CN105122402B - 具有高线性度的mems数字可变电容器设计 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上涉及MEMS DVC及其制造方法。MEMS DVC包括能够从与RF电极隔开第一距离的位置和与RF电极隔开第二距离的第二位置移动的板，所述第二距离小于第一距离。当处于第二位置时，板通过介电层与RF电极隔开，所述介电层具有在RF电极上的RF平台。还可以存在一个或更多个二次降落触点和一个或更多个板弯曲触点，以确保板获得与RF平台的良好接触以及能够获得一致的Cmax值。在附图中，PB触点是板弯曲触点，SL触点是二次降落触点并且PD电极是下拉电极。

Description

具有高线性度的MEMS数字可变电容器设计
背景技术
技术领域
本发明实施例总体上涉及微机电系统(MEMS)数字可变电容器(DVC)及其制造方法。
相关技术描述
MEMS DVC可以具有布置在RF电极上的板式或悬臂式电极。板式或悬臂式电极能够从与RF电极隔开的第一位置移动到与RF电极隔开的第二位置。第二位置比第一位置更靠近RF电极，并且由此具有更高的电容。板式或悬臂式电极离RF电极越远，MEMS DVC的电容越低。
为了移动板式或悬臂式电极，另一电极施加电压以将板式或悬臂式电极向着RF电极拉近。可惜的是，板式或悬臂式电极可能降落在不仅在RF电极之上而且在拉近电极之上介电层上。如果板式或悬臂式电极降落在拉近电极之上，则可能在介电层中增加电荷，并且由此不仅降低MEMS DVC的效率，还降低MEMS DVC的可靠性。
因此，本领域需要一种MEMS DVC及其制造方法，所述MEMS DVC减小和/或消除布置在拉近电极上的介电层中的电荷增加。
发明内容
本发明总体上涉及MEMS DVC及其制造方法。MEMS DVC包括能够从与RF电极隔开第一距离的位置和与RF电极隔开第二距离的第二位置移动的板，所述第二距离小于第一距离。当处于第二位置时，板通过介电层与RF电极隔开，所述介电层具有在RF电极上的RF平台。还可以存在一个或更多个二次降落触点和一个或更多个板弯曲触点，以确保板获得与RF平台的良好接触以及能够获得一致的Cmax值。
在一个实施例中，MEMS DVC包括衬底，其具有至少一个第一电极、至少一个第二电极和布置在衬底中的RF电极；介电层，其布置在衬底、至少一个第一电极、至少一个第二电极和RF电极上，其中，该介电层包括在RF电极上的RF平台和在至少一个第二电极之上并且由至少一个第二电极至少部分围绕的至少一个二次降落触点；和板，其耦接到至少一个第一电极并且在至少一个第二电极和RF电极上延伸，所述板能够从与介电层隔开的第一位置和与RF平台接触的位置移动。
在另一个实施例中，用于制造MEMS DVC的方法包括：将多个电极形成到衬底中；刻蚀衬底使得多个电极在衬底之上延伸；将第一介电层沉积在衬底和多个电极上；在第一介电层上沉积和图案化导电材料；图案化和部分刻蚀第一介电层，以在RF电极上产生RF平台并且在多个电极中的第一电极之上产生二次降落触点，所述二次降落触点由多个电极中的第一电极围绕；在图案化的导电材料、RF平台和二次降落触点上沉积第二介电层；和在第二介电层上形成板，所述板电连接到多个电极中的第二电极，其中所述板能够从与RF平台隔开的位置和与RF平台接触的位置移动，其中与二次降落触点相比，所述RF平台在衬底之上延伸更长的距离。
附图说明
参照实施例能够详细地理解本发明的上述特征和上面简要总结的本发明的更具体的描述，在附图中图示了所述实施例中的一些。然而，应指出的是，附图仅图示了本发明的典型实施例，并且因此不应被认为限制了本发明的范围，这是因为本发明可以容许其他等同有效的实施例。
图1是处于无支撑状态的MEMS DVC的示意性横截面图。
图2是处于Cmax状态的、图1的MEMS DVC的示意性横截面图。
图3是处于Cmin状态的、图1的MEMS DVC的示意性横截面图。
图4是根据一个实施例的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图5是当板已降落在板弯曲触点上时，图4的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图6是当板已降落在板弯曲触点和RF触点两者上时，图4的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图7是当板已降落在板弯曲触点、RF触点和二次降落触点上时，图4的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图8是不具有二次降落触点的、处于Cmax状态的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图9是示出了另外间隙的、RF平台的近视图。
图10是图4的MEMS DVC装置的俯视图。
图11是根据一个实施例的具有同时全部被驱动的、成组的MEMS DVC装置的DVC单元的一部分的俯视图。
图12是被布置为产生多位DVC阵列的DVC单元阵列的俯视图。
图13是在底部电极限定期间的MEMS DVC装置的示意图。
图14是在凹陷刻蚀以限定RF平台和二次降落触点之间的高度差之后的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图15是沉积第一介电层之后的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图16是形成锚固件和板弯曲触点之后的MEMS DVC装置的示意图。
图17是形成二次降落触点和RF平台之后的MEMS DVC装置的示意图。
图18是沉积第二介电层之后的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图19是沉积第一牺牲层之后的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图20是形成底板和支腿之后的MEMS DVC装置的示意图。
图21是形成顶板层之后的MEMS DVC装置的示意图。
图22是沉积第三牺牲层和顶部介电层之后的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图23是具有在RF电极上形成的支柱的MEMS DVC装置的示意性俯视图。
图24是具有靠近二次降落触点的支柱的MEMS DVC装置的示意性俯视图。
图25是具有靠近支柱的板联接件的MEMS DVC装置的示意性俯视图，所述板联接件用于将板联接到相邻板。
图26是根据另一实施例的MEMS DVC装置的示意性俯视图，所述EMS DVC装置具有多个小的二次降落触点。
图27是根据另一实施例的MEMS DVC装置的示意性俯视图，所述EMS DVC装置具有多个大的二次降落触点。
图28是根据另一实施例的MEMS DVC装置的示意性俯视图，所述EMS DVC装置在PD电极区域内具有长柱并且在RF触点区域内没有柱或沟槽。
图29是图28的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
图30是根据另一个实施例的MEMS DVC装置的示意性横截面图。
为了便于理解，在可能的地方已使用相同的附图标记来表示附图共有的相同的元素。可以预期的是，在一个实施例中公开的元素在没有特别说明的情况下可以有益地用在其他实施例中。
具体实施方式
本发明总体上涉及MEMS DVC及其制造方法。MEMS DVC包括能够从与RF电极隔开第一距离的位置和与RF电极隔开比第一距离小的第二距离的第二位置移动的板。当处于第二位置时，所述板通过介电层与RF电极隔开，所述介电层具有在RF电极上的RF平台。还可以存在一个或更多个二次降落触点和一个或更多个板弯曲触点，以确保板获得与RF平台的良好接触并且能够获得一致的Cmax值。
如在图1中示意性示出的，MEMS DVC装置基于可移动的MEMS板，该板具有在其上的控制电极(即拉离电极或上拉电极或PU电极)和在其下的控制电极(拉近电极或下拉电极或PD电极)。这些电极被顶部介电层和底部介电层覆盖。此外，可移动的MEMS元件之下存在RF电极。可移动板和RF电极之间存在间隙，所述间隙由施加到PU电极或PD电极的电压来调整。这些电压导致静电力，其将MEMS元件上拉形成接触或下拉形成接触，以向RF电极提供稳定的最小或最大电容。如此，从可移动板到RF电极的电容能够从当被拉到底部(图2)时的高电容状态Cmax变化到当被拉到顶部(图3)时的低电容状态Cmin。
对于RF应用，电容的可调谐范围是重要参数，这是因为电容的可调谐范围限定了在不同频带内天线的谐振频率在多大的程度上能够被调谐以获得最佳性能。为了获得大的调谐范围，在可移动元件和RF电极之间需要较大间隙。
应考虑的第一个问题是MEMS DVC装置的工作电压和热切换性能。用于使板向上或向下移动的静电力与1/间隙2成比例，导致需要高电压。为了将MEMS DVC装置的工作电压限制到允许MEMS装置在CMOS芯片上共集成的可接受水平(例如<30V)，能够使用顺应式弹性机构来使可移动板悬在RF电极上，使得MEMS装置能够在更低的电压下被编程，同时仍然允许电容的可接受调谐范围。顺应式弹性件的缺点在于当向装置施加RF电压时，所述装置能够被维持在Cmax状态中，导致在存在RF信号的情况下不能对处于Cmin状态的装置进行编程。
影响很多MEMS DVC装置的第二个问题涉及对介电层的充电。当膜降落于在底部或顶部电极之上的介电层上时，介电层中的电场会变得如此大，使得电荷被注入该介电层中，导致装置驱动电压的变化。该变化会使得在有限数量的工作周期之后装置不能工作，严重限制了装置的寿命。
对于MEMS DVC装置应考虑的第三个问题是电容vs施加的RF功率的线性度。为了使MEMS DVC装置能够在RF应用中使用，RF信号不能由于非线性元件而失真。对于MEMS DVC装置来说，这通常意味着装置的电容不能够由RF信号调节。
如本文中所讨论的，本文中公开的实施例解决了上面的所有问题并且允许高度线性的DVC装置，该装置能够与CMOS控制器共集成在同一芯片上并且不经受充电，由此实现长寿命。
图4示出了根据一个实施例的MEMS DVC装置，其解决了上述问题。为了清楚，仅示出了MEMS DVC装置的底层，而省略了顶部电极。装置包括通过柔性支腿悬在表面之上的刚性板。通过使用由多个支柱彼此连接的两个堆叠板(顶板和底板)，该板具有高刚性。在板中的仅一个(例如底板层)中限定柔性支腿。应理解的是，虽然柔性支腿被示出为在底板层中，但是柔性支腿可以替代性地被限定在顶板层中。柔性支腿允许可移动板被用于CMOS控制的足够低的电压驱动，以使板向上或向下移动。
此外，添加了通常比RF接触点高30nm至80nm的另外的降落接触点(板弯曲触点或PB触点)。RF触点耦接到RF平台并且位于其之上。当板被下拉时，所述板首先与PB接触点接触(图5)。
为了使装置降落在RF触点上，板需要进一步被弯曲。因为板是刚性的，这需要更大的静电力。一旦降落在PB触点上，到PD电极的间隙减小，这增大了施加到板的静电力。这允许利用非常小的另外驱动电压将板拉到与RF触点接触(图6)。
已经在PD区域中限定了另外的接触点(二次降落触点或SL触点)，其高度稍低于RF触点的高度(例如低10至50nm)。通过进一步增大PD电极上的驱动电压而将板下拉直至所述板也与这些SL触点接触为止，达到了最终的Cmax状态(图7)。
当对处于Cmin状态的装置编程时，PD电极上的电压被移除。板首先从SL触点释放，但是仍然如图6所示地被RF触点和PB触点接合。因为刚性板仍然弯曲，所以即使RF电极上存在RF信号时，板也具有高的回复力，并且板随后通过板的机械回复力从RF触点被释放。一旦板从RF触点被释放，由RF电极作用于板的静电力随后就会减小，而支腿能够进一步向上拉动板。
板在SL触点上的降落对于DVC装置的线性度是至关重要的。没有SL触点，不会很好地限定板在PD之上的位置(图8)。根据板的刚度、PB触点的高度和施加的电压，在降落形状中的装置形状将变化。装置甚至可能会二次降落在PD电极之上的介电层的顶部上。当装置二次降落时，能够产生对PD电极之上的介电层的充电，这将影响装置的寿命。
此外，由于板和RF触点之间将出现间隙，Cmax电容将减小。如果不使用SL触点，那么板会不适当地接合RF触点。图9示出了对于没有SL触点存在的多种情况来说，当装置处于Cmax状态时RF触点区域的近视图。如果没有足够用力地下拉板(图9a)，那么另外的间隙将会存在于RF触点区域的外部。如果更用力地下拉装置(图9b)，那么会在RF触点区域的中心产生间隙。如果再用力地下拉装置(图9c)，那么板会二次降落在两个PD电极上(图9b)，或者仅降落在一个PD电极上，这将装置拉到倾斜模式(图9c)。
板和RF触点之间可能出现的另外间隙是DVC装置低线性度的主要来源。如果RF电极上存在RF信号，那么静电力作用于降落的板。RF功率越高，产生越大的静电力，这是因为该力与电压2成比例。板和RF触点之间的间隙随后会减小，导致电容的增大。因此，电容将由RF功率调节，并且装置将呈现差的线性度。
通过使用如图7所示的SL触点，装置的降落位置完全被确定，并且不取决于PB触点的高度或者板的刚度。只要在PD电极上施加足够高的电压，板就能够被拉到与SL触点接触。一旦降落在SL触点上，就获得了在三个接触点(RF/SL/PB)之间板的高很多的刚度。这允许在PD电极上施加另外的电压，而不导致很多的板偏斜。此外，SL触点的位置能够被选择为使得在PB和SL触点之间的板上的力与在SL和RF触点之间的板上的力相似。这两个力彼此平衡，并且导致于在PD电极上施加增大的电压的情况下稳定的板位置。
图10示出了单个DVC装置的俯视图。图10示出了柔性支腿和具有使底板和顶板连接的支柱的刚性板。PB触点位于刚性板的末端处。PD电极具有在其中限定的孔，所述孔容纳SL触点。换言之，下拉电极围绕衬底的一部分，而二次降落触点直接沉积在衬底上。SL触点本身于PD电极正上方的介电层上突起(也见图4)。这确保在降落的Cmax状态下，板降落在PD、RF和SL触点上，并且不与PD电极正上方的介电层接触。这保证了底部介电层中的电场保持足够低，以避免对该介电层充电。RF平台在该过程中同时被限定为SL触点，并且如将在下面讨论的，在制造期间用于平面化目的。
每个MEMS DVC装置都具有几fF的有限Cmax。为了增大电容，多个装置彼此相邻布置。相邻装置利用RF区域中的顶板层和底板层相互联接。这确保了板平整地降落在RF上。没有这些板联接件，当在向下位置中被驱动时，底板和顶板的泊松比会导致板边缘轻微向上弯曲。在降落位置中于板和RF触点之间产生的间隙会产生线性度问题。此外，沟槽沿着RF电极延伸，该沟槽将顶板局部地直接布置在底板的顶部。这使板在RF之上局部变厚，使得板更具刚性以进一步改进线性度。沟槽能够比RF电极更窄，比RF电极更宽或者与RF电极一样宽。
图11示出了联接到相邻装置的多个DVC装置的俯视图。单个DVC单元将包含这些联接的DVC装置中的很多个，通过在共享的PD或PU电极上施加电压来同时驱动所述DVC装置。在单元中成组的DVC装置的数量能够被调节以产生DVC单元的期望Cmax。多个DVC装置彼此相邻布置，并且每个装置都具有到相邻装置的联接件。这些联接件在两个板层(底板和顶板)中实施，并且覆盖至少整个RF触点区域。能够布置相邻装置之间的另外的板联接件，以允许在没有二次降落于介电层的危险的情况下施加更大的控制电压。
图12示出了绕着RF凸块布置的DVC单元阵列。每个DVC单元包括如图11所示的许多成组的DVC装置，所述DVC装置同时全部被驱动。能够同时驱动多个单元，允许产生多位可编程DVC阵列。
存在多种方法来将上述装置集成到CMOS后段过程中。图13至图21示出了可能选项中的一个。首先限定底部电极(图13)，所述底部电极包括PD电极、RF电极和到DVC装置的GND连接。通过氧化物间隙填充和随后的氧化物CMP处理来使表面平面化。PD电极包括孔，并且在一些情况下围绕衬底的一部分，这将确定SL触点会出现的位置。可以用于电极的合适的材料包括通常在BEOL过程中使用的导电材料，例如铜、铝、钛、钽、钨、氮化钛及它们的组合。电极可以通过熟知的沉积方法(例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD))和熟知的图案化方法(例如刻蚀和(双)镶嵌过程步骤)来形成。
在下个步骤中，使用包层(blanket)凹陷刻蚀来使氧化物表面凹陷。该凹陷保证金属电极将在氧化物表面之上突起并且确保板会降落在RF电极上。此外，凹陷刻蚀限定了RF触点和SL触点(待在PD电极的孔中被限定)之间的高度差。凹陷的深度通常为10nm至50nm。
在随后的步骤中，利用底部介电层来包覆所述表面(图15)。介电层将确定处于Cmax状态下的DVC的电容，并且能够包括多个层。可以用于底部介电层的合适的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅和氧化铝。
在下个步骤中，使用金属沉积和图案化步骤来限定PB触点和装置锚固点。金属层的厚度限定PB触点和RF触点之间的高度差，以提供MEMS DVC装置的高回复力。用于这些电互连件的合适的材料包括通常在BEOL过程中使用的导电材料，例如铜、铝、钛、钽、钨、氮化钛及它们的组合。导电材料可以通过熟知的沉积方法(例如PVD、CVD和ALD)来沉积以及通过熟知的图案化方法(例如刻蚀)来图案化。
在下个步骤中，通过图案化和刻蚀底部介电层来限定SL触点(图17)。除了SL触点以外，在介电刻蚀期间也保护RF触点，这确保了维持在凹陷刻蚀(图14)期间限定的、SL触点和RF触点之间的高度差。在该刻蚀期间被保护的RF平台区域通常比RF触点区域本身大，以确保在接下来的步骤中的表面平面化。装置锚固区域和PB触点在该刻蚀步骤中充当硬掩模。在刻蚀步骤中，PB触点的高度不变，使得维持了如在之前步骤中限定的、PB触点和RF触点之间的高度差。刻蚀步骤确保处于降落的Cmax状态下的板将仅接触PB、RF和SL触点，并且不接触PD电极之上的介电层。
可选地，如果需要，能够利用另一介电层包覆所述表面以保护PB触点(图18)。可以用于底部介电层的合适的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅和氧化铝。
上述步骤描述了产生用于PB、RF和SL触点的三个不同接触高度的一种可能方法，来确保在Cmax状态下的DVC的稳定降落位置。在以下步骤中描述了可移动元件的产生。使底部牺牲层沉积，在后来的步骤中能够在所述底部牺牲层上沉积可移动元件。用于牺牲材料的合适的材料包括包含具有碳主链的长链分子的旋涂式介电材料或旋涂式玻璃。这种材料会需要具有低的硅含量，这是因为如果碳基化合物包括硅，那么用于移除所述碳基化合物的牺牲刻蚀经常留下残余物。可以通过熟知的沉积方法(例如旋涂、CVD和ALD)来沉积牺牲材料。牺牲材料被称为牺牲材料是因为该材料用于至少部分地限定空腔并且将在生产过程中的稍后时间被移除。因此，牺牲材料被使用和“被牺牲”或被移除以形成空腔。在SL触点形成期间限定的RF平台比RF触点区域更宽。这允许牺牲层在RF触点区域上平面化。
在下个步骤中，产生可移动MEMS元件的第一结构层(图20)。可以用于第一结构层的合适的材料包括氮化钛、钛铝、钨、铜、氮化钛铝、铝和它们的组合，以及多层结构，例如氮化钛-铝-氮化钛。第一结构层可以通过使用熟知的沉积方法(例如PVD、CVD和ALD)沉积材料，并且然后通过熟知的图案化方法(例如刻蚀)使材料图案化来形成。材料被沉积并且被图案化以产生底板、支腿和锚固件。
随后，沉积第二牺牲层SL2(图21)。用于牺牲材料的合适的材料包括包含具有碳主链的长链分子的旋涂式介电材料或旋涂式玻璃。在牺牲层SL2中刻蚀出孔和沟槽，并且使第二结构层沉积，所述第二结构层随后被图案化和被刻蚀以形成顶板。在孔和沟槽被刻蚀到牺牲层中的区域中，顶板通过支柱与底板直接接触。支柱能够被布置为靠近SL触点，以允许在没有二次降落在介电层上的危险的情况下施加更高的控制电压。这允许板被拉得与RF电极更接近，导致更好的IP3性能。
在下个步骤中，沉积第三牺牲层SL3和顶部介电层(图22)。用于牺牲材料的合适的材料包括包含具有碳主链的长链分子的旋涂式介电材料或旋涂式玻璃。可以用于顶部介电层的合适的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅和氧化铝。
虽然牺牲层具有平面化的特性，但是由于牺牲材料的平面化长度而在所建立的结构上呈现出某种穹形形状。通过在顶板上包括沟槽，SL3在沟槽位置处的厚度稍微较小。由于顶部的驱动电压与1/间隙2成比例，因此顶部穹形中的减小有助于降低顶部驱动电压。没有沟槽，牺牲层SL3会呈现出在结构上的更大的穹形，导致更高的顶部驱动电压。能够利用沟槽的宽度调整SL3穹形物的减小量。因此，沟槽提供了调节顶部驱动电压的方法。沟槽在RF电极之上延伸并且还连接在相邻DVC装置之间。沟槽的宽度能够比RF电极宽度更小、等于该宽度或比其更大。在一个实施例中，可以使用顶板和底板之间的支柱，而不用沟槽。在顶板中使用沟槽抵消了牺牲材料在MEMS结构上形成穹形物的自然趋势，由此降低顶部驱动电压。
执行另外的处理步骤来产生PU电极和装置封装。在装置形成的最后，在释放刻蚀中将牺牲层移除，使MEMS元件在所产生的空腔内部自由移动。如此，在两个板之间产生支柱，这产生刚性膜。RF区域上的沟槽确保在RF触点区域上的板更厚，以增大板的局部刚度并且抵抗在RF电极上存在信号时板的变形。在RF触点区域中，顶板和底板包括到相邻装置的联接件，以确保板平整地降落在RF触点上，以进一步改进装置的线性度。
图23示出了一个替代实施例，其中，RF触点上的沟槽被许多支柱替代。在该情况下，所述实施例不会从如上解释的SL3的穹形减小受益。
图24中示出了另一个替代实施例。支柱已经被布置为靠近SL触点，当板降落在SL触点上时，这使板更具刚性。当支柱被定位为远离SL触点时(图4)，底板仍然能够当DVC在Cmax状态下降落时变形。通过将支柱移动为更靠近SL触点能够减少底板变形。这允许更高的电压被施加到PD电极，这将DVC装置拉到更接近RF电极，以进一步增加线性度。
图25中示出了另一个替代实施例。在该实施例中，在支柱附近的相邻装置之间还已布置了另外的板联接件。这些板联接件增大了板在垂直方向上的刚度，并且允许甚至更高的电压被施加到PD电极。
图26中示出了另一个替代实施例。在该实施例中，几个小的SL触点已经被布置在PD电极区域中。该配置减小在任何降落点(RF触点、PB触点或SL触点)之间的侧向距离，并且进一步增大了板的刚度，这在导致板二次降落在PD电极上之前允许甚至更高的电压被施加到PD电极。
图27示出了另一个实施例，其中，几个大的SL触点已经分布在PD电极区域之上。SL触点的数量、尺寸和位置能够改变以实现针对二次降落所需的稳健性。
图28中示出了另一个替代实施例，其在PD电极区域之上的板中使用长支柱。板在RF触点区域中不具有支柱或沟槽，这导致在RF触点上的柔性板段和在PD电极区域上的刚性板段。这将接触力有效地集中于在降落时的末端接触点(PB触点和PF触点)上，并且在RF触点上提供大的接触力，以挤压接触区域中的小粗糙物。能够使用长支柱和短支柱的组合来获得在纵向和横向上需要的板刚度。
图29是图28的MEMS DVC装置的示意性横截面图并且示出了在RF触点区域上的柔性板段。
图30是根据另一个实施例的MEMS DVC装置的示意性横截面图。在图30中示出的实施例中，PB触点没有被布置在锚固件所耦接到的接地电极之上，而是耦接到全新的电极。PB电极可以在PB触点被布置在衬底之上的情况下被布置在衬底内。PB触点与PB电极电隔离并且由此电浮。在一个实施例中，PB电极可以接地。PB电极举例说明了图4所示的MEMS DVC装置的一个替代实施例，使得本领域技术人员会理解PB触点不需要被布置在接地电极之上。而相反，PB触点可以被布置在不同的电极之上，或者简单地被布置在衬底之上。无论PB触点在什么位置，PB触点被布置在使得PB触点在衬底之上延伸比二次降落触点和RF触点所延伸的高度更高的高度的位置处。
本文中讨论的MEMS DVC装置使用具有不同高度的三种不同降落点。通过具有不同的高度，MEMS DVC的可移动板能够缠绕RF线。比RF触点更高的PB触点被限定在刚性板的端部处，以提供即使存在RF信号也能够将板拉离RF的更高的回复力(刚性板需要弯曲)。
MEMS DVC装置不接触在拉近电极之上的底部介电层，以避免由于二次降落触点的存在而对介电层充电。二次降落触点在PD电极之上的介电层上突起。二次降落触点本身不具有在下面限定的PD电极，使得在降落时二次降落触点中的电场足够小以避免充电。二次降落触点在衬底之上延伸到比RF平台在衬底之上延伸到的距离小的一段距离，以确保板紧密地降落在RF触点上。
虽然上面的描述针对本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围情况下可以设想本发明的其他和另外的实施例，并且本发明的范围由所附权利要求确定。

Claims (18)

1.一种MEMS DVC，其包括：
衬底，其具有布置在该衬底中的至少一个第一电极、至少一个第二电极和RF电极；
介电层，其布置在所述衬底、所述至少一个第一电极、所述至少一个第二电极和所述RF电极上，其中，所述介电层包括在所述RF电极上的RF平台和至少一个二次降落触点；和
板，其耦接到所述至少一个第一电极并且在所述至少一个第二电极和所述RF电极上延伸，所述板能够从与所述介电层隔开的第一位置和与所述RF平台接触的位置移动，其中所述至少一个第二电极围绕所述衬底的一部分，并且其中所述二次降落触点被布置在所述衬底的由所述至少一个第二电极围绕的部分上。
2.如权利要求1所述的MEMS DVC，其中一个或更多个二次降落触点具有比所述RF平台的高度更小的高度。
3.如权利要求2所述的MEMS DVC，其中所述一个或更多个二次降落触点比所述RF平台低10nm至50nm。
4.如权利要求1所述的MEMS DVC，还包括布置在所述至少一个第一电极上的一个或更多个板弯曲触点，其中所述一个或更多个板弯曲触点被包围在所述介电层内。
5.如权利要求4所述的MEMS DVC，其中所述一个或更多个板弯曲触点具有比所述RF平台的高度更大的高度。
6.如权利要求5所述的MEMS DVC，其中所述一个或更多个板弯曲触点比所述RF平台高30nm至80nm。
7.一种MEMS DVC，包括：
衬底，其具有布置在该衬底中的至少一个第一电极、至少一个第二电极和RF电极；
介电层，其布置在所述衬底、所述至少一个第一电极、所述至少一个第二电极和所述RF电极上，其中，所述介电层包括在所述RF电极上的RF平台和至少一个二次降落触点；和
板，其耦接到所述至少一个第一电极并且在所述至少一个第二电极和所述RF电极上延伸，所述板能够从与所述介电层隔开的第一位置和与所述RF平台接触的位置移动，其中所述至少一个第一电极是两个第一电极，其中所述至少一个第二电极是两个第二电极，其中所述板耦接到所述两个第一电极，并且其中所述两个第二电极各自围绕所述衬底的一部分，其中所述二次降落触点被布置在所述衬底上的、由所述至少一个第二电极的电极围绕的每个部分处。
8.一种制造MEMS DVC的方法，其包括：
将多个电极形成到衬底中；
刻蚀所述衬底使得所述多个电极垂直于所述衬底向上延伸；
将第一介电层沉积在所述衬底和所述多个电极上；
在所述第一介电层上沉积和图案化导电材料；
图案化和部分刻蚀所述第一介电层，以产生二次降落触点并且在所述多个电极中的RF电极上产生RF平台，并且使所述导电材料的一部分暴露；
在暴露的导电材料、所述RF平台和所述二次降落触点上沉积第二介电层；并且
在所述第二介电层上形成板，所述板电连接到所述多个电极中的第二电极，其中所述板能够从与所述RF平台隔开的位置和与所述RF平台接触的位置移动，其中与所述二次降落触点相比，所述RF平台垂直于所述衬底向上延伸更长的距离。
9.如权利要求8所述的方法，还包括刻蚀所述第一介电层以暴露所述第二电极。
10.如权利要求9所述的方法，其中沉积和图案化导电材料包括在暴露的第二电极和剩余的第一介电层上沉积所述导电材料，并且移除导电层的选择性部分使得第一部分保持与所述第二电极电接触，而第二部分保持在所述第一介电层上。
11.如权利要求10所述的方法，还包括选择性地部分刻蚀所述剩余的第一介电层，使得与布置在所述第一电极上的部分相比，第一介电材料的更厚部分保持在所述RF电极上。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一电极围绕所述衬底的一部分，并且其中所述二次降落触点被布置在所述衬底的由所述第一电极围绕的部分之上。
13.如权利要求8所述的方法，其中沉积所述第二介电层包括在所述导电材料的第二部分上沉积所述第二介电层，以产生板弯曲触点，所述板弯曲触点垂直于所述衬底向上延伸比所述RF平台垂直于所述衬底向上延伸的距离更长的距离。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述板弯曲触点被布置在所述第二电极上。
15.如权利要求14所述的方法，其中选择性刻蚀所述剩余的第一介电层导致所述第一介电层的一部分保持在所述衬底的由所述第一电极围绕的部分上，并且其中所述第一介电层的、保持在所述衬底的由所述第一电极围绕的部分上的部分在所述衬底之上延伸一段距离，所述距离小于所述RF平台垂直于所述衬底向上延伸的距离并且大于任何剩余的第一介电层垂直于所述衬底向上延伸的距离。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述板弯曲触点被布置在第三电极上。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述板能够从与所述RF平台隔开的位置移动到与所述RF平台和所述二次降落触点两者接触的位置。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述第一电极围绕所述衬底的一部分，并且其中所述二次降落触点被布置在所述衬底的由所述第一电极围绕的部分之上。
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