| 主权项 |
1.一种接触式可变电感,系包含 -一任意形式之电感,电感的每一线圈至少可拉出 一条独立的外引线; -至少一微致动器,主要由可动与固定两平行电极 板以及驱动可动电极板的控制电路所组成; -所谓的微致动器其可动电极可为一悬臂支撑架构 ,架设于所谓的电感之任一侧的线圈外引线上方或 下方,其中一端为固定埠,而另一端为自由端,此悬 臂架构一方面系用来当作电感外引线的接触片,另 一方面亦用来作为控制用之可动电极; -所谓的微致动器可动电极,受微致动器固定电极 的静电压作用,悬臂渐次变形,悬臂自由端即使在 接触所谓的电感外引线后,仍可继续变形,直至所 谓的可动电极板完全与电感外引线接触后停止其 接触变化,利用此模式使可动电极接触到的电感线 圈短路,因而减少其有效圈数,达到有效电感値变 化的目的。 2.如申请专利范围第1项所述的接触式可变电感,其 中所谓的任意形式之电感可为平面螺旋型电感,或 为其他形式,如3D螺旋管架构等,而电感线圈之厚度 、线宽、线间距、内径大小…等,相关之电感参数 接可依系统所需来设计。 3.如申请专利范围第1项所述的接触式可变电感,其 中作为悬臂梁部分的微致动器可动电极可设计成 不同的长、宽、高形状与厚度,以达成低作动电压 、高可控性的设计目的;当悬臂梁部分区段做适当 的宽度缩减、长度增加、或是在悬臂梁上打孔洞, 这些方法都会造成弹性系数K値的降低,使得悬臂 梁更容易做渐次的变形,而达到低作动电压之目的 。 4.如申请专利范围第1项所述的接触式可变电感,其 中微致动器之可动电极亦可为一简支梁支撑结构 。 5.如申请专利范围第1项所述的接触式可变电感,其 制作方法,是以一标准CMOS制程及微机电后制程来 实现,其特征为 -一个以标准CMOS制程的第一金属层(Metall)作为可变 电感的控制用固定电极、电感之部分架构、固定 埠,控制用固定电极与所谓的电感之部分架构电性 隔离; -一个以标准CMOS制程的第一插销层(Vial)作为可变 电感的连接层与固定埠,固定埠设置于所谓的控制 用固定电极的一侧边; -一个以标准CMOS制程的的第二金属层(Meta12)作为可 变电感的下拉导线主要架构与固定埠,固定埠设置 于所谓的控制用固定电极的一侧边; -一个以标准CMOS制程的第二插销层(Via2)作为可变 电感的固定埠,固定埠设置于所谓的控制用固定电 极的一侧边; -一个以标准CMOS制程的第三金属层(Meta13)作为可变 电感的悬臂支撑架构,或称为所谓的可动电极板, 其中一侧与固定埠连结为单边支撑形式; -利用蚀刻液由蚀刻孔流入将第四金属层(Meta14)、 第三插销层(Via3)、Meta13蚀刻掉,留下中间所要的可 动电极板部分; -湿蚀刻制程完成之后,在晶片上利用电浆强化化 学气相沉积法(PECVD)沈积上一层二氧化矽,或者是 旋涂厚光阻,如SU8,藉以完成自我封装的功能,如此 可以提升可动电极板的响应与具有防止氧化或接 触水气的功能,并且因为蚀刻孔的部份被填塞,可 在上面电镀外加电感; -在晶片上旋涂上一层光阻定义出欲电镀的区域, 再电镀出电感,电感的材质为导电性金属如铜,可 以控制镀膜的厚度来得到所需要的电感特性。 6.如申请专利范围第4项所述的制作方法,其制程中 所指的金属层与插销层,亦可利用标准CMOS制程其 他的金属层(如Meta11、Meta12、Meta13、Meta14)与插销 层(如Via1、Via2、Via3)来组合建构控制用的可动与 固定两平行电极、电感之架构与支撑架构等,依所 需电感値大小设计与制作出不同电感値大小的可 变电感架构。 7.如申请专利范围第4项所述的制作方法,其中所谓 标准CMOS制程可以是0.25um 1P5M、0.18um 1P6M、0.13um1P7M. ..等标准CMOS制程的插销层(Via),金属层(Meta1)等来设 计与制作。 8.如申请专利范围第4项所述的制作方法,其中作为 可变电感的牺牲层部分可利用标准CMOS制程不同的 金属层与插销层如Via1、Meta12、Vial等,设计各种不 同线宽间距的可变电感架构,同时利用到上述多层 金属层当做电感架构将可达到更大变化率的可变 电感。 9.如申请专利范围第4项所述的制作方法,其电感平 板间之间距可依设计所要求之作动电压与变化细 密度采用符合CMOS标准制程所容许之其他厚度。 10.如申请专利范围第4项所述的接触式可变电感的 制作方法,其中作为悬臂梁部分的控制用固定电极 上方可增加适当的介电层厚度,其介电层材料可视 制程模式作改变,且介电层厚度可因应最佳化设计 而沈积所需之厚度,而达到低作动电压之目的。 11.如申请专利范围第4项所述的制作方法,其中所 欲电镀的电感不限于一般型式的电感,可以是依照 不同的需求,电镀不同的电感。 12.如申请专利范围第4项所述的制作方法,也可使 用其他非CMOS的标准积体电路制程来完成。 13.一种接触式可变电感的制作方法,所谓的接触式 可变电感包含一任意形式之电感以及至少一致动 器,致动器主要由可动与固定两平行电极板以及驱 动可动电极板的控制电路组成,其特征为先在晶圆 上沈积一层二氧化矽,第二步再溅镀一层金属,分 别定义出部分电感下拉导线架构、下电压控制极 板、及固定埠,金属材料视所需架构设计而定;第 三步是接着以溅镀沈积电感的连接层[via]及固定 埠,其高度视需求而定;第四步开始定义电感下拉 导线之布局,材料依设计而定,随后沈积牺牲层,材 料以容易蚀刻为主,并定义出固定埠区域,其厚度 视电压极板及电感下拉导线间距而定;最后在牺牲 层上沈积金属作为架构之悬臂梁,完成后蚀刻掉牺 牲层即可完成架构释放。 14.一种具自我封装功能的微型可变电感,其特征为 利用积体电路标准制程的金属层作为蚀刻孔道,在 湿蚀刻时可以被留下来,接着进行沈积的动作,利 用沈积物将原本的蚀刻孔道给填补起来,使内部为 一封闭空间,其将蚀刻孔道填补所沈积的材料可以 是低温沈积的非金属或金属者,另外所谓的封闭空 间可因沈积方法的选择,而有真空封装的效果,或 因此填入特定气体的效果。 15.一种接触式可变电感,系包含 -一任意形式之电感; -至少一微致动器,主要由可动与固定两平行电极 板以及驱动可动电极板的控制电路组成; -所谓的微致动器其可动电极可为一简支梁支撑结 构,架设于所谓的电感之任两侧的线圈上方,其中 左右两端为固定埠,而中央为接触端,此简支梁结 构一方面系用来当作电感线圈的接触片,另一方面 亦用来作为控制用之可动电极; -所谓的微致动器可动电极,受微致动器固定电极 的静电压作用,简支梁支撑结构渐次变形,中央接 触端即使在接触所谓的电感线圈后,仍可继续变形 ,直至所谓的可动电极板完全与电感线圈接触后停 止其接触变化,利用此方式使可动电极接触到的电 感线圈短路,因而减少其有效圈数,达到有效电感 値变化的目的。 图式简单说明: 图一 本发明之微型可变电感等效模型 图二 本发明之可变电感变形图 图三 本发明之悬臂支撑架构示意图 图四 本发明之标准CMOS制程可变电感架构剖面图 图五 本发明之电感类比布局图 图六 本发明之一平面螺旋电感布局图 图七 本发明之一螺旋电感的等效模型 图八 本发明之接触式可变电感设计与制造方法流 程图 图九 本发明之CMOS标准制程的可变电感剖示图 图十 本发明之下线布局图 图十一 本发明之后制程湿式蚀刻示意图A-A视角 图十二 本发明之后制程湿式蚀刻示意图B-B视角 图十三 本发明之自我封装示意图 图十四 本发明之电感电镀示意图 图十五 本发明可变电感之电感値,Q値、作动电压 、S参数 图十六 本发明之微积电制程示意图 图十七 本发明之CMOS标准制程的螺线管可变电感 示意图 图十八 本发明之螺线管电感之布局图 图十九 本发明之螺线管电感之结构图 图二十 本发明之驱动电压与位移关系图 |
