发明名称 供微条带谐振器及滤波器之电频带调谐用之可变电容膜致动器
摘要 本发明揭示一种用于改变电子电路电容之装置。此装置包括:位于电子电路上之弹性膜;连接至此弹性膜之金属层;以及位于此膜上之偏压电路。借助于偏压电路藉由将膜往上拉,而获得电子电路之电容变化。此所揭示之装置提供可观之电容变化与高Q因数,导致整体低的滤波器插入损失。因此获得在宽的操作频带宽度上几乎恒定之集体延迟。
申请公布号 TWI231511 申请公布日期 2005.04.21
申请号 TW092129034 申请日期 2003.10.20
申请人 HRL实验有限公司 发明人 兰希;梅塔 萨拉布吉特;帕席卡兹尼克 约翰;皮特瑞 彼得
分类号 H01G7/00 主分类号 H01G7/00
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用于调整电子电路之装置,其特征为包括:可移动膜,其中此膜与电子电路之间距离之改变造成电子电路之电容改变;以及第一电容配置可与此膜操作上相关联,包括:第一电容器板与第二电容器板,其中此第一电容器板位于距电子电路第一距离处,以及第二电容器板是位于距电子电路第二距离处,此第二距离大于第一距离。2.如申请专利范围第1项之装置,其中此膜具有未致动情况与致动情况,并且其中此电子电路之调整是在此膜致动情况期间发生。3.如申请专利范围第2项之装置,其中此膜之致动情况期间此膜与电子电路之间之距离,大于在此膜未致动情况期间此膜与电子电路之间之距离。4.如申请专利范围第2项之装置,更包括第二电容配置,具有:第三电容器板与第四电容器板。5.如申请专利范围第4项之装置,其中在此膜之致动情况期间介于此膜与电子电路之间之距离,大于或小于在此膜之未致动情况期间介于此膜与电子电路之间之距离。6.如申请专利范围第4项之装置,其中此第三电容器板是第一电容器板,以及第四电容器板包括电子电路。7.如申请专利范围第1项之装置,其中此装置使用晶圆位准封装技术制成。8.一种用于改变电子电路之电容之致动器,其特征为包括:可移动膜,其中膜之移动改变此电子电路之电容;以及与此膜连接之杆;其中:此膜之移动是藉由改变杆与电子电路之距离而达成;此膜具有静态情况与动态情况;以及在此膜动态情况期间此膜与电子电路之间之距离,可以大于或小于此膜之静态情况期间此膜与电子电路之间之距离。9.如申请专利范围第8项之致动器,其中此杆为测微器杆。10.一种用于调整电子电路之膜致动器,其特征为包括:第一基板;设置于第一基板上并且包括电子电路之第一导电材料,此第一基板与第一导电材料形成第一层;可变形膜;与此弹性膜连接之第二导电材料,此弹性膜与第二导电材料形成第二层,此弹性膜与第二导电材料、以及第一基板与第一导电材料相隔一段距离;第二基板;与第二基板连接之第三导电材料,此第二基板与第三导电材料形成第三层;以及装附于膜之磁性元件;其中,当对磁性元件施加偏压时产生磁力造成此膜变形,因此改变此第二导电材料距电子电路之距离,并且调整此电子电路。11.如申请专利范围第10项之膜致动器,其中当施加偏压时,此膜与电子电路之间之距离是大于当未施加偏压时此膜与电子电路之间之距离。12.如申请专利范围第10项之膜致动器,其中当施加偏压时,此膜与电子电路之间之距离可以大于或小于未施加偏压时此膜与电子电路之间之距离。13.如申请专利范围第10项之膜致动器,其中此磁性元件是声音线圈。14.一种用于调整电子电路之膜致动器,其特征为包括:第一基板;设置于第一基板上且包括电子电路之第一导电材料,此第一基板与第一导电材料形成第一层;弹性膜;接触弹性膜之第二导电材料,此弹性膜与第二导电材料形成第二层,此弹性膜与第二导电材料设置在第一基板与第一图案之上;第二基板;接触此第二基板之第三导电材料,此第二基板与第三导电材料形成第三层;其中:具有上板与下板之平行板电容器形成介于第二层与第三层之间,此第二导电材料形成电容器之上板,并且此第三导电材料形成电容器之下板;以及当在上板与下板之间施加偏压时,产生静电力造成此膜变形,因此改变电子电路之电容。15.如申请专利范围第14项之膜致动器,其中当施加偏压时,此膜与电子电路之间之距离,大于未施加偏压时此膜与电子电路之间之距离。16.如申请专利范围第14项之膜致动器,其中当施加偏压时此膜与电子电路之间之距离可大于或小于未施加偏压时此膜与电子电路之间之距离。17.如申请专利范围第14项之膜致动器,其中此第一基板是微机械加工晶圆。18.如申请专利范围第14项之膜致动器,更包括聚醯亚胺间隔器,用于将第一层与第二层分离。19.如申请专利范围第14项之膜致动器,更包括聚醯亚胺间隔器,用于将第一层与第二层分离,以及将第二层与第三层分离。20.如申请专利范围第14项之膜致动器,更包括回馈控制系统以控制膜之位置。21.如申请专利范围第20项之膜致动器,其中此回馈控制系统包括:电压控制振荡器具有电压控制振荡器频率,此电压控制振荡器频率是与电容器之电容有关;具有参考振荡器频率之参考振荡器;用于比较电压控制振荡器频率与参考振荡器频率之混频器,此混频器具有连接至电压控制振荡器之第一混频器输入、连接至参考振荡器之第二混频器输入,以及混频器输出,此混频器输出具有混频器输出振幅与混频器输出频率;低通滤波器,具有连接至混频器输出之低通滤波器输入与低通滤波器输出侦测装置,具有连接至低通滤波器输出入之侦测装置输入,并且具有侦测装置输出;以及差动放大器,具有:连接至侦测装置输出之第一差动放大器输入,连接至控制信号之第二差动放大器输入,以及差动放大器输出,此差动放大器输出连接至电容器之上板与下板。22.如申请专利范围第21项之膜致动器,其中设计此低通滤波器,以致于在正常操作期间此混频器之输出频率落在此低通滤波器之通过频带边缘之外。23.如申请专利范围第21项之膜致动器,其中此侦测装置输出所具有之输出信号强度是与此混频器之输出振幅成反比。24.如申请专利范围第21项之膜致动器,其中此控制信号是可调整的。25.一种用于调整电子电路之致动器,其特征为包括:第一基板;位于第一基板中之第一腔;设置于此第一腔中之第一导电配置,此第一导电配置包括此电子电路;第二基板;位于第二基板中之第二腔;设置于此第二腔中之第二导电配置;位于第一基板与第二基板之间之弹性膜;以及接触此弹性膜之第三导电配置,其中藉由弹性膜之移动而获得此电子电路之调整。26.如申请专利范围第25项之致动器,其中此第一基板与第二基板为经微机械加工之晶圆。27.如申请专利范围第25项之致动器,其中此弹性膜装附于第一基板。28.如申请专利范围第25项之致动器,其中此第一腔与第二腔是藉由将第一基板与第二基板蚀刻大约40微米而形成。29.如申请专利范围第25项之致动器,其中经由静电致动而获得膜之移动。30.一种用于制造膜之方法,其特征为包括以下步骤:提供一基板;在基板上沈积第一金属层;将第一金属层图案化,以形成第一金属垫;在基板与第一金属垫上沈积膜层;将膜层固化;在固化膜层上沈积第二金属层;在第二金属层上沈积光阻层;将光阻层图案化以形成光阻垫;将第二金属层图案化以形成第二金属垫;将第一金属垫去除;以及将光阻垫去除。31.如申请专利范围第30项之方法,其中此膜层为聚醯亚胺层。32.如申请专利范围第30项之方法,其中此基板设有上保护层与下保护层,此上保护层是在基板上沈积第一金属层步骤之后设置介于基板与第一金属层之间。33.如申请专利范围第30项之方法,更包括以下步骤:将下保护层图案化;将基板图案化;以及将上保护层图案化。34.如申请专利范围第33项之方法,其中此基板是矽晶圆,并且此基板图案化步骤是经由将基板浸入于大约100℃之KOH溶液中而实施。35.如申请专利范围第33项之方法,其中此基板是矽晶圆,以及此上保护层与下保护层是由SiN制成,并且藉由将基板浸入蚀刻剂中而实施以下步骤:将下保护层图案化步骤;将上保护层图案化步骤;以及将第一金属垫去除之步骤。36.如申请专利范围第35项之方法,其中此蚀刻剂包括缓冲氧化物蚀刻剂与金(Au)蚀刻剂。37.如申请专利范围第30项之方法,其中此第一金属层为Ti-Au层。38.如申请专利范围第30项之方法,其中此第二金属层为Ti-Au层。39.如申请专利范围第32项之方法,其中此上保护层与下保护层是由SiN制成,并且使用PECVD技术沈积。40.如申请专利范围第32项之方法,其中此上保护层与下保护层是由SiN制成,并且使用LPCVD技术沈积。41.一种膜制造方法,其特征为包括以下步骤:提供具有第一面与第二面之基板;在第一面上沈积第一保护层;在第二面上沈积第二保护层;在第一保护层上沈积第一金属层;将第一金属层图案化以形成第一金属垫;将第二保护层图案化以形成蚀刻窗口;在基板与第一金属垫上形成膜层;将此膜层固化;在此固化膜层上沈积第二金属层;在第二金属层上形成光阻层;将光阻层图案化以形成光阻垫;经由第二保护层之蚀刻窗口,将基板之一部份去除;将第二金属层图案化以形成第二金属层;将第一金属垫去除;以及将光阻垫去除。42.如申请专利范围第41项之方法,其中此上保护层与下保护层是由SiN制成,并且使用PECVD技术沈积。43.如申请专利范围第41项之方法,其中此上保护层与下保护层是由SiN制成,并且使用LPCVD技术沈积。图式简单说明:第1图为可变电容膜致动器习知技术之概要图;第2A与2B图为对应于第1图之习知技术配置之数学模型;第3图为根据本发明可变电容膜致动器之概要立体图;第4图为对应于第3图配置之数学模型;第5图为连接至膜位置控制电路之第3图之实施例;第6图为具有倍增偏压配置之本发明之数学模型;第7图为本发明之另一实施例,其中以机械方式调整膜;第8图为本发明之实施例,其藉由磁性致动而获得膜之移动;第9图为本发明之另一实施例,其去除对于精准间隔器之须要;以及第10-19图为制造使用于本发明之膜之方法之步骤。
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