるように取り除かれ、可動導電素子３１の中央部３１１が前記コンタクト電極と接触するように可動導電素子３１を移動させる。すなわち、前記二つのコンタクト電極間に橋を架けるように可動導電素子３１を配置させる。この二つの互いに離間して形成されたコンタクト電極は、信号のポートとして働くため、一方のポートから他方へ信号を伝達するには、コンタクト電極間のギャップを架橋するか、もしくは閉じるようにするかしなければならない。本実施形態では、可動導電素子３１の中央部３１１をコンタクト電極に近づけることにより、コンタクト電極間のギャップを架橋している。信号を流すには、適当な制御電圧をアクチュエーター電極１１に印加する。
【００３０】
可動導電素子の上に更なるアクチュエーター電極を、当該可動導電素子に対応する位置に設けるようにしてもよい。この場合、適切な制御信号或は電圧をこれらアクチュエーター電極１１、４１に印加することにより、可動導電素子の位置及びスイッチの状態（コンタクト電極に可動導電素子が接触しているか否かに因って、スイッチが開いているか閉じているかが決まる）を制御することが可能である。当該電極と可動導電素子間の電位差を利用して、可動導電素子の中央部３１１を、コンタクト電極２１、２２の方向に動かすことができる。
【００３１】
上述したような層は全て、典型的なＣＭＯＳ構造の製造程においても形成され、各層を分離する絶縁体もしくは誘電体として多くの場合ＳｉＯ2が用いられている。通常のＣＭＯＳ製造工程に続いて上記構造の形成を行った後は、スイッチを形作る追加の工程が必要であり、具体的にはエッチング工程が必要となる。このエッチングは、ＳｉＯ2と導電層との間で選択的に行われ、ＳｉＯ2が全て取り除かれて（もしくは、少なくとも対応する部分が取り除かれ）、前記可動構造が解放される。
【００３２】
図２は、上記スイッチを構成する要素を概略的に示した図、及び当該スイッチを構成する要素を含む従来のＣＭＯＳ集積回路の一例を示した断面図である。集積回路は、Ｐ型ドープシリコン基板１００と、その上にさらに形成されたＰ型ドープシリコン層１０１（いわゆるＰウェル）と、その上に形成された二酸化シリコン層１０２との積層構造を有する。この二酸化シリコン層に対応する位置に、導電ポリシリコン部（１Ｃ）を含め、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ３０１、コンデンサー３０２（導電ポリシリコン部１Ｂ及び１Ｄを含む）及び抵抗３０３等の他の回路部品が形成されている。これら回路部品は、第一の誘電層間絶縁層２０１に埋め込まれている。
【００３３】
この誘電層の上には、それぞれ誘電層２０２‐２０５によって分離された複数の金属層２‐５が形成されている。最上部には、保護膜２０６が形成されている。
【００３４】
金属層または金属層の対象となる部分同士は、誘電層を貫くバイアスによって接続することができる。
【００３５】
この積層構造は、通常のＣＭＯＳ製造プロセスによって得ることができる。初めに、Ｐウェル１０１とシリコン基体１００とからなる基板上に、二酸化シリコン層１０２を堆積する。次いで、二酸化シリコン層の上にポリシリコン層を形成する（例えばトランジスタ構造等を形成する従来の製造工程を行った後に）。そしてフォトレジストを塗布した後、対応するマスクを使用して紫外線照射することにより、レジストの一部を取り除く。続いて、紫外線照射された部分のフォトレジストを取り除く。そして、フォトレジストが取り除かれた部分に対応する部分等のポリシリコンがエッチングによって取り除かれる。以上のような工程及びその他一般によく知られた工程が行われることにより、回路部品（トランジスタ、コンデンサー、抵抗等）が形成される。
【００３６】
上記工程の後、誘電層及び金属層を塗布することにより、積層構造が得られる。誘電層２０１‐２０４（ＳｉＯ2またはＳｉＮにより形成することができる）は、それぞれ塗布された後に、フォトリソグラフィ工程が施される。フォトリソグラフィ工程では、初めにフォトレジストが塗布され、そのフォトレジストの一部分が取り除かれた後（マスクを用いてＵＶ照射を行う）、エッチングが行われる。この工程において、次に堆積される金属層と相互接続するためのバイアスが形成される。各金属層にも、同様な工程が行われ、不要な部分の金属を取り除くことにより各層における金属構造体が形作られる。
【００３７】
以上のようにして、図３に示すような構造を得ることができる。すなわち、アクチュエーター電極１１、コンタクト電極２１、２２、及び可動導電素子３１を形作る導電層及び層部分を得ることができ、各導電層（１Ａ‐１Ｄ、２、３）はそれぞれ対応する誘電材料の層（２０１‐２０３）によって互いに分離されている。
【００３８】
次に、前記誘電層が（従来のＣＭＯＳ製造工程を用いて）エッチングされることにより、Ａ領域（図４参照）にある誘電材料（ＳｉＯ2及び／またはＳｉＮ）が取り除かれる。これによって、可動導電素子３１は、少なくとも部分的に自由になり、その中央部３１１が可動となる。そして、対応する電位差が当該素子とコンタクト電極間に印加されると、可動導電素子３１はアクチュエーター電極に向かって引き寄せられる結果、コンタクト電極２１、２２と接触可能となる。
【００３９】
もちろん、コンタクト電極２１、２２とアクチュエーター電極１１との間に可動導電素子３１を位置させたデバイスとしてもよい。この場合、アクチュエーター電極から可動導電素子３１に対して生じる斥力が、コンタクト電極２１、２２の方向に当該可動導電素子３１を押し出す形となり、スイッチは閉じた状態となる。
【００４０】
図２は、第一のアクチュエーター電極１１がどのように、例えばシリコン基板１００／１０１に近いポリシリコン層或は金属層と対応しているか（埋め込まれているか）を概略的に示した図である。一例として、層１Ａ‐１Ｄのうちの一層は、集積回路の回路素子３００‐３０２のパーツを構成している。これに対して、コンタクト電極２１、２２、可動導電素子３１、及び第二アクチュエーター電極４１は、それぞれ回路の第一金属層２、第二金属層３及び第三金属層４に形成されている。
【００４１】
本発明は、低コストで、標準的なＣＭＯＳ集積回路にＭＥＭＳスイッチを組み込む方法を提供する。この方法によれば、単価を上げることなく、又はチップ領域を広くすることなく新しいＲＦシステム構造を構築することも可能となる。新しいＭＥＭＳスイッチを有用に活用できる典型的なＲＦシステムとしては、複数の周波数帯で作動し各周波数帯毎にフィルターを備えたマルチスタンダードＲＦトランシーバーが挙げられる。本発明に係るＭＥＭＳＲＦスイッチは、このフィルターバンクの信号の流れを制御するのに用いられる。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態に係る電子ＲＦ回路を示した図である。ＲＦ回路は、スイッチマトリクス４１０（本発明に係るスイッチ４０９を配列させたもの）に接続されたアンテナ４０９を含み、このアンテナによって受信された信号は、同様に電子回路を構成するフィルターバンク４２０の複数のフィルター（４０１‐４０４）から選択された一つのフィルターに接続される。このようにして、アンテナ４０８によって受信されたＲＦ信号は、適切に選択されたフィルターにかけられる。前記回路は、さらに、フィルターバンク４２０の出力端で信号を受信するように配置された低雑音増幅器（ＬＮＡ）４０５と、局部発信器４０７に接続されたミキサー４０６とを含む。無論、本実施形態は、本発明のスイッチを適用可能な電子回路として無数にある配列例のうちのたった一つに過ぎない。
【００４３】
また、図は、回路レイアウトの例をいくつか示したに過ぎず、本発明の要旨の範囲内において他のレイアウトへの変更も可能である。上述したタイプのＣＭＯＳ回路は、通常多くの層からなり、例えば、七、八層の金属層と、二層のポリシリコン層と、異なる不純物が添加された何層かの副層とからなる。
【００４４】
本明細書において、「からなる」或は「を含む」という言葉は、排他的意味に理解するのは適当でない。すなわち、これらの言葉は、上述された及び定義された以外の構成要素や工程をさらに含む可能性を排していると解釈されるべきではない。
【００４５】
また、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施（例えば、材料、大きさ、部品、配置等の選択及び変更）が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、スイッチの分野に関する。特に、マイクロマシンシステム（ＭＥＭＳ）技術に基づいたスイッチの分野に関し、特にＣＭＯＳ構造などの集積回路構造に実装されるスイッチの分野に利用することが可能である。また、新しいＲＦシステム構造を構築するのに利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態のスイッチを構成する要素をそれぞれ概略的に示した斜視図。
【図２】スイッチを構成する要素と集積回路を構成する要素間の関係を説明するために、当該スイッチを概略的に示した斜視図及び対応する集積回路を概略的に示した断面図。
【図３】本発明のスイッチを製造する工程を概略的に示した集積回路構造の部分断面図。
【図４】本発明のスイッチを製造する工程を概略的に示した集積回路構造の部分断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係るＲＦ用の電子回路を概略的に示した回路図。
【符号の説明】
【００４８】
１１、４１・・・アクチュエーター電極
２１、２２・・・コンタクト電極
３１・・・可動導電素子
３１１・・・中央部
３１２・・・梁部
１００、１０１・・・シリコン基板
３０１・・・ＭＯＳＦＥＴトランジスタ
３０２・・・コンデンサー
３０３・・・抵抗
２０１・・・第一の誘電層間絶縁層
２‐５・・・金属層
２０６・・・保護膜
１０１・・・Ｐウェル
１０２・・・二酸化シリコン層
２０１‐２０５・・・誘電層
４１０・・・スイッチマトリクス
４０９・・・スイッチ
４２０・・・フィルターバンク
４０１‐４０４・・・フィルター
４０８・・・アンテナ
４０５・・・低雑音増幅器（ＬＮＡ）
４０７・・・局部発信器
４０６・・・ミキサー
【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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