[发明专利]多重驱动的微机电高频切换器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种多重驱动的微机电高频切换器。

背景技术

目前应用在无线通讯上的标准或频段已达七种以上，包括GSM、Bluetooth、CDMA以及WiMAX，每个标准都有其独特的特性，如频率以及频宽，也就是说，通讯模块复杂度大幅提高，为了满足新需求，因而使用更高的频宽。与二极管或晶体管相较，只有微机电(MEMS)组件才能提供在GHz应用中较佳的射频表现，因此，若能将RF MEMS组件利用CMOS技术与其它电路组件共同整合成为模块，则可缩小体积并降低生产成本。

RF切换器在RF电路上具有多种应用，例如，由一区块将RF信号切换至另一区块，或是直接通过调校网络(Tuning Network)中的切换电容改变RF区块特征。设计好的RF微机电切换器具有几个特性，包括低致动电压、低功率消耗、高切换速度、低插入损耗、高隔离性以及可靠度。

图1为已知微机电高频切换器的示意图。请参阅图1，图1为美国专利US 6,486,425号中的附图，已知微机电高频切换器30包括玻璃基板31、金属层32、凸出部33、34、固定电极35、36、移动端37以及固定端38、39，此一微机电高频切换器30透过凸出部33、34以及固定电极35、36施加电压来产生静电力，以使移动端37与固定端38、39相接触，此单纯静电力驱动需要较高的驱动电压。

图2为已知微机电高频切换器的示意图。请参阅图2，图2为美国专利US 6,927,352号中的附图，已知微机电高频切换器10包括氧化硅层11、横梁12、加热器13、14、互补电极15、16、17、18、连接块19、导电区块20、21、空隙22以及金属构件23、24，加热器13、14设于横梁12中。已知微机电高频切换器10必须利用额外制程以形成金属构件23、24，其成形于下方薄膜作为双金属，而电流通过加热器13、14以开启切换器10，由焦耳效应所释放的热量会影响横梁12的形变而易于靠近导电区块20、21，形变来自于金属部与横梁之间的膨胀差异，而膨胀差异足够使横梁12的中央部连接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多重驱动的微机电高频切换器。

本发明揭露一多重驱动的微机电高频切换器实施范例，包括一基板、设于基板上的一加热器、位于一下层金属层的共平面波导线、一可动薄膜具有中央为凹陷的两端固定横梁、一位于下层金属层的共平面波导线以及位于共平面波导线与可动薄膜之间的一介电层。其中，具有连接单元的二金属层形成一立体堆叠结构。当加热器产生的热能传导至可动薄膜，或可动薄膜与共平面波导线之间产生静电力，或两者同时发生时，可动薄膜将往共平面波导线方向弯折。

本发明的多重驱动的微机电高频切换器可由CMOS制程来达成，切换器由电热力(electro-thermal force)以及静电力同时驱动，若仅有静电力时，切换状态则被锁定。热致动器相对于电热致动器而言可能仅需要低电压，而静电力几乎可能不需要能量来维持切换状态，因此，可能仅需提供低驱动电压，且若要使其具有在电热驱动器以及静电驱动器之间的致动速度，也可能有较低的能量损耗。

为了让本发明能更明显易懂，下文特别举出实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为已知微机电高频切换器的示意图；

图2为另一已知微机电高频切换器的示意图；

图3说明半导体厂完成的多重驱动的微机电高频切换器后的结构一实施例；

图4为依据一实施例的多重驱动的微机电高频切换器在通路状态的示意图；

图5为依据一实施例的多重驱动的微机电高频切换器在断路状态的一范例示意图；

图6为依据一实施例的多重驱动的微机电高频切换器移除第一形变部、上层金属层以及钝化层后，显示第二形变部的范例俯视图；

图7为另一微机电高频切换器的共平面波导线实施例的示意图；以及

图8为另一微机电高频切换器实施例的示意图。

【主要组件符号说明】

10、30微机电高频切换器；

11氧化硅层；

12横梁；

13、14加热器；

15、16、17、18互补电极；

19连接块；

20、21导电区块；

22空隙；

23、24金属构件；

31玻璃基板；

32金属层；

33、34凸出部；

35、36固定电极；

37移动端；

38、39固定端；