CN119381184A - 开关及其制作方法、电路、芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种开关及其在制作方法、电路、芯片及电子设备。其中，开关包括：衬底；电容器，电容器包括第一电极、第二电极和介质层，第一电极与第二电极相对设置，第二电极设于衬底上，介质层位于第一电极与第二电极之间，介质层包括第一子介质层以及设于第一子介质层上的第二子介质层，第一子介质层的一端与第二电极接触，第二子介质层的延伸方向与第一子介质层的延伸方向之间具有夹角；接地层，接地层设于衬底上；开关梁，开关梁设于接地层上；开关梁用于与电容器之间保持间隙，或在驱动下与电容器接触。本申请能够增加电容器的电容量，从而使得开关能够应用于大功率电路中。

Description

开关及其制作方法、电路、芯片及电子设备

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种开关及其制作方法、电路、芯片及电子设备。

背景技术

电子设备中通常都设置有电路，为了实现电路中不同信号的选通，电路中通常设置有开关。为了适用高频段的工作模式，以及实现更好的开关性能，开关可以为电容式RFMEMS开关。

在相关技术中，电容式RF MEMS开关通常包括衬底以及设于衬底上的电容器。电容器包括相对设置的第一电极、第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的多个块状介质层。第二电极与块状介质层之间具有间隙，且第二电极可在接收到驱动信号后产生位移并与块状介质层接触，由此实现开关的断开与闭合功能。

但是，相关技术中电容器的电容量通常较小，无法应用于大功率电路中。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种开关及其制作方法、电路、芯片及电子设备，能够增加电容器的电容量，从而使得开关能够应用于大功率电路中。

本申请提供一种开关，包括：衬底、电容器、接地层和开关梁。其中，电容器包括第一电极、第二电极和介质层，第一电极与第二电极相对设置，第二电极设于衬底上，介质层位于第一电极与第二电极之间，介质层包括第一子介质层以及设于第一子介质层上的第二子介质层，第一子介质层的一端与第二电极接触，第二子介质层的延伸方向与第一子介质层的延伸方向之间具有夹角。接地层设于衬底上。开关梁设于接地层上；开关梁用于与电容器之间保持间隙，或在驱动下与电容器接触。

本申请的开关应用于电路中时，可将开关串联于电路中的某个支路上，例如，将开关的电容器串联于电路中的第一支路上。而且，开关的接地层接地。电路还可以包括驱动模块，驱动模块可以与开关梁电连接，驱动模块可向开关梁发送驱动信号，开关梁在接收到驱动信号后，可在驱动信号的驱动下产生位移。在驱动模块未向开关梁发送驱动信号时，开关梁与电容器之间具有间隙，进入第一支路的射频信号，可以经第二电极输出。在该种情况下，开关处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁发送驱动信号后，开关梁接收到驱动信号后产生位移，并与电容器接触。由于开关梁设于接地层，开关梁的材料可以包括导电材料，而接地层接地，因此，进入第一支路的射频信号将被导入至接地层，而无法经第二电极输出。在该种情况下，开关处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法从第一支路的一端传输至另一端。由此，可实现开关的闭合与断开的功能。

由于本申请的开关的介质层包括第一子介质层以及设于第一子介质层上的第二子介质层，因此，本申请中固体介质的横截面积大于相关技术中固体介质的横截面积。而第一子介质层和第二子介质层中的介质通常为固体介质，固体介质的介电常数大于空气，由此可增加介质层的介电常数，进而增加电容器的电容量，从而使得开关能够应用于大功率电路中。

在一些可能实现的方式中，第二子介质层与第一电极之间具有第一间隙，即，第二子介质层并未与第一电极接触。而且，第一间隙内的介质通常为空气。当开关处于闭合状态时，第一支路可向电容器充电，介质层的第一子介质层的一端与第二电极接触，因此，第一子介质层上与第二电极接触的位置处将积累电荷，以满足介质层的储电功能。由于第二子介质层与第一电极之间的第一间隙中填充有空气，因此，第二子介质层朝向第一电极的一侧将不会积累电荷，由此，能够避免第二子介质层积累较多的电荷而导致失效的情况。因此，本申请能够增加电容器的电容量的同时，还能够避免因介质层积累较多的电荷而导致电容器失效的情况。

在一些可能实现的方式中，第二子介质层与第二电极之间具有第二间隙，即，第二子介质层并未与第二电极接触。而且，第二间隙内的介质通常为空气。当开关处于闭合状态时，第一支路可向电容器充电，介质层的第一子介质层的一端与第二电极接触，因此，第一子介质层上与第二电极接触的位置处将积累电荷，以满足介质层的储电功能。由于第二子介质层与第二电极之间的第二间隙中填充有空气，因此，第二子介质层朝向第二电极的一侧将不会积累电荷，由此，能够避免第二子介质层积累较多的电荷而导致失效的情况。因此，本申请能够增加电容器的电容量的同时，还能够避免因介质层积累较多的电荷而导致电容器失效的情况。

在一些可能实现的方式中，第一子介质层背离第二电极的一端与第一电极接触。在本申请中，第一子介质层背离第二电极的一端可始终保持与第一电极接触。由于第一子介质层的一端还与第二电极接触，因此，第一子介质层的两端分别与第一电极和第二电极接触，也就是说，第一子介质层沿其延伸方向的高度，可以与第一电极和第二电极之间的距离相同。可以理解的是，第一电极和第二电极之间的距离可以指，第一电极朝向第二电极的一侧，与第二电极朝向第一电极的一侧之间的距离。由于第一子介质层的两端分别与第一电极和第二电极接触，因此，第一电极与第二电极之间的距离始终保持不变，由此可使得电容器的电容量始终保持不变，这样，当开关应用于电路中时，能够使得电路的性能更为稳定。此外，开关在工作的过程中，会频繁地闭合和断开，开关梁需要频繁地与第一电极之间保持一定距离或接触，开关梁将频繁地产生冲击力，该冲击力作用于第一电极上。由于第一子介质层的两端分别与第一电极和第二电极接触，因此，第一电极、第一子介质层和第二电极可作为一个整体，共同承担开关梁产生的冲击力，由此可减少因第一子介质层与第一电极之间具有间隙而导致在第一电极受到冲击力时损坏的情况，因此，本申请能够提高开关的可靠性，以及延长开关的使用寿命。

在一些可能实现的方式中，第一电极上与第一子介质层接触的位置处设有第一通孔。这样，第一电极上与第一子介质层接触的位置处不易产生电荷，第一通孔在第一子介质层上的投影区域内将没有电场，也就不会积累电荷，由此可进一步减少第一子介质层上积累电荷的区域面积，从而进一步减小因积累较多的电荷导致电容器失效的情况。

在一些可能实现的方式中，第一通孔的横截面积小于第一子介质层的横截面积。由于第一电极与第二电极之间相对设置，第二电极设于衬底上，当第一通孔的横截面积小于第一子介质层的横截面积时，第一子介质层朝向第一电极的一端存在部分区域与第一电极接触，这样，第一子介质层能够为第一电极提供支撑，使得第一电极与第二电极之间保持一定距离。

在一些可能实现的方式中，第一电极上还设有第二通孔，第二通孔与第一间隙连通。这样，在制作开关的过程中，在提供衬底后，可在衬底上依次制作第二电极、介质层和第一电极，接着通过在第一电极上进行刻蚀，刻蚀出第二通孔，并通过第二通孔在第一电极与第二电极之间刻蚀出第一间隙。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关的介质层，由此使得介质层的制作过程较为简单，进而使得开关的制作过程较为简单。

在一些可能实现的方式中，第二子介质层上设有第三通孔，第三通孔与第二通孔位置对应。这样，在制作开关的过程中，在刻蚀出第一间隙之后，可以继续在介质层上刻蚀出第三通孔，以及在第一电极与第二电极之间刻蚀出第二间隙。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关的介质层，由此使得介质层的制作过程较为简单，进而使得开关的制作过程较为简单。

在一些可能实现的方式中，开关梁的第一部分设于接地层上，开关梁的第二部分悬空且与第一电极相对并具有间隙，以使第二部分在驱动下产生位移并与第一电极接触。这样，在驱动模块未向开关梁发送驱动信号后，开关梁与第一电极之间具有间隙，进入第一支路的射频信号可经第二电极输出。在该种情况下，开关处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁发送驱动信号后，开关梁接收到驱动信号后产生位移，并与第一电极接触。由于开关梁设于接地层，开关梁的材料可以包括导电材料，接地层接地连接，因此，进入第一支路的射频信号将被导入接地层，而无法经第二电极输出。在该种情况下，开关处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法通过第一支路的一端输出至另一端。由此，可实现开关的闭合与断开的功能。

本申请还提供一种电路，包括驱动模块以及上述任一实施例的开关，开关的开关梁与驱动模块电连接。电路能够实现开关的所有效果。

本申请还提供一种芯片，包括上述的电路。芯片能够实现芯片的所有效果。

本申请还提供一种电子设备，包括电路板以及上述实施例的电路，电路与电路板电连接。电子设备能够实现电路的所有效果。

本申请还提供一种开关的制作方法，制作方法包括：提供衬底。在衬底上依次制作第二电极、牺牲层和第一电极。在牺牲层上刻蚀出第一间隙和第二间隙，获得介质层，介质层、第一电极和第二电极形成电容器，介质层包括第一子介质层和第二子介质层，第一间隙为第二子介质层与第一电极之间的间隙，第二间隙为第二子介质层与第二电极之间的间隙，第二子介质层的延伸方向与第一子介质层的延伸方向之间具有夹角。在衬底上制作接地层。在接地层上制作开关梁，开关梁用于与电容器之间保持间隙，或在驱动下与电容器接触。

本申请的开关应用于电路中时，可将开关串联于电路中的某个支路上，例如，将开关的电容器串联于电路中的第一支路上。而且，开关的接地层接地。电路还可以包括驱动模块，驱动模块可以与开关梁电连接，驱动模块可向开关梁发送驱动信号，开关梁在接收到驱动信号后，可在驱动信号的驱动下产生位移。在驱动模块未向开关梁发送驱动信号时，开关梁与电容器之间具有间隙，进入第一支路的射频信号，可以经第二电极输出。在该种情况下，开关处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁发送驱动信号后，开关梁接收到驱动信号后产生位移，并与电容器接触。由于开关梁设于接地层，开关梁的材料可以包括导电材料，而接地层接地，因此，进入第一支路的射频信号将被导入至接地层，而无法经第二电极输出。在该种情况下，开关处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法从第一支路的一端传输至另一端。由此，可实现开关的闭合与断开的功能。

由于本申请的开关的介质层包括第一子介质层以及设于第一子介质层上的第二子介质层，而第二子介质层通常为固体介质，因此其介电常数大于空气，由此可增加介质层的介电常数，进而增加电容器的电容量，从而使得开关能够应用于大功率电路中。

此外，在制作开关的过程中，在提供衬底后，可在衬底上依次制作第二电极、介质层和第一电极，接着通过在第一电极上进行刻蚀，刻蚀出第二通孔，并通过第二通孔在第一电极与第二电极之间刻蚀出第一间隙、在介质层上刻蚀出第三通孔、以及在第一电极与第二电极之间刻蚀出第二间隙。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关的介质层，由此使得介质层的制作过程较为简单，进而使得开关的制作过程较为简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为开关应用于电路中的结构原理图；

图1b为图1a中，开关S1和开关S4闭合时的结构原理图；

图1c为图1a中，开关S1和开关S2闭合时的结构原理图；

图2为本申请一种实施例中开关的结构示意图；

图3为图2中的开关梁在接收到驱动信号后产生位移的结构示意图；

图4a为图2中，电容器的结构示意图；

图4b为本申请另一种实施例中，电容器的结构示意图；

图4c为本申请第三种实施例中，电容器的结构示意图；

图5为图4a所示的电容器中介质层上的电场示意图；

图6a为本申请另一种实施例中开关的结构示意图；

图6b为图6a中的开关梁在接收到驱动信号后产生位移的结构示意图；

图7为图2所示的开关的制作方法流程图。

图标：1-开关；10-衬底；20-电容器；21-第一电极；22-第二电极；23-介质层；231-第一子介质层；232-第二子介质层；24-第三间隙；25-支撑部；26-第一通孔；27-第一间隙；28-第二通孔；29-第二间隙；201-第三通孔；30-接地层；40-开关梁。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。

“连接”、“相连”等类似的词语，用于表达不同组件之间的互通或互相作用，可以包括直接相连或通过其他组件间接相连。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。

当前，电子设备例如车载设备、手机、物联网设备等，通常设置有芯片和电路板。芯片可以与电路板电连接。芯片中包含电路。电路可以为集成电路，也可以为非集成电路。

为了实现电路中不同信号的选通，电路中通常可以包括开关。示例性的，如图1a所示，电路可以包括第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一输出端OUT1、第二输出端OUT2以及四个开关，四个开关分别为S1、S2、S3和S4。开关S1设于第一输入端IN1和第一输出端OUT1之间，开关S2设于第一输入端IN1和第二输出端OUT2之间，开关S3设于第二输入端IN2和第一输出端OUT1之间，开关S4设于第二输入端IN2和第二输出端OUT2之间。可向第一输入端IN1输入第一信号，以及向第二输入端IN2输入第二信号。通过开关S1、S2、S3和S4的闭合或断开，可实现在第一输出端OUT1和第二输出端OUT2输出不同的信号。

示例性的，如图1a所示，当开关S1、S2、S3和S4均处于断开状态，则第一输入端IN1和第二输入端IN2不向第一输出端OUT1或第二输出端OUT2输出信号，则第一输出端OUT1和第二输出端OUT2无信号输出。

如图1b所示，当开关S1和S4处于闭合状态，开关S2和S3处于断开状态，则，第一输入端IN1可向第一输出端OUT1输出第一信号，第二输入端IN2可向第二输出端OUT2输出第二信号。

如图1c所示，当开关S1和S2处于闭合状态，开关S3和S4处于断开状态，则，第一输入端IN1可向第一输出端OUT1输出第一信号，第一输入端IN1还可向第二输出端OUT2输出第一信号。

开关通常可以分为射频微机电系统(radio frequency micro-electro-mechanical system，RF MEMS)开关和(positive-intrinsic-negative，PIN)二极管开关。其中，相比PIN二极管开关，RF MEMS开关具有低插损、高通载功率、高隔离度和高线性度等优点，因此，在无线通信、终端产品和数通产品等领域，RF MEMS开关的应用十分广泛。

按工作原理和结果方式，RF MEMS开关可分为接触式RF MEMS开关和电容式RFMEMS开关两种。其中接触式RF MEMS开关适用于工作频率为低频段的电路中，电容式RFMEMS开关应用于工作频率为高频段的电路中。随着工作频率的提高，对电容式RF MEMS开关的需求越来越强烈。

电容式RF MEMS开关通常包括衬底以及设于衬底上的电容器。电容器包括相对设置的第一电极、第二电极以及位于第一电极与第二电极之间的介质层。

在电容式RF MEMS开关工作的过程中，当电容式RF MEMS开关处于闭合状态时，电容器需要经历充电和放电的过程。在充电时，介质层将积累电荷；在放电时，介质层将释放电荷。每次放电时，存在部分电荷无法释放掉。因此，在电容式RF MEMS开关长期工作过程中，会存在由于介质层积累了较多无法释放掉的电荷，从而导致性能失效。

当电容式RF MEMS开关应用于大功率电路中时，每次充电过程中需要积累更多的电荷，放电时，无法被释放掉的电荷也就更多，因此，因介质层积累较多电荷而导致性能失效的情况更为恶劣，从而严重降低电容式RF MEMS开关的使用寿命。

为了改善因介质层积累较多的电荷而导致性能失效的情况，在相关技术中，电容式RF MEMS开关中的介质层设于第一电极上。第二电极可接收驱动信号。介质层包括多个块状介质层，块状介质层中的介质为固体介质。块状介质层与第二电极之间设有间隙，间隙内的介质为空气。而且，每两个相邻的块状介质层之间也具有间隙，该间隙内的介质也为空气。因此，相关技术中，介质层中空气的横截面积较大，而固体介质的横截面积较小。在该相关技术中，第二电极与块状介质层之间具有间隙，则开关处于断开状态。当第二电极接收到驱动信号后，第二电极产生位移并与块状介质层接触，从而实现开关的闭合与断开功能。而且，可通过空气层来减少介质层积累电荷量，从而减少因介质层积累较多电荷而导致电容器失效的情况。但是，相关技术的电容量通常较小，无法应用于大功率电路中。

基于此，本申请实施例提供一种开关，能够应用于大功率电路中。该开关可以为电容式RF MEMS开关。电路中还可以包括驱动模块和控制器，驱动模块可以与开关电连接，驱动模块还可以与控制器电连接。控制器可以向驱动模块发送控制信号，驱动模块在收到控制信号后可向开关发送驱动信号。

如图2所示，本申请实施例的开关1包括衬底10、电容器20、接地层30和开关梁40。电容器20包括第一电极21、第二电极22和介质层23，第一电极21与第二电极22相对设置，第二电极22设于衬底10上，介质层23位于第一电极21与第二电极22之间。介质层23包括第一子介质层231以及设于第一子介质层231上的第二子介质层232，第一子介质层231的一端与第二电极22接触，第二子介质层232的延伸方向与第一子介质层231的延伸方向之间具有夹角。接地层30设于衬底10上。开关梁40设于接地层30上；开关梁40用于与电容器20之间保持间隙，或在驱动下与电容器20接触。

本申请实施例的开关1应用于电路中时，可将开关1串联于电路中的某个支路上，例如，将开关1的电容器20串联于电路中的第一支路上。而且，开关1的接地层30接地。电路中的驱动模块可以与开关梁40电连接，驱动模块可向开关梁40发送驱动信号，开关梁40在接收到驱动信号后，可在驱动信号的驱动下产生位移。在驱动模块未向开关梁40发送驱动信号时，开关梁40与电容器20之间具有间隙，进入第一支路的射频信号，可以经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁40发送驱动信号后，如图3所示，开关梁40接收到驱动信号后产生位移，并与电容器20接触。由于开关梁40设于接地层30，开关梁40的材料可以包括导电材料，而接地层30接地，因此，进入第一支路的射频信号将被导入至接地层30，而无法经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法从第一支路的一端传输至另一端。由此，可实现开关1的闭合与断开的功能。

由于本申请实施例的开关1的介质层23包括第一子介质层231以及设于第一子介质层231上的第二子介质层232，因此，本申请实施例中固体介质的横截面积大于相关技术中固体介质的横截面积。而第一子介质层231和第二子介质层232中的介质通常为固体介质，固体介质的介电常数大于空气，由此可增加介质层23的介电常数，进而增加电容器20的电容量，从而使得开关1能够应用于大功率电路中。

下面，对本申请实施例的开关1的各部件进行详细地说明。

衬底10可以为硅衬底10或玻璃基板。其中硅衬底10的材料可以包括高速硅或低速硅等。

接地层30可设于衬底10上。接地层30可以为金属层。如图2所示，接地层30的数量可以为两个，两个接地层30之间具有间距。针对两个接地层30的连接方式，在一种可能的实施方式中，可在衬底10上设置连接结构，两个接地层30之间可通过连接结构实现电连接。在另一种可能的实施方式中，无需在衬底10上设置连接结构，在将开关1连接于电路上后，可通过导线等将两个接地层30电连接。

如图2所示，电容器20中的第一电极21和第二电极22均可以为金属层。其中，第二电极22设于衬底10上，第一电极21与第二电极22相对设置，也就是说，第一电极21设于第二电极22背离衬底10的一侧。

介质层23位于第一电极21与第二电极22之间。介质层23包括第一子介质层231以及设于第一子介质层231上的第二子介质层232，第二子介质层232的延伸方向与第一子介质层231的延伸方向之间具有夹角，该夹角例如可以为90°，也就是说，第二子介质层232的延伸方向与第一子介质层231的延伸方向正交。

如图4a所示，第一子介质层231的数量可以为至少两个。至少两个第一子介质层231均位于第一电极21与第二电极22之间。且至少两个第一子介质层231之间均相互平行。

如图4a所示，第一子介质层231的一端与第二电极22接触，也就是说，第一子介质层231设于第二电极22上。针对第一子介质层231与第一电极21之间的连接关系，在一种可能的实施方式中，如图4a所示，第一子介质层231背离第二电极22的一端与第一电极21接触。在本申请实施例中，第一子介质层231背离第二电极22的一端可始终保持与第一电极21接触。由于第一子介质层231的一端还与第二电极22接触，因此，第一子介质层231的两端分别与第一电极21和第二电极22接触，也就是说，第一子介质层231沿其延伸方向的高度，可以与第一电极21和第二电极22之间的距离相同。可以理解的是，第一电极21和第二电极22之间的距离可以指，第一电极21朝向第二电极22的一侧，与第二电极22朝向第一电极21的一侧之间的距离。由于第一子介质层231的两端分别与第一电极21和第二电极22接触，因此，第一电极21与第二电极22之间的距离始终保持不变，由此可使得电容器20的电容量始终保持不变，这样，当开关1应用于电路中时，能够使得电路的性能更为稳定。

此外，开关1在工作的过程中，会频繁地闭合和断开，图2所示的开关梁40需要频繁地与第一电极21之间保持一定距离或接触，开关梁40将频繁地产生冲击力，该冲击力作用于第一电极21上。由于第一子介质层231的两端分别与第一电极21和第二电极22接触，因此，第一电极21、第一子介质层231和第二电极22可作为一个整体，共同承担开关梁40产生的冲击力，由此可减少因第一子介质层231与第一电极21之间具有间隙而导致在第一电极21受到冲击力时损坏的情况，因此，本申请实施例能够提高开关1的可靠性，以及延长开关1的使用寿命。

在另一种可能的实施方式中，如图4b所示，第一子介质层231背离第二电极22的一端与第一电极21之间具有第三间隙24。在该种情况下，开关1还可以包括支撑部25，支撑部25位于第一电极21与第二电极22之间，且支撑部25的一端与第一电极21接触，支撑部25的另一端与第二电极22接触，支撑部25能够为第一电极21提供支撑。

如图4a所示，第一电极21上与第一子介质层231接触的位置处设有第一通孔26。这样，第一电极21上与第一子介质层231接触的位置处不易产生电荷，第一通孔26在第一子介质层231上的投影区域内将没有电场，也就不会积累电荷，由此可进一步减少第一子介质层231上积累电荷的区域面积，从而进一步减小因积累较多的电荷导致电容器20失效的情况。

针对第一子介质层231的横截面积与第一通孔26的横截面积之间的大小关系，在一种可能的实施方式中，如图4a所示，当第一子介质层231上背离第二电极22的一端与第一电极21接触时，第一通孔26的横截面积小于第一子介质层231的横截面积。其中，第一通孔26的横截面为沿与第一通孔26的延伸方向由于第一电极21与第二电极22之间相对设置，第二电极22设于衬底10上，当第一通孔26的横截面积小于第一子介质层231的横截面积时，第一子介质层231朝向第一电极21的一端存在部分区域与第一电极21接触，这样，第一子介质层231能够为第一电极21提供支撑，使得第一电极21与第二电极22之间保持一定距离。

在另一种可能的实施方式中，如图4b所示，当第一子介质层231上背离第二电极22的一端与第一电极21之间具有间隙时，第一通孔26的横截面积可以大于第一子介质层231的横截面积。在其他实施例中，第一通孔26的横截面积也可以与第一子介质层231的横截面积相同。

如图4a所示，第二子介质层232与第一电极21之间具有第一间隙27，即，第二子介质层232并未与第一电极21接触。当第一子介质层231的数量为至少两个时，第一间隙27包括每两个相邻的第一子介质层231之间、且位于第二子介质层232与第一电极21之间的空腔，以及位于最外侧的第一子介质层231、第二子介质层232以及第一电极21之间所围成的空腔。第一间隙27中的介质通常为空气。当开关1处于闭合状态时，第一支路可向电容器20充电，介质层23的第一子介质层231的一端与第二电极22接触，因此，第一子介质层231上与第二电极22接触的位置处将积累电荷，以满足介质层23的储电功能。由于第二子介质层232与第一电极21之间的第一间隙27中填充有空气，因此，第二子介质层232朝向第一电极21的一侧将不会积累电荷，由此，能够避免第二子介质层232积累较多的电荷而导致失效的情况。因此，本申请实施例能够增加电容器20的电容量的同时，还能够避免因介质层23积累较多的电荷而导致电容器20失效的情况。

如图4a所示，第一电极21上还设有第二通孔28，第二通孔28与第一间隙27连通。这样，在制作开关1的过程中，在提供衬底10后，可在衬底10上依次制作第二电极22、介质层23和第一电极21，接着通过在第一电极21上进行刻蚀，刻蚀出第二通孔28，并通过第二通孔28在第一电极21与第二电极22之间刻蚀出第一间隙27。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关1的介质层23，由此使得介质层23的制作过程较为简单，进而使得开关1的制作过程较为简单。

如图4a所示，第二子介质层232与第二电极22之间具有第二间隙29，即，第二子介质层232并未与第二电极22接触。当第一子介质层231的数量为至少两个时，第二间隙29包括每两个相邻的第一子介质层231之间、且位于第二子介质层232与第二电极22之间的空腔，以及位于最外侧的第一子介质层231、第二子介质层232以及第二电极22之间所围成的空腔。而且，第二间隙29中的介质通常为空气。当开关1处于闭合状态时，第一支路可向电容器20充电，介质层23的第一子介质层231的一端与第二电极22接触，因此，第一子介质层231上与第二电极22接触的位置处将积累电荷，以满足介质层23的储电功能。由于第二子介质层232与第二电极22之间的第二间隙29中填充有空气，因此，第二子介质层232朝向第二电极22的一侧将不会积累电荷，由此，能够避免第二子介质层232积累较多的电荷而导致失效的情况。因此，本申请实施例能够增加电容器20的电容量的同时，还能够避免因介质层23积累较多的电荷而导致电容器20失效的情况。

如图4a所示，在本实施例中，第二子介质层232上设有第三通孔201，第三通孔201与第二通孔28位置对应。相邻的两个第一子介质层231以及第一间隙27、第三通孔201、第二间隙29可形成一个空腔，该空腔内的介质均为空气。这样，在制作开关1的过程中，在刻蚀出第一间隙27之后，可以继续在介质层23上刻蚀出第三通孔201，以及在第一电极21与第二电极22之间刻蚀出第二间隙29。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关1的介质层23，由此使得介质层23的制作过程较为简单，进而使得开关1的制作过程较为简单。

可以理解的是，在其他实施例中，如图4c所示，第二子介质层232上也可以不设置第三通孔201。在该种情况下，制作开关20时，可先制作第一子介质层231，接着制作第二子介质层232。

开关1具有截止频率f_cutoff，当开关1的工作频率小于截止频率f_cutoff时，如图5所示，第一子介质层231将不产生电场，由此可避免因介质层23积累较多的电荷而导致电容器20失效的情况。而且，在设计开关1时，可先确定开关1的截止频率f_cutoff，接着根据截止频率确定第一电极21上第一通孔26的横截面积。以及根据电容器20的电容量确定第一电极21与第二电极22之间的距离和第一子介质层231、第二子介质层232的尺寸。

针对开关梁40与接地层30的连接关系，在一种可能的实施方式中，如图4a所示，开关梁40的第一部分设于接地层30上，开关梁40的第二部分悬空且与第一电极21相对并具有间隙，以使第二部分在驱动下产生位移并与第一电极21接触。这样，在驱动模块未向开关梁40发送驱动信号后，开关梁40与第一电极21之间具有间隙，进入第一支路的射频信号可经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁40发送驱动信号后，开关梁40接收到驱动信号后产生位移，并与第一电极21接触。由于开关梁40设于接地层30，开关梁40的材料可以包括导电材料，接地层30接地连接，因此，进入第一支路的射频信号将被导入接地层30，而无法经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法通过第一支路的一端输出至另一端。由此，可实现开关1的闭合与断开的功能。

在另一种可能的实施方式中，如图6a所示，开关梁40的第一部分设于两个接地层30中的一个接地层30上，开关梁40的第二部分设于两个接地层30中的另一个接地层30上，开关梁40的中部与第一电极21相对且具有间隙。这样，在驱动模块未向开关梁40发送驱动信号后，开关梁40与第一电极21之间具有间隙，进入第一支路的射频信号可经第二电极22输出。在驱动模块向开关梁40发送驱动信号后，开关梁40接收到驱动信号后，如图6b所示，开关梁40的中部产生位移，并与第一电极21接触。

本申请实施例还提供一种开关1的制作方法，该制作方法可以制作图2所示的开关1。如图7所示，开关1的制作方法可以包括：

S51，提供衬底10。

在本实施例中，衬底10可以为硅衬底或玻璃基板。其中硅衬底的材料可以包括高速硅或低速硅等。

S52，在衬底10上依次制作第二电极22、牺牲层和第一电极21。

具体地，先在衬底10上制作第二电极22，接着在第二电极22上制作牺牲层，最后在牺牲层上制作第一电极21。

S53，在牺牲层上刻蚀出第一间隙27和第二间隙29，获得介质层23。

在本实施例中，介质层23、第一电极21和第二电极22形成电容器20。介质层23包括第一子介质层231和第二子介质层232。第一间隙27为第二子介质层232与第一电极21之间的间隙，第二间隙29为第二子介质层232与第二电极22之间的间隙，第二子介质层232的延伸方向与第一子介质层231的延伸方向之间具有夹角。

S54，在衬底10上制作接地层30。

接地层30可以为金属层。接地层30的数量可以为两个，两个接地层30之间具有间距。针对两个接地层30的连接方式，在一种可能的实施方式中，可在衬底10上设置连接结构，两个接地层30之间可通过连接结构实现电连接。在另一种可能的实施方式中，无需在衬底10上设置连接结构，在将开关1连接于电路上后，可通过导线等将两个接地层30电连接。

S55，在接地层30上制作开关梁40。

在本实施例中，开关梁40的第一部分设于接地层30上，开关梁40的第二部分悬空且与第一电极21相对并具有间隙，以使第二部分在驱动下产生位移并与第一电极21接触。

本申请实施例的开关1应用于电路中时，可将开关1串联于电路中的某个支路上，例如，将开关1的电容器20串联于电路中的第一支路上。而且，开关1的接地层30接地。电路还可以包括驱动模块，驱动模块可以与开关梁40电连接，驱动模块可向开关梁40发送驱动信号，开关梁40在接收到驱动信号后，可在驱动信号的驱动下产生位移。在驱动模块未向开关梁40发送驱动信号时，开关梁40与电容器20之间具有间隙，进入第一支路的射频信号，可以经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于闭合状态，第一支路为通路，射频信号可通过第一支路的一端传输至另一端。在驱动模块向开关梁40发送驱动信号后，开关梁40接收到驱动信号后产生位移，并与电容器20接触。由于开关梁40设于接地层30，开关梁40的材料可以包括导电材料，而接地层30接地，因此，进入第一支路的射频信号将被导入至接地层30，而无法经第二电极22输出。在该种情况下，开关1处于断开状态，第一支路为断路，射频信号无法从第一支路的一端传输至另一端。由此，可实现开关1的闭合与断开的功能。

由于本申请实施例的开关1的介质层23包括第一子介质层231以及设于第一子介质层231上的第二子介质层232，而第二子介质层232通常为固体介质，因此其介电常数大于空气，由此可增加介质层23的介电常数，进而增加电容器20的电容量，从而使得开关1能够应用于大功率电路中。

此外，在制作开关1的过程中，在提供衬底10后，可在衬底10上依次制作第二电极22、介质层23和第一电极21，接着通过在第一电极21上进行刻蚀，刻蚀出第二通孔28，并通过第二通孔28在第一电极21与第二电极22之间刻蚀出第一间隙27、在介质层23上刻蚀出第三通孔201、以及在第一电极21与第二电极22之间刻蚀出第二间隙29。这样，可通过生长和刻蚀的制作工艺制作开关1的介质层23，由此使得介质层23的制作过程较为简单，进而使得开关1的制作过程较为简单。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (13)

1.一种开关，其特征在于，包括：

衬底；

电容器，所述电容器包括第一电极、第二电极和介质层，所述第一电极与所述第二电极相对设置，所述第二电极设于所述衬底上，所述介质层位于所述第一电极与所述第二电极之间，所述介质层包括第一子介质层以及设于所述第一子介质层上的第二子介质层，所述第一子介质层的一端与所述第二电极接触，所述第二子介质层的延伸方向与所述第一子介质层的延伸方向之间具有夹角；

接地层，所述接地层设于所述衬底上；

开关梁，所述开关梁设于所述接地层上；所述开关梁用于与所述电容器之间保持间隙，或在驱动下与所述电容器接触。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述第二子介质层与所述第一电极之间具有第一间隙。

3.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于，所述第二子介质层与所述第二电极之间具有第二间隙。

4.根据权利要求1-3任一项所述的开关，其特征在于，所述第一子介质层背离所述第二电极的一端与所述第一电极接触。

5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于，所述第一电极上与所述第一子介质层接触的位置处设有第一通孔。

6.根据权利要求5所述的开关，其特征在于，所述第一通孔的横截面积小于所述第一子介质层的横截面积。

7.根据权利要求2所述的开关，其特征在于，所述第一电极上还设有第二通孔，所述第二通孔与所述第一间隙连通。

8.根据权利要求7所述的开关，其特征在于，所述第二子介质层上设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔位置对应。

9.根据权利要求1-8任一项所述的开关，其特征在于，所述开关梁的第一部分设于所述接地层上，所述开关梁的第二部分悬空且与所述第一电极相对并具有间隙，以使所述第二部分在驱动下产生位移并与所述第一电极接触。

10.一种电路，其特征在于，包括驱动模块以及权利要求1-9任一项所述的开关，所述开关的开关梁与所述驱动模块电连接。

11.一种芯片，其特征在于，包括权利要求10所述的电路。

12.一种电子设备，其特征在于，包括电路板以及权利要求11所述的芯片，所述芯片与所述电路板电连接。

13.一种开关的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上依次制作第二电极、牺牲层和第一电极；

在所述牺牲层上刻蚀出第一间隙和第二间隙，获得介质层，所述介质层、所述第一电极和所述第二电极形成电容器，所述介质层包括第一子介质层和第二子介质层，所述第一间隙为所述第二子介质层与所述第一电极之间的间隙，所述第二间隙为所述第二子介质层与所述第二电极之间的间隙，所述第二子介质层的延伸方向与所述第一子介质层的延伸方向之间具有夹角；

在所述衬底上制作接地层；

在所述接地层上制作开关梁，所述开关梁用于与所述电容器之间保持间隙，或在驱动下与所述电容器接触。