DE10004393C1 - Mikrorelais - Google Patents

Mikrorelais

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Abstract

Das Mikrorelais besitzt ein auf einem Substrat (1) drehbar aufgehängtes Schaltteil (9), das nach Art einer Wippe durch elektrostatische Anziehung mittels geeignet angebrachter Elektroden (51, 52, 6) in zwei alternative Schaltzustände bewegt werden kann. Die Schaltfunktion wird dadurch bewirkt, daß Elektroden (31, 32), die oberhalb der Wippe am Substrat befestigt sind, durch Metallisierungen (71, 72) auf der Oberseite des Schaltteiles kurzgeschlossen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisch arbei­ tendes Mikrorelais, das als Schalter verwendet werden kann und das mit den Verfahren der Mikromechanik hergestellt wer­ den kann.
Insbesondere für Anwendungen im Hochfrequenzbereich sind elektrostatische Mikroschalter ideal geeignet und anderen Halbleiterschaltern was das Dämpfungs- und Rauschverhalten anbetrifft deutlich überlegen. Ein wesentlicher Vorteil der­ artiger Schalter besteht darin, daß abgesehen von kapazitiven Ladeströmen eine leistungslose Steuerung der Schaltkontakte möglich ist. Elektrostatische Schalter mit kleiner Schaltzeit im Bereich unterhalb von 100 µs sind mit herkömmlichen Ver­ fahren nur realisierbar, wenn sehr große Schaltspannungen ak­ zeptiert werden können. Generell ist bei den bekannten tech­ nischen Realisierungen ein Kompromiß zwischen der Schaltge­ schwindigkeit und der erforderlichen Schaltspannung einzuge­ hen, da die Steifigkeit der federnden Aufhängung des Schalt­ elementes bewirkt, daß für hohe Schaltgeschwindigkeiten hohe Schaltspannungen erforderlich sind. Speziell für den Einsatz in Mobiltelefonen stehen typisch Batteriespannungen bis höch­ stens 3 V zur Verfügung; unter Verwendung von Spannungsver­ vielfachern sind Schaltspannungen von maximal 12 V erreich­ bar. Mikromechanische Schalter sind üblicherweise mit mikro­ mechanisch herstellbaren Balken gebildet, an deren Ende die Schaltkontakte sitzen und die durch elektrostatische Anzie­ hung mittels elektrischer Potentiale auf geeignet angebrach­ ten Elektroden gebogen werden, um die Kontakte zu schließen. Bei Schaltzeiten von 20 µs werden typisch elektrische Span­ nungen von 30 V und mehr benötigt. Daher sind diese Bauele­ mente für den Einsatz in mobilen Telefonen oder andere Anwen­ dungen im Bereich niedriger Leistung ungeeignet.
In der DE 41 13 190 C1 ist ein elektrostatisch betätigbarer Mikroschalter beschrieben, bei dem ein als Wippe ausgebilde­ tes Ankerteil einen im Abstand zu einer auf einer Unterlage angeordneten Kraftelektrode gehaltenen Anker aufweist, der mit zwei Schaltkontakten an einander gegenüberliegenden Sei­ ten versehen ist. Diese Schaltkontakte schließen bei Betäti­ gung der Vorrichtung alternativ zwei Paare von als Schalter vorgesehenen Gegenelektroden kurz, die auf der Unterlage an­ geordnet sind.
In der DE 198 23 690 C1 ist ein mikromechanisches elektrosta­ tisches Relais beschrieben, bei dem in einem Ankersubstrat ein im Bereich einer mittleren Schwenkachse über flexible Bänder schwenkbar aufgehängter rippenförmiger Anker ausgebil­ det ist. Der Anker bildet beiderseits der Schwenkachse je­ weils einen in sich flexiblen, im Ruhezustand von dem Basis­ substrat weg gekrümmten Ankerflügel, der bei Betätigung der Vorrichtung auf einer Basiselektrode abrollt und einen zuge­ hörigen Kontakt schließt.
In der DE 198 20 821 C1 ist ein elektromagnetisches Relais beschrieben, das einen Wippanker mit einer Ankerplatte auf­ weist, die über zwei Torsionsfedern, die mit einer Halteplat­ te verbunden sind, quer zur Längsrichtung der Ankerplatte drehbar aufgehängt ist. Die Torsionsfedern und die zur Befes­ tigung des Wippankers vorgesehene Halteplatte sind in einer inneren Ausnehmung der Ankerplatte angeordnet.
In der DE 42 05 340 C1 ist ein mikromechanisches, elektrosta­ tisches Relais beschrieben, bei dem ein Ankersubstrat inner­ halb eines Rahmens einen plattenförmigen Anker über elasti­ sche Lagerbänder trägt, so dass eine auf dem Anker vorgesehe­ ne Ankerelektrode einer Basiselektrode flächig gegenübersteht und der Anker über die Lagerbänder parallel zur Basiselektro­ de gehalten ist und bei Anlegen einer Spannung zwischen An­ kerelektrode und Basiselektrode sich senkrecht zur Ebene der Elektroden ganzflächig an die Basiselektrode anlegt.
In der Veröffentlichung von P. M. Zavracky et al.: "Microme­ chanical Switches Fabricated Using Nickel Surface Micromachi­ ning" in Journal of Microelectromechanical Systems 6, 3-9 (1997) sind mikromechanische Schalter beschrieben, bei denen die miteinander elektrisch leitend zu verbindenden Anschluß­ kontakte mittels eines an einem Balken angebrachten Schalt­ kontaktes kurzgeschlossen werden, wenn durch Anlegen einer Spannung zwischen den elektrisch leitenden Balken und eine Gegenelektrode am Substrat der Balken durch elektrostatische Kraft zum Substrat hin gebogen wird.
In der Veröffentlichung von I. Schiele et al.: "Micromechani­ cal Relay with Electrostatic Actuation" in Transducers '97, 1997 International Conference on Solid-State Sensors and Ac­ tuators, Chicago, S. 1165-1168 ist ein Mikrorelais be­ schrieben, bei dem zum Schließen des Schalters ebenfalls ein biegefähiger Balken elektrostatisch zum Substrat hin gezogen wird und bei dem ein T-förmiger metallischer Ansatz an dem Balken zum Kurzschließen der elektrisch leitend miteinander zu verbindenden Anschlußkontakte vorhanden ist. Der Ansatz ist von dem Rest des Balkens elektrisch isoliert.
In der Veröffentlichung von Seok-Whan Chung et al.: "Design and Fabrication of Micro Mirror Supported by Electroplated Nickel Posts" in Transducers '95 Eurosensors IX, Proc. of the 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, and Eurosensors IX, Stockholm, S. 312-315, ist ein an Torsionsfedern aufgehängter Mikrospiegel beschrieben, der elektrostatisch verkippt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein als Schalter verwendbares Bauelement anzugeben, das hohe Schaltgeschwin­ digkeiten bei kleiner Schaltspannung erreicht.
Diese Aufgabe wird mit dem Mikrorelais mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den ab­ hängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Mikrorelais besitzt ein auf einem Sub­ strat drehbar aufgehängtes Schaltteil, das nach Art einer Wippe durch elektrostatische Anziehung mittels geeignet ange­ brachter Elektroden in zwei alternative Schaltzustände bewegt werden kann. Die Schaltfunktion wird dadurch bewirkt, daß Elektroden, die oberhalb der Wippe am Substrat befestigt sind, durch Metallisierungen auf der Oberseite des Schalttei­ les kurzgeschlossen werden.
Es folgt eine genauere Beschreibung des erfindungsgemäßen Mi­ krorelais anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Mikrorelais im Querschnitt.
Fig. 2 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in Aufsicht.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines Mikrorelais im Querschnitt.
Fig. 4 zeigt die Ausführungsform gemäß Fig. 3 in Aufsicht.
In Fig. 1 sind auf einem Substrat 1 oder einer darauf vor­ handenen Schicht oder Schichtstruktur im Querschnitt darge­ stellt restliche Anteile einer Hilfsschicht oder Opferschicht 11, einer Strukturschicht 2 und einer elektrisch isolierenden Schicht 20 sowie Kontaktelektroden 31, 32, die bezüglich des Substrates fest angebracht sind. In einer Aussparung der Schichten 11, 2, deren in der Figur mittlerer Anteil der Übersichtlichkeit halber weggelassen und nur durch Bruchlini­ en angedeutet ist, befindet sich auf dem Substrat 1 oder ei­ ner darauf vorhandenen Schicht ein als Verankerung 4 vorgese­ henes Strukturteil, an dem das eigentliche Schaltteil 9 auf­ gehängt ist. Um das zu ermöglichen, besitzt das Schaltteil 9 in diesem Ausführungsbeispiel in der Mitte eine Aussparung, in der die Verankerung 4 angeordnet ist. Zwischen dem Schaltteil 9 und der Verankerung 4 befinden sich längs der vorgese­ henen Drehachse ausgerichtete und als Torsionsfedern wirkende Verstrebungen 8. Diese verdrehbaren Verstrebungen 8 ermögli­ chen es, das daran aufgehängte Schaltteil 9 um die durch die Verstrebungen 8 gebildete Drehachse zu bewegen, so daß das Schaltteil 9 eine wippende Bewegung ausführt.
Das Schaltteil 9 ist vorzugsweise zusammen mit den Verstre­ bungen 8 und der Verankerung 4 oder zumindest einem oberen Anteil der Verankerung 4 aus der Strukturschicht 2 herge­ stellt. Die Strukturschicht besteht in diesem Fall aus einem Material, das geeignete mechanische Eigenschaften besitzt, um insbesondere eine ausreichende Stabilität des Schaltteiles 9 und gleichzeitig eine für eine rückstellende Federkraft aus­ reichende Elastizität der Verstrebungen 8 zu gewährleisten. Es kommt dafür vorzugsweise siliziumhaltiges Material in Fra­ ge, insbesondere Polysilizium, Monosilizium (z. B. die Body- Siliziumschicht eines SOI-Substrates, bestehend aus unterer Bulk-Siliziumschicht, dünner Isolationsschicht und dünner oberer Body-Siliziumschicht; die Isolationsschicht kann als Opferschicht verwendet werden) oder der Verbindungshalbleiter SiGe.
An dem Schaltteil 9 sind Kontaktelektroden 71, 72 angebracht. Außerdem verfügt das Schaltteil über mindestens eine daran angebrachte Aktuatorelektrode 6, die bei Verwendung von Poly­ silizium für das Schaltteil durch Implantation von Dotier­ stoff in das Polysilizium hergestellt sein kann. Als Gegen­ elektroden hierzu sind auf dem Substrat 1 (bzw. einer darauf vorhandenen Schicht oder Schichtstruktur) Aktuatorelektroden 51, 52 derart angebracht, daß durch alternierendes Anlegen elektrischer Potentiale an jeweils eine dieser Aktuatorelek­ troden 51, 52 infolge der dadurch bewirkten elektrostatischen Anziehung eine wippende Bewegung des Schaltteiles hervorgeru­ fen werden kann, wodurch von einer Schaltposition in die an­ dere umgeschaltet wird. Falls das Schaltteil 9 Halbleiterma­ terial ist, in dem durch Einbringen von Dotierstoff die Aktuatorelektrode 6 ausgebildet ist, kann das Halbleitermateri­ al der Verstrebungen 8 und der Verankerung 4 ebenfalls elek­ trisch leitend dotiert sein, so daß über die Verankerung zum Substrat hin ein elektrischer Anschluß an die Aktuatorelek­ trode 6 des Schaltteiles 9 ermöglicht ist. Statt dessen kann aber auch eine elektrisch isolierte Aktuatorelektrode des Schaltteiles vorhanden sein, die auf freiem elektrischem Po­ tential (Floating) liegt. Eine elektrische Anziehung zu den am Substrat befestigten Aktuatorelektroden 51, 52 hin wird dann durch elektrische Ladungsinfluenz hervorgerufen.
Auf dem Schaltteil 9 befinden sich die für die eigentliche Schaltfunktion vorgesehenen Kontaktelektroden 71, 72, die vor­ zugsweise gegen die an dem Schaltteil vorhandene Aktuatore­ lektrode 6 elektrisch isoliert sind. Zu diesem Zweck können elektrisch isolierende Schichten 21, 22, z. B. Anteile der elektrisch isolierenden Schicht 20, zwischen den Kontaktelek­ troden 71, 72 und dem Schaltteil 9 vorhanden sein. Die Kon­ taktelektroden 71, 72 befinden sich bei dem erfindungsgemäßen Mikrorelais auf der Oberseite des die Wippe bildenden Schalt­ teiles. In der in Fig. 1 dargestellten Schaltposition, in der der linke Teil des Schaltteiles 9 von der am Substrat vorhandenen Aktuatorelektrode 51 angezogen ist, schließt da­ her die Kontaktelektrode 72 den durch die am Substrat befe­ stigte Kontaktelektrode 32 gebildeten Schalter kurz. Das wird deutlich anhand der in Fig. 2 dargestellten Aufsicht.
In Fig. 2 ist das Substrat 1 zwischen der elektrisch isolie­ renden Schicht 2 und dem Schaltteil 9 erkennbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Verankerung 4 in einer mittleren Aussparung des Schaltteiles, das über die als Tor­ sionsfedern wirkenden Verstrebungen 8 mit der Verankerung 4 verbunden ist. Statt dessen ist es möglich, das Schaltteil z. B. als integrale Platte auszubilden, an der die als Aufhän­ gungen vorgesehenen Verstrebungen seitlich nach außen hin an­ gebracht sind. Auf der Oberseite des Schaltteiles 9, hier auf seitlich strukturierten Ansätzen, befinden sich die auf dem Schaltteil 9 angebrachten Kontaktelektroden 71, 72. Die Aktua­ torelektrode 6 des Schaltteiles 9 ist in diesem Beispiel als Implantation von Dotierstoff in Polysilizium ausgebildet. Diese Implantation umfaßt den in der Fig. 2 schraffiert ein­ gezeichneten Bereich einschließlich der Verstrebungen 8 und der Verankerung 4. In den seitlichen Ansätzen, die die Kon­ taktelektroden 71, 72 tragen, ist die Dotierung weggelassen, so daß das Polysilizium hier elektrisch isoliert oder zumin­ dest nur eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die Dotierung kann aber auch in dem gesamten Schaltteil 9 vorhan­ den sein. Eine ausreichende elektrische Isolation der Kon­ taktelektroden 71, 72 kann, falls erforderlich, durch elek­ trisch isolierende Schichten 21, 22 (z. B. ein Nitrid wie Si3N4) zwischen den Kontaktelektroden 71, 72 und dem Schalt­ teil 9 bewirkt sein. In Fig. 2 sind gestrichelt einge­ zeichnet der Verlauf des in Fig. 1 dargestellten Querschnit­ tes sowie die verdeckten Konturen der am Substrat befestigten Aktuatorelektroden 51, 52.
In Fig. 2 ist deutlich erkennbar die Strukturierung der am Substrat angebrachten Kontaktelektroden 31, 32, die jeweils über zwei in einem geringen Abstand zueinander angeordnete Anteile 31a, 31b bzw. 32a, 32b verfügen. Diese Anteile sind je­ weils so angeordnet und ausgerichtet, daß sie bei geeigneter Lage des wippenden Schaltteiles durch eine betreffende Kon­ taktelektrode 71, 72 auf dessen Oberseite kurzgeschlossen wer­ den. Somit können in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Um­ schalten des Mikrorelais gleichzeitig zwei Schaltfunktionen ausgeführt werden, mit denen ein Schalter geschlossen und ein zweiter Schalter gleichzeitig geöffnet wird. Alternativ ist es möglich, das Mikrorelais auf eine Schaltfunktion zu be­ schränken, indem z. B. die zweiten Kontaktelektroden 32, 72 auf der rechten Seite weggelassen oder nicht angeschlossen wer­ den. Der in Fig. 1 eingezeichnete Doppelpfeil verweist auf die Korrespondenz zwischen den durch die jeweils eingezeich­ neten Verstrebungen 8 gegebenen Drehachsen in Fig. 1 bzw. (punktiert eingezeichnet) in Fig. 2. Die Kontaktelektroden 31, 32 können auf einer elektrisch isolierenden Schicht 20 aufgebracht und mittels Leiterbahnen angeschlossen oder über Leiter in der Strukturschicht 2 mit elektrischen Anschlüssen versehen sein.
In Fig. 3 ist im Querschnitt ein alternatives Ausführungs­ beispiel dargestellt, bei dem die Aktuatorelektroden 53, 54 des Substrates auf der hier durchgehend eingezeichneten Strukturschicht 20 und in diesem Beispiel darauf vorhandenen elektrisch isolierenden Schichten 23, 24 angebracht sind und auf der von dem Substrat (1) abgewandten Seite des Schalttei­ les (9) angeordnet sind, dabei vorzugsweise das Schaltteil 9 brückenartig überspannend.
In der Aufsicht, die in Fig. 4 gezeigt ist, sind die zwei flächigen Anteile der Aktuatorelektroden 53, 54 über dem Schaltteil 9 eingezeichnet. Die Form dieser Aktuatorelektro­ den ist im Prinzip beliebig. Die dargestellte bevorzugte Aus­ führung weist gute mechanische Stabilität auf. Es vereinfacht die Herstellung, wenn alle am Substrat angebrachten Elektro­ den, die Aktuatorelektroden 53, 54 und die Kontaktelektroden 31, 32, gemeinsam strukturiert werden; die oberen Anteile sämtlicher Elektroden befinden sich dann auf gleicher Höhe über dem Substrat.
Als weitere Ausführungsform können am Substrat angebrachte Aktuatorelektroden sowohl unter dem Schaltteil als auch über dem Schaltteil angeordnet sein. Das verbessert die Schalt­ kraft infolge des größeren erzielbaren Drehmomentes.
Wesentlich für das erfindungsgemäße Mikrorelais ist, daß ein wippenförmiges Schaltteil als Aktuator vorhanden ist, auf dessen Oberseite Kontaktelektroden angebracht sind, mit denen Schalter geschlossen werden. Dadurch, daß für beide Schalt­ richtungen eine eigene Aktuatorelektrode 51, 52 vorhanden ist, ist es möglich, die Geschwindigkeit des Umschaltvorgangs un­ abhängig von der Rückstellkraft der durch die Verstrebungen 8 gebildeten Torsionsfeder einzustellen. Der durch dieses Mi­ krorelais gebildete Schalter ist daher weder beim Einschalten noch beim Ausschalten in einem kraftfreien, sozusagen unge­ steuerten Zustand und kann deshalb viel schneller in den sta­ tionären Endzustand (Anschlag einer Schaltposition) gezwungen werden. Beschränkend für die Schaltgeschwindigkeit ist nur die durch das Trägheitsmoment der Wippe gegebene Trägheit und die im wesentlichen durch die angelegte elektrische Spannung begrenzte verfügbare Aktuatorkraft; die durch die Feder be­ wirkte Rückstellkraft verliert demgegenüber an Bedeutung. Die Aktuatorkraft, die elektrostatisch durch die Aktuatorelektro­ den aufgebracht wird, hängt quadratisch von der angelegten elektrischen Spannung ab und ist ansonsten ausschließlich durch die Geometrie der Anordnung bestimmt. Das Trägheitsmo­ ment hängt außer von der Geometrie auch wesentlich von der spezifischen Dichte des Materials ab, aus dem das Schalt­ teil 9 besteht. Vorzugsweise wird daher der bewegliche Teil aus einem Material geringer Dichte, vorzugsweise aus Polysi­ lizium, hergestellt. Lediglich für die Elektroden können me­ tallische Beschichtungen (z. B. galvanisch abgeschiedene Me­ talle oder gesputterte Metallisierungen) aufgebracht sein. Das erfindungsgemäße Mikrorelais mit nach oben (das heißt vom Substrat weg) schließenden Kontakten ermöglicht eine deutli­ che Verringerung der bewegten Masse (Trägheitsmoment) und da­ mit eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit bei unverändert niedriger Schaltspannung, da der schwerere Teil der den Schalter bildenden Kontaktelektroden stationär bezüglich des Substrates bleibt. Die Eigenschaften des Schalters und die Ausübung der Schaltkraft werden bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung entscheidend gegenüber herkömmlichen Schaltern verbessert.

Claims (10)

1. Elektrostatisch arbeitendes Mikrorelais mit
einem auf einem Substrat (1) beweglich angebrachten Schalt­ teil (9), das als Wippe ausgebildet ist,
einer auf dem Substrat (1) angebrachten Kontaktelektrode (31), die zwei mit getrennten elektrischen Anschlüssen verse­ hene Anteile (31a, 31b) aufweist,
einer an dem Schaltteil (9) angebrachten Kontaktelektrode (71),
zwei auf dem Substrat (1) angebrachten Aktuatorelektroden (51) und
einer an dem Schaltteil (9) angeordneten Aktuatorelektrode (6),
bei dem die auf dem Substrat (1) angebrachten Aktuatorelek­ troden (51, 52) so bezüglich der an dem Schaltteil (9) ange­ brachten Aktuatorelektrode (6) angeordnet sind, dass durch alternatives Anlegen eines elektrischen Potentials an die Ak­ tuatorelektroden (51, 52) eine wippende Bewegung des Schalt­ teiles (9) in eine jeweils andere von zwei alternativen Schaltpositionen herbeigeführt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
die auf dem Substrat (1) angebrachte Kontaktelektrode so auf der von dem Substrat abgewandten Seite des Schaltteiles (9) angeordnet ist, dass in einer der Schaltpositionen eine an dem Schaltteil (9) angebrachte Kontaktelektrode (71) die bei­ den Anteile (31a, 31b) kurzschließt.
2. Mikrorelais nach Anspruch 1, bei dem
an dem Schaltteil (9) zwei Kontaktelektroden (71, 72) ange­ bracht sind und
auf dem Substrat (1) zwei Kontaktelektroden (31, 32) ange­ bracht sind, die jeweils zwei mit getrennten elektrischen An­ schlüssen versehene Anteile (31a, 31b; 32a, 32b) aufweisen und so auf der von dem Substrat abgewandten Seite des Schaltteiles (9) angeordnet sind, daß in jeder der Schaltpositionen des Schaltteiles (9) jeweils eine der daran angebrachten Kon­ taktelektroden (71, 72) die beiden Anteile (31a, 31b; 32a, 32b) jeweils einer der auf dem Substrat angebrachten Kontaktelek­ troden (31; 32) kurzschließt.
3. Mikrorelais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem
das Schaltteil (9) Polysilizium, Monosilizium oder SiGe ist und
eine daran angebrachte Kontaktelektrode (71, 72) aufgebrach­ tes Metall ist.
4. Mikrorelais nach Anspruch 3, bei dem die an dem Schaltteil (9) angebrachte Aktuatorelektrode (6) durch eine Implantation von Dotierstoff ausgebildet ist.
5. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zwischen dem Schaltteil (9) und einer daran angebrachten Kon­ taktelektrode (71, 72) eine elektrisch isolierende Schicht (21, 22) vorhanden ist.
6. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Schaltteil (9) an einer auf dem Substrat (1) befestigten Verankerung (4) mittels Verstrebungen (8) aufgehängt ist, die längs einer Drehachse ausgerichtet sind und Torsionsfedern bilden.
7. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die an dem Substrat angebrachten Aktuatorelektroden (51, 52) zwischen dem Substrat (1) und dem Schaltteil (9) angeordnet sind.
8. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die an dem Substrat angebrachten Aktuatorelektroden (53, 54) auf der von dem Substrat (1) abgewandten Seite des Schalttei­ les (9) angeordnet sind.
9. Mikrorelais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem mindestens eine der an dem Substrat angebrachten Aktuator­ elektroden (51, 52) zwischen dem Substrat (1) und dem Schalt­ teil (9) angeordnet ist und mindestens eine der an dem Sub­ strat angebrachten Aktuatorelektroden (53, 54) auf der von dem Substrat (1) abgewandten Seite des Schaltteiles (9) ange­ ordnet ist.
10. Mikrorelais nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Aktuatorelektrode (53, 54), die auf der von dem Substrat (1) abgewandten Seite des Schaltteiles (9) angeordnet ist, das Schaltteil brückenartig überspannt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1818958A1 (de) * 2006-02-13 2007-08-15 Schneider Electric Industries SAS Mikrosystem mit Anschlagvorrichtung

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280014B2 (en) * 2001-03-13 2007-10-09 Rochester Institute Of Technology Micro-electro-mechanical switch and a method of using and making thereof
AU2002303933A1 (en) * 2001-05-31 2002-12-09 Rochester Institute Of Technology Fluidic valves, agitators, and pumps and methods thereof
US7211923B2 (en) * 2001-10-26 2007-05-01 Nth Tech Corporation Rotational motion based, electrostatic power source and methods thereof
US7378775B2 (en) * 2001-10-26 2008-05-27 Nth Tech Corporation Motion based, electrostatic power source and methods thereof
JP2004055410A (ja) * 2002-07-22 2004-02-19 Advantest Corp バイモルフスイッチ、バイモルフスイッチ製造方法、電子回路、及び電子回路製造方法
US7123119B2 (en) * 2002-08-03 2006-10-17 Siverta, Inc. Sealed integral MEMS switch
KR100485787B1 (ko) * 2002-08-20 2005-04-28 삼성전자주식회사 마이크로 스위치
US7463125B2 (en) * 2002-09-24 2008-12-09 Maxim Integrated Products, Inc. Microrelays and microrelay fabrication and operating methods
US6621135B1 (en) * 2002-09-24 2003-09-16 Maxim Integrated Products, Inc. Microrelays and microrelay fabrication and operating methods
US20060232365A1 (en) * 2002-10-25 2006-10-19 Sumit Majumder Micro-machined relay
US7190245B2 (en) * 2003-04-29 2007-03-13 Medtronic, Inc. Multi-stable micro electromechanical switches and methods of fabricating same
KR100513696B1 (ko) * 2003-06-10 2005-09-09 삼성전자주식회사 시이소오형 rf용 mems 스위치 및 그 제조방법
US7217582B2 (en) * 2003-08-29 2007-05-15 Rochester Institute Of Technology Method for non-damaging charge injection and a system thereof
US7287328B2 (en) * 2003-08-29 2007-10-30 Rochester Institute Of Technology Methods for distributed electrode injection
US8775997B2 (en) * 2003-09-15 2014-07-08 Nvidia Corporation System and method for testing and configuring semiconductor functional circuits
US8732644B1 (en) 2003-09-15 2014-05-20 Nvidia Corporation Micro electro mechanical switch system and method for testing and configuring semiconductor functional circuits
US8775112B2 (en) * 2003-09-15 2014-07-08 Nvidia Corporation System and method for increasing die yield
US7388459B2 (en) * 2003-10-28 2008-06-17 Medtronic, Inc. MEMs switching circuit and method for an implantable medical device
US6880940B1 (en) * 2003-11-10 2005-04-19 Honda Motor Co., Ltd. Magnesium mirror base with countermeasures for galvanic corrosion
US8711161B1 (en) 2003-12-18 2014-04-29 Nvidia Corporation Functional component compensation reconfiguration system and method
US7486163B2 (en) * 2003-12-30 2009-02-03 Massachusetts Institute Of Technology Low-voltage micro-switch actuation technique
US8581308B2 (en) 2004-02-19 2013-11-12 Rochester Institute Of Technology High temperature embedded charge devices and methods thereof
JP4137872B2 (ja) * 2004-03-31 2008-08-20 シャープ株式会社 静電アクチュエーター,マイクロスイッチ,マイクロ光スイッチ,マイクロ光スイッチシステム,通信装置および静電アクチュエーターの製造方法
JP4414263B2 (ja) * 2004-03-31 2010-02-10 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子およびマイクロスイッチング素子製造方法
EP1756848A4 (de) * 2004-04-12 2009-12-23 Siverta Inc Einpoliger wechsel-mems-schalter
US8723231B1 (en) 2004-09-15 2014-05-13 Nvidia Corporation Semiconductor die micro electro-mechanical switch management system and method
US8711156B1 (en) 2004-09-30 2014-04-29 Nvidia Corporation Method and system for remapping processing elements in a pipeline of a graphics processing unit
US7280015B1 (en) * 2004-12-06 2007-10-09 Hrl Laboratories, Llc Metal contact RF MEMS single pole double throw latching switch
JP4417861B2 (ja) * 2005-01-31 2010-02-17 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子
US8021193B1 (en) * 2005-04-25 2011-09-20 Nvidia Corporation Controlled impedance display adapter
US7793029B1 (en) 2005-05-17 2010-09-07 Nvidia Corporation Translation device apparatus for configuring printed circuit board connectors
JP4424260B2 (ja) * 2005-06-07 2010-03-03 オムロン株式会社 電磁リレー
US20070074731A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Nth Tech Corporation Bio-implantable energy harvester systems and methods thereof
JP2007149370A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Fujitsu Media Device Kk スイッチ
US8417838B2 (en) * 2005-12-12 2013-04-09 Nvidia Corporation System and method for configurable digital communication
US8412872B1 (en) 2005-12-12 2013-04-02 Nvidia Corporation Configurable GPU and method for graphics processing using a configurable GPU
JP4628275B2 (ja) * 2006-01-31 2011-02-09 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子およびマイクロスイッチング素子製造方法
JP4739173B2 (ja) * 2006-12-07 2011-08-03 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子
JP4855233B2 (ja) * 2006-12-07 2012-01-18 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子およびマイクロスイッチング素子製造方法
FR2912128B1 (fr) * 2007-02-05 2009-05-22 Commissariat Energie Atomique Microsysteme d'actionnement et procede de fabrication associe
US8724483B2 (en) 2007-10-22 2014-05-13 Nvidia Corporation Loopback configuration for bi-directional interfaces
US8687639B2 (en) * 2009-06-04 2014-04-01 Nvidia Corporation Method and system for ordering posted packets and non-posted packets transfer
US9176909B2 (en) 2009-12-11 2015-11-03 Nvidia Corporation Aggregating unoccupied PCI-e links to provide greater bandwidth
US9331869B2 (en) * 2010-03-04 2016-05-03 Nvidia Corporation Input/output request packet handling techniques by a device specific kernel mode driver
US9330031B2 (en) 2011-12-09 2016-05-03 Nvidia Corporation System and method for calibration of serial links using a serial-to-parallel loopback
WO2017134518A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 Analog Devices Global Active opening mems switch device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113190C1 (en) * 1991-04-23 1992-07-16 Rohde & Schwarz Gmbh & Co Kg, 8000 Muenchen, De Electrostatically actuated microswitch - has armature attached to base via torsional struts to allow pivoting for contacting electrodes
DE4205340C1 (en) * 1992-02-21 1993-08-05 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De Micro-mechanical electrostatic relay with parallel electrodes - has frame shaped armature substrate with armature contacts above base electrode contacts on base substrate
DE19820821C1 (de) * 1998-05-09 1999-12-16 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Elektromagnetisches Relais
DE19823690C1 (de) * 1998-05-27 2000-01-05 Siemens Ag Mikromechanisches elektrostatisches Relais

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278368A (en) * 1991-06-24 1994-01-11 Matsushita Elec. Works, Ltd Electrostatic relay
JP3402642B2 (ja) * 1993-01-26 2003-05-06 松下電工株式会社 静電駆動型リレー
US5619061A (en) * 1993-07-27 1997-04-08 Texas Instruments Incorporated Micromechanical microwave switching
JP3465940B2 (ja) * 1993-12-20 2003-11-10 日本信号株式会社 プレーナー型電磁リレー及びその製造方法
CH691559A5 (fr) * 1997-04-21 2001-08-15 Asulab Sa Micro-contacteur magnétique et son procédé de fabrication.
US6046659A (en) * 1998-05-15 2000-04-04 Hughes Electronics Corporation Design and fabrication of broadband surface-micromachined micro-electro-mechanical switches for microwave and millimeter-wave applications
JP3087741B2 (ja) * 1998-11-04 2000-09-11 日本電気株式会社 マイクロマシンスイッチ
US6160230A (en) * 1999-03-01 2000-12-12 Raytheon Company Method and apparatus for an improved single pole double throw micro-electrical mechanical switch
JP2001076605A (ja) * 1999-07-01 2001-03-23 Advantest Corp 集積型マイクロスイッチおよびその製造方法
DE10031569A1 (de) * 1999-07-01 2001-02-01 Advantest Corp Integrierter Mikroschalter und Verfahren zu seiner Herstellung
US6384353B1 (en) * 2000-02-01 2002-05-07 Motorola, Inc. Micro-electromechanical system device
US6504118B2 (en) * 2000-10-27 2003-01-07 Daniel J Hyman Microfabricated double-throw relay with multimorph actuator and electrostatic latch mechanism
US6473361B1 (en) * 2000-11-10 2002-10-29 Xerox Corporation Electromechanical memory cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113190C1 (en) * 1991-04-23 1992-07-16 Rohde & Schwarz Gmbh & Co Kg, 8000 Muenchen, De Electrostatically actuated microswitch - has armature attached to base via torsional struts to allow pivoting for contacting electrodes
DE4205340C1 (en) * 1992-02-21 1993-08-05 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De Micro-mechanical electrostatic relay with parallel electrodes - has frame shaped armature substrate with armature contacts above base electrode contacts on base substrate
DE19820821C1 (de) * 1998-05-09 1999-12-16 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Elektromagnetisches Relais
DE19823690C1 (de) * 1998-05-27 2000-01-05 Siemens Ag Mikromechanisches elektrostatisches Relais

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHIELE, I. (u.a.): Micromechanical Relay with El-ectrostatic Actuaction. In: TRANSDUCERS'97, 1997, International Conference on Solid-State Sensors and Acuators, Chicago, S. 1165-1168 *
SEOK-WHAN CHUNG (u.a.): Disign and Fabrication of Micro Mirror Suported by Electroplated Nickel Posts. In: TRANSDUCERS'95 EUROSENSORS IX, 1995, The 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators and Eurosensors, Stockholm, S. 312-315. *
ZAVRACKY, P. M. (u.a.): Micromechanical Smitches Fabricated Using Nickel Surface Micromachining. In: Journal of Micromechanical Systems, 1997, Vol.6, S. 3-9 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1818958A1 (de) * 2006-02-13 2007-08-15 Schneider Electric Industries SAS Mikrosystem mit Anschlagvorrichtung
FR2897349A1 (fr) * 2006-02-13 2007-08-17 Schneider Electric Ind Sas Microsysteme incluant un dispositif d'arret

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020075904A (ko) 2002-10-07
WO2001057901A1 (de) 2001-08-09
US6734770B2 (en) 2004-05-11
EP1252640A1 (de) 2002-10-30
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