[发明专利]两端子可变电容微机电系统装置

说明书

相关申请资料

本申请案主张2009年12月18日申请的第12/642,421号美国专利申请案“两端子可变电容微机电系统装置(TWO-TERMINAL VARIABLE CAPACITANCE MEMS DEVICE)”(代理人案号：QUALP017/082609)的优先权，所述申请案的全部揭示内容出于所有目的以引用的方式并入本文中。

技术领域

背景技术

本发明涉及可变电容装置，且具体来说，涉及基于微机电系统(MEMS)装置的可变电容装置。

常规MEMS可变电抗器(也称为电容式切换器或切换式电容器)通常具有非常小的调谐电压范围，即，可在最小电容与最大电容之间以模拟方式可靠控制装置电容的电压范围。

二进制状态MEMS装置(例如，干涉调制器(IMOD))的特征为具有两个不同电容的两个稳定状态。因此，此类装置可用作可变电容装置，但具有有限的效用，因为通常仅表示两个稳定电容值，即，一者对应于装置的松弛状态(即，“可用状态”电容)，且一者对应于装置的致动状态(即，“停机状态”电容)。

已进行各种尝试以提出具有更大范围电容值的具有不同成功度的装置。然而，大多数此类装置需要非所需额外开销，例如，独立的装置控制信号及电路、额外切换电路、两个以上的端子等等。加宽及/或稳定化此类装置的调谐范围将使其适合于更广泛范围的应用。

发明内容

根据本发明，提供可变电容装置。

根据特定实施例，可变电容装置包含多个并联连接的MEMS装置。MEMS装置的特征为使MEMS装置中的若干对应MEMS装置在松弛状态与致动状态之间转变的多个不同致动电压。多个MEMS装置是使用MEMS装置之间的指定装置变化而配置，使得所述可变电容装置的特征为包含多个施加电压范围的电容对电压特征，其中可变电容装置的对应电容变化速率大体上小于由可变电容装置的最小电容值与最大电容值之间的电容对电压特征所表示的平均电容变化速率。

根据特定实施例，可变电容装置包含多个并联连接的MEMS装置。每一MEMS装置包含第一电极及第二电极。所述可变电容装置的第一端子是通过MEMS装置的第一电极之间的第一电连接而形成。所述可变电容装置的第二端子是通过MEMS装置的第二电极之间的第二电连接而形成。所述多个MEMS装置是使用MEMS装置之间的指定装置变化而配置，使得MEMS装置的特征为使MEMS装置中的若干对应MEMS装置在最小电容与最大电容之间转变的多个不同调谐电压范围。

对本发明的本质及优点的进一步理解可通过参考说明书的剩余部分及图式而实现。

附图说明

图1为展示两个干涉调制器的实例的等角视图，其中第一干涉调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉调制器的可移动反射层处于致动位置。

图2为干涉调制器的一个例示性实施方案的可移动层位置对施加电压的图式。

图3A到图3E为干涉调制器的各种替代实施方案的横截面图。

图4为根据本发明的特定实施例而实施的MEMS装置的实例的简化表示。

图5为干涉调制器的替代实施方案的另一横截面图。

图6为说明特定干涉调制器实施方案的吸合电压相对于柱锚重叠的变化的图表。

图7A到图7C为说明常规MEMS可变电抗器与根据本发明的特定实施例而实施的可变电容MEMS装置相比的电容对电压特征的图表。

具体实施方式

现将详细参考包含用于实施本发明的由发明者所预期的最佳模式的本发明的特定实施例。在附图中说明这些特定实施例的实例。虽然本发明是结合这些特定实施例而描述，但是将理解，并不希望将本发明限于所描述的实施例。相反，希望涵盖如可包含在如由所附权利要求书所界定的本发明的精神及范畴内的替代、修改及等效物。在以下描述中，陈述特定细节以提供对本发明的透彻理解。在没有这些特定细节中的一些或所有的情况下，可实践本发明。此外，可不详细描述众所周知的特性以避免不必要地使本发明不清楚。