MXPA01006272A

MXPA01006272A - Filtro de paso de banda de microsistema electromecanico encapsulado para circuitos integrados y metodo de fabricacion del mismo.

Info

Publication number: MXPA01006272A
Application number: MXPA01006272A
Authority: MX
Inventors: K Chan Kevin
Original assignee: Ibm
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-05-19
Also published as: CN1286710C; TW497130B; JP2002094328A; HK1041678B; DE60138161D1; CN1328955A; SG91929A1; US6262464B1; JP3823032B2; BR0101001B1; CN1618724A; CA2344737C; KR100477392B1; CA2344737A1; US20010055864A1; KR20010113473A; HK1041678A1; IL143008A0; BR0101001A; EP1168609A3

Abstract

Sistemas y metodos de mezclado y filtracion de señales de comunicacion, que utilizan un dispositivo de microsistema electromecanico (MEMS) encapsulado. Ademas, se describe un metodo para fabricar un dispositivo de microsistema electronico (MEMS) construido unitariamente simple, el cual combina los pasos de mezclar y filtrar señales, y que es mas pequeño, menos caro y mas confiable en construccion y operacion que los dispositivos existentes actualmente empleados en la tecnologia.

Description

FILTRO DE PASO DE BANDA DE MICROSISTEMA ELECTROMECÁNICO ENCAPSULADO PARA CIRCUITOS INTEGRADOS Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DEL MISMO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La presente invención se relaciona con sistemas para mezclar y filtrar señales de comunicación y métodos que utilizan un dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) encapsulado. Además, la invención también está dirigida a un método para fabricar un dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) construido unitariamente, sencillo, el cual combina los pasos de mezclar y filtrar señales, y que es más pequeño, más barato y más confiable en construcción y operación que los dispositivos existentes actualmente empleados en la tecnología. La tecnología de microsistema electromecánico (MEMS) ha sido propuesta para la fabricación de filtros de paso de banda estrecha (filtros de alta calidad) para varios circuitos de comunicación a frecuencias inferiores a 200 MHz. Comúnmente, esos filtros emplean la frecuencia vibracional natural de microrresonadores para permitir la transmisión de señales a frecuencias muy precisas, atenuando a la vez de manera concurrente las señales y el ruido encontrado a otras frecuencias . En esencia, las señales portadoras de comunicación a frecuencias de radio (FR) son normalmente convertidas a frecuencias intermedias para procesar una selección de canal, aislamiento de señales y similares. Esta conversión particular generalmente es implementada mezclando una señal portadora en la salida sinusoidal de un oscilador en un dispositivo no lineal, de modo que se genere una señal de salida que sea la suma o la diferencia entre las dos señales de entrada. Un filtro de paso de banda es empleado entonces para seleccionar la señal portadora de frecuencia intermedia (IF) convertida deseada para el procesamiento. Posteriormente, puede ser implementada una segunda conversión para remover el portador de frecuencia intermedia y extraer la información de comunicación final; por ejemplo, tal como un mensaje de audio. Los mismos dos pasos de conversión también pueden ser implementados en la transmisión en un orden invertido; en efecto, procediendo de una señal de audio al portador de frecuencia intermedia (Fl) y a continuación hacia la frecuencia portadora de frecuencia de radio (FR) de comunicación final. Básicamente, los transceptores de comunicación superheterodinos dependen de la precisión de la filtración eléctrica y el mezclado de la señal portadora para el procesamiento de la señal a frecuencias intermedias convenientes. Generalmente esos circuitos poseen tres etapas de operación. En una primera etapa, las señales de entrada de frecuencia de radio (FR) son aisladas utilizando un filtro de paso de banda y a continuación amplificadas. En una segunda etapa, esta señal es entonces impulsada contra una señal de oscilador de frecuencia intermedia para reducir (o de manera alternativa incrementar) su frecuencia con el procesamiento de la señal. En una tercera etapa, después del procesamiento, la señal puede entonces ser modulada adicionalmente con otra señal del oscilador para obtener frecuencias audibles para la comunicación. Esas mismas etapas también pueden ocurrir en una secuencia inversa traduciendo de frecuencias de radio a transmisión portadora (FR). La presente invención utiliza de manera única la primera y segunda etapas de operación mencionadas anteriormente, en las cuales la frecuencia portadora cambia para efectuar varias funciones sobre la señal. Los pasos de conversión y filtración referidos aquí anteriormente, pueden ser implementados a través de intermediarios de circuitos electrónicos puros; sin embargo, el portador intermedio resultante normalmente es considerado muy amplio en su intervalo de frecuencia para un procesamiento de precisión. Actualmente, el filtro de frecuencia de radio (FR) se hace con la excitación de un cristal externo, comúnmente en un modo de transmisión. La frecuencia intermedia (Fl) es la filtración comúnmente alcanzada con el uso de filtros de onda acústica de superficie externa (SAW) . El uso de esos componentes los cuales comúnmente son proporcionados externamente al circuito integrado que es empleado para la amplificación y procesamiento de la señal, incrementa la complejidad del sistema y se suma a los costos de fabricación. 2. Discusión de la Técnica Anterior Típicamente, los dispositivos de filtro de resonador MEMS son fabricados a través de intermediarios de los procesos de enmascaramiento/deposición/ataque químico de circuitos integrados estándar. Por ejemplo, detalles específicos de acuerdo a la manufactura y estructura de filtros de paso de banda de MEMS se describen fácilmente en las siguientes publicaciones: 1) "Dispositivos Micromaquinados para Comunicaciones Inalámbricas", C.T.-C. Nguyen, L.P.B. Katechi y G.M. Rebeiz, Proc. IEEE, 86, 1756-1768. 2) "Micromaquinado Superficial para Sistemas Microelectromecánicos" , J.M. Bustillo, R.T. Howe y R.S. Muller, Proc. IEEE, 86, 1552-1574 (1998) . 3) "Osciladores Micromecánico de Alta Calidad y Filtros para Comunicaciones" C.T.-C. Nguyen, IEEE Intl. Symp. Circ. Sys., 2825-2828 (1997). 4) A.-C. Wong, H. Ding, C.T.-C. Nguyen, "Mezclador Micromecánico + Filtro", Tech. Dig. de I.E.E.E./I.E.D.M. , San Francisco, CA, Dec. 198, pp 471-474. Regresando a las publicaciones anteriores, las referencias (1 hasta 3) están dirigidas principalmente al campo general de utilizar varios dispositivos MEMS que están adaptados para reemplazar elementos de comunicación. Esas publicaciones están dirigidas a la descripción de varios conductores, filtros y similares que han sido construidos utilizando un procesamiento microelectrográfico y de circuitos integrados, y esencialmente son sólo de significado limitado como material antecedente tecnológico representante con respecto al concepto inventivo. Una solución que está dirigida a resolver el problema de mezclar y filtrar la señal portadora empleando dispositivos de microsistema electromecánico (MEMS) con relación a los aspectos del mezclado y filtración de la señal portadora se describe en la referencia 4). Este dispositivo consistía de dos resonadores (ménsulas) de viga sujetada fija, que han sido acoplados junto con un puente mecánico aislante. Ambos resonantes son fabricados para que posean una frecuencia natural Fl . La señal de entrada (FR) es acoplada de manera capacitiva a un resonador, el cual a su vez es conectado eléctricamente a un oscilador sinusoidal local (LO) . La frecuencia vibracional natural del resonador es FR- LO. Debido a aspectos no lineales del resonador, el resonador mezcla la señal de RF entrante con la señal LO, y convierte éstas en movimiento mecánico. Este movimiento es acoplado mecánicamente utilizando el puente, al segundo resonador, el cual a su vez, está eléctricamente conectado a una desviación de CD. El movimiento mecánico inducido en este resonador es entonces detectado de manera capacitiva como la señal de salida. El dispositivo fabricado opera a una frecuencia resonante de 27 MHz. Debido a la necesidad de una viga de acoplamiento aislante entre los dos resonadores conductores, el dispositivo está constituido de polisilicón, y a continuación las vigas se alteran utilizando implantación de iones. Esto incrementa la resistencia de l'as vigas considerablemente por encima de los componentes metálicos, y en consecuencia se incrementan las pérdidas de inserción del componente cuando sea utilizado en un circuito. Además el dispositivo es aproximadamente 20 m x 20 m de tamaño, haciendo difícil encapsularlo para protegerlo contra procesamiento IC adicional. Además de las publicaciones anteriores, los dispositivos patentados anteriores que se relacionan con mezcladores-filtros electrónicos se exponen aquí posteriormente, pero que no producen un sistema y método para utilizar el dispositivo MEMS de la invención para el mezclado y filtración de señales de comunicación, en una forma análoga a lo contemplado por la presente invención. Por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 4,516,271 de Fraise, " Mezclador de Mi croondas con Recupera ción de la Suma de Frecuencia" , se relaciona con el uso de una cavidad guía de ondas para mezclar y filtrar señales de RF. La función de este dispositivo es similar al concepto de la presente; sin embargo, éste utiliza la reflexión de ondas electromagnéticas para procesar la señal en contraste con el resonador mecánico utilizado aquí. La Patente Estadounidense No. 5,083,139 de Sakamoto " Radar de Impulsos y Componen tes del Mismo" , también mezcla y filtra señales de FR utilizando la interferencia de ondas electromagnéticas . La Patente Estadounidense No. 5,563,545 de Scheinberg, " Microcircui to In tegrado del Convertidor Ascenden te de GaAs Monolí tico de Baj o Costo" , utiliza un "circuito tanque" estándar que consiste de inductores, capacitores y de resistencia variable para lograr el mezclado y filtración de una señal de FR. La Patente Estadounidense No. 5,649,312 de Kennan " Convertidor Descenden te de MMIC para un Convertidor Descenden te de Bloques de Ruido Baj o de Sa téli te de Emisión 1 Directa" , también utiliza componentes de circuitos electrónicos estándar para el mezclado y filtración. La Patente Estadounidense No. 5,918,168 de Abe et al, " Supersin toni zador Doble" , utiliza una capa dieléctrica para la filtración, y otras nueve referencias de patentes Estadounidenses que utilizan técnicas similares. Finalmente, la Patente Estadounidense No. 5,528,769 de Berenz et al., ".Receptor de Circui to In tegrado Monolí ti co de Transistor de Al ta Movilidad Electróni ca" , utiliza un circuito "anillo de rata" para generar el mezclado de la señal de FR de entrada a su oscilador local. Esta técnica es también un método que utiliza componentes de circuitos estándar para efectuar el paso de mezclado-filtración de FR. Ninguna de las patentes anteriores sugiere utilizar vibración -mecánica para este proceso, y por lo tanto no son aplicables al concepto inventivo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En consecuencias, para obviar las limitaciones y desventajas encontradas en las construcciones y fabricaciones de varios dispositivos de sistema MEMS de la técnica anterior, la presente invención conviene el paso de mezclar y filtrar la señal portadora de comunicación en un solo dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) y fabricado de manera sencilla. El dispositivo de sistema MEMS permite conversión de frecuencias altas y frecuencias bajas, y a través de los intermediarios de una sola unidad, es compatible con la incorporación de los mismos en una sola placa de circuitos integrados, abarca muchos componentes electrónicos los cuales actualmente son empleados por separado para efectuar las mismas funciones, y al mismo tiempo es capaz de ser reducido significativamente en tamaño, complejidad y ser extremadamente fácil de manufacturar, para hacer el dispositivo MEMS de acuerdo a la invención de naturaleza económica, y a la vez altamente confiable en el funcionamiento del mismo. En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) que combina los pasos de mezclar y filtrar señales portadoras de comunicación. Otro objeto de la presente invención reside en que proporciona un solo dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) construido unitariamente que combina los pasos de mezclar y filtrar la señal portadora de comunicación que permite la conversión de frecuencias altas y frecuencias bajas. Un objeto más de la presente invención es proporcionar un solo dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) el cual está adaptado para ser incorporado en una placa de circuitos integrados, y que abarca una multiplicidad de componentes electrónicos dentro del dispositivo que hasta ahora se proporcionan separados. Otro objeto más de la presente invención reside en que proporciona un método para la fabricación del dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) aquí descrito adaptado para el mezclado y filtración combinados de señales portadoras de comunicación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS ACOMPAÑANTES Ahora puede hacerse referencia a la siguiente descripción detallada de modalidades ejemplares de un dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) de acuerdo a la invención, representado de manera generalmente esquemática en los dibujos acompañantes; en los cuales: La Figura 1 ilustra una primera modalidad de un dispositivo MEMS de acuerdo a la invención para mezclar y filtrar señales portadoras; Las Figuras 2 y 3 ilustran, respectivamente, vistas superiores en planta y laterales de una segunda modalidad del dispositivo de mezclado y filtración MEMS de acuerdo a la presente invención; y Las Figuras 4 hasta 10, respectivamente, ilustran pasos secuenciales en la fabricación de un dispositivo MEMS típico de acuerdo a la invención y para encapsular un mezclador-filtro resultante en un ambiente al vacío.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se ilustra en la Figura 1 de los dibujos en una representación generalmente esquemática, se muestra una vista lateral en un dispositivo de microsistema electromecánico (MEMS) 10 adaptado para el mezclado y filtración de señales portadoras. El dispositivo MEMS 10 consiste de una barra central 12 la cual está sujetada en ambos extremos 14, 16 de la misma, de acuerdo a lo representado por lo que se muestra esquemáticamente en los bloques 18 y 20. La barra central 12 está esencialmente constituida de un núcleo aislante, recubierto sobre lados opuestos por capas eléctricamente conductoras 22 y 24. Como se ilustra en esta modalidad, arreglada encima de la barra central se encuentra una placa estacionaria 26, constituida de un material eléctricamente conductor, y que está conectada a una fuente 28 de una señal entrante IS. La capa de revestimiento eléctricamente conductora superior 22 sobre la barra central 22 está conectada a una fuente 30 de una señal del oscilador local LO. La barra central 12 responde a las fuerzas combinadas las cuales generalmente proviene de la interacción eléctrica de la señal de entrada IS y una LO del oscilador, señal que da como resultado la vibración. En tanto la barra central 12 está sujetada en ambos extremos de la misma por medio de los componentes o bloques de sujeción 18, 20, responde no linealmente, y genera fuerzas resonantes a frecuencias (IS + LO) y (IS - LO), asumiendo que la señal IS está a una frecuencia mayor que la señal LO. La barra 12 está construida para resonar _ a una de esas frecuencias resultantes; por ejemplo, a (IS - LO) . En el fondo de la barra central, 12 la capa conductora inferior 24 es desviada por la conexión de la misma a una fuente de energía eléctrica 32. Orientada hacia este conductor se encuentra una placa de captación estacionaria 34, sobre la cual es inducida una carga por la capacitancia de carga causada por las vibraciones de la barra central 12. Dado que la barra tiene una frecuencia de vibración natural estrecha, esta propiedad mecánica actúa como filtro para aislar únicamente aquellas señales mezcladas que están cerca de su frecuencia mecánica natural. Una señal de salida, identificada como referencia como Fl en los dibujos; en esencia, la frecuencia intermedia, es el resultado de mezclas la señal IS entrante con la señal oscilante LO, filtrando entonces ésta con la propiedad mecánica de la barra central vibratoria 12. Pasando ahora a una modalidad adicional del dispositivo de microsistemas electromecánicos (MEMS) 40, como se ilustra en las Figuras 2 y 3, como se muestra en la vista superior en planta de la Figura 2, el dispositivo mezclador y filtro MEMS 40 proporciona un electrodo central el cual está conectado a la señal proveniente o de entrada IS, y electrodo el cual tiene sobre ambos lados del mismo dos electrodos adicionales 44, 46 los cuales están conectados a la señal del oscilador local LO. Esos electrodos 42 y 44, 46 están orientados cada uno hacia la barra aislante vibrante 48, el dispositivo 40, como se ilustra por medio de líneas discontinuas 50, 52 en la Figura 2. También se describen otros dos electrodos de desviación de CD 54,56 los cuales pueden ser utilizados para sintonizar el dispositivo de energía MEMS 40. Como se muestra en la vista lateral de la Figura 3, se muestran tres niveles del dispositivo, con la vista lateral siendo mostrada girada 90 grados con relación a la Figura 2 para propósitos de claridad. En el fondo están los electrodos de entrada 42,44,46 y los contactos de sintonización de CD opcionales 54, 56; mientras que en el centro está la barra vibrante aislante 48, la cual está sujetada en varios extremos de la misma por medio de dispositivos de sujeción adecuados 60, 62 y con la barra 48 teniendo recubrimientos o capas conductoras 64, 66 proporcionadas sobre ambos lados de la misma. Ambas capas o recubrimientos eléctricamente conductores 64,66 están conectados a un suministro de energía eléctrica para poder ser desviados. La señal entrante o de entrada IS y la señal del oscilador LO accionan la barra vibrante 48 en una forma similar a lo descrito con respecto a la modalidad de la Figura 1 de los dibujos, con la frecuencia mecánica natural de la barra 48 seleccionando la frecuencia mezclada combinada deseada por ejemplo (IS-LO) . Los recubrimientos o capas eléctricamente conductoras 64,66 sobre los lados opuestos de la barra vibrante central 48 producen esta señal mezclada y filtrada (Fl) sobre el electrodo de salida estacionario 70 el cual se muestra en la parte superior de la Figura 3 de los dibujos . La construcción anterior del dispositivo de MEMS 40 es esencialmente similar a la del dispositivo de MEMS 10 de la Figura 1, excepto que es de naturaleza un tanto más sofisticada y está adaptado para aplicaciones de mezclado- filtración más complejas las cuales no pueden lograrse con el dispositivo de MEMS simple de la Figura 1. Pasando ahora, en particular, a un método para fabricar un dispositivo de mezclado-filtración de la invención,. en efecto, un dispositivo de microsistemas electromecánicos (MEMS) que combina aspectos de mezclado y filtración y que está adaptado para ser encapsulado en un ambiente al vacío, puede ahora hacerse referencia a los pasos de fabricación secuenciales, como se representa en las Figuras 4 hasta 10 de los dibujos. Como se ilustra en las Figura 4 hasta 10, la construcción del dispositivo de MEMS facilita la utilización del procesamiento de circuitos integrados estándar, con el dispositivo de MEMS final fabricado estando hundido debajo de una superficie de un microcircuito integrado semiconductor y encapsulado dentro de un ambiente o condición ambiental al vacío. Las representaciones como se ilustran muestran la estructura del resonador o dispositivo de MEMS final en corte transversal con el resonador estando dirigido perpendicular o plano del dibujos. Pasando en particular a la Figura 4 se asume que el dispositivo MEMS está construido como una placa de silicón estándar 80. Inicialmente, se aplica fotoprotector a la superficie de la placa 82 y se forma una abertura 84, la longitud de la cual corresponde a la longitud deseada del resonador. El ancho de la abertura no es un aspecto esencial de la invención, en tanto no tenga efecto sobre las características del mezclador-filtro del dispositivo de MEMS. Sin embargo, típicamente el ancho de la abertura puede ser de aproximadamente del mismo tamaño que la longitud de la abertura de 84. Después de que se forma la abertura 84 en la fotoprotección, se graba una zanja 86 en la superficie de la placa de silicón 84 utilizando ataque iónico reactivo (RÍE) . La profundidad 88 de la zanja 86 está diseñada para ser adecuada para sujetar todas las capas subsecuentes del dispositivo de MEMS, generalmente, en la magnitud de un micrón de espesor total Pasando al a Figura de los dibujos, una capa delgada de un vidrio de baja temperatura 90 es depositada sobre el fondo 92 de la zanja 86; por ejemplo, tal como un vidrio de borosilicato el cual puede ser depositado por deposición electrónica. La fotoprotección que ha sido depositada sobre la superficie de la placa, como se describe en la Figura 4 de los dibujos es removida, levantando el vidrio depositado de cualquier lugar, excepto dentro de la zanja. La placa de silicón 80 es entonces calentada para fundir el vidrio, por ejemplo, 300°C, de modo que el vidrio crea una superficie lisa 94 que cubre el fondo 92 de la zanja 86. Como se ilustra en la Figura 6 de los dibujos, nuevamente se aplica fotoprotección, con la misma abertura empleada como se explicó en la Figura 4 anterior de los dibujos. Posteriormente, son depositadas entonces capas sucesivas .del dispositivo de MEMS de mezclado-filtración en secuencia ascendente sobre la capa de vidrio 90. Por ejemplo, una capa inferior 96 puede estar constituida de tungsteno, una capa de liberación inferior 98 puede ser de carbón similar al diamante (DLC), la siguiente capa conductora del resonador 100 puede ser de Si2Co, el resonador (placa vibrante) 102 puede ser de Si3N4, una capa conductora del resonador superior 104 puede ser de Si2Co, una capa de liberación superior 106 puede ser de DLC o carbón similar al diamante, un conductor del resonador superior 108 puede ser de cromo con una monocapa superior de paladio. Después de que todas las capas han sido depositadas, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 6 de los dibujos, la fotoprotección es removida para dejar esas capas restantes sólo dentro del zanja; en efecto, debajo de la superficie 82 del microcircuito integrado o placa. Refiriéndose al siguiente paso de fabricación, como se muestra en la Figura 7 de los dibujos, la fotoprotección es entonces aplicada a la superficie superior 82, y se hacen dos aberturas 110, 112 en ella sobre el zanja 86. La placa es entonces sometida a ataque químico RÍE para producir dos zanjas 114, 116 que se extienden hacia abajo, hacia las capas mostradas en el dibujo. Aunque ciertas capas no pueden ser mostradas para el ataque químico RÍE, tales como las capas delgadas de Si2C0, el RÍE puede ser interrumpido de modo que esas puedan ser atacadas químicamente en húmedo; por ejemplo, con ácido fluorhídrico amortiguado. La estructura final como se muestra en la Figura 7 crea dos pozos que se extienden hacia abajo, hacia la superficie 94 de la capa de vidrio 90 sobre el fondo de la zanja 86. Como se ilustra en la Figura 8 de los dibujos, la placa 80 es ahora sometida a un recubrimiento no electrónico de cobre 120. Este metal es preferiblemente depositado sobre una capa de sembrado de paladio 122 la cual está colocada sobre la capa conductora superior 108. Esta deposición ampliará y engrosará la capa más superior del dispositivo, como se muestra en la Figura 8. Posteriormente, como se ilustra en la Figura 9, el dispositivo es sometido a un plasma iónico reactivo; por ejemplo un plasma de oxígeno, el cual reaccionará con el DLC (carbón similar al diamante), convirtiendo el carbón a C0 el cual sublimará. Esto crea un espacio 126, 128 sobre ambos lados de la estructura del resonador mecánico 102. Finalmente, como se ilustra en la Figura 10 de los dibujos, un material aislante 130 es depositado encima para encapsular el dispositivo. Se requiere que esta deposición sea direccional; por ejemplo por evaporación desde un origen distante, de modo que la capa superior 108 que fue ampliada en el paso de fabricación anterior ilustrado en la Figura 8, protegerá . el resonador 102 del material depositado. Esta es empleada de modo que nada del encapsulante depositado 130 toque el resonador 102 y para prevenir el movimiento mecánico o vibratorio del mismo. La encapsulación anterior del mezclador-filtro o dispositivo de MEMS en un ambiente al vacío facilita la conclusión de la fabricación del dispositivo. La conexión de las diferentes capas conductoras al cableado externo no ha sido mostrada para propósitos de claridad. En esencia, el dispositivo de MEMS opera aplicando la señal entrante original IS al conductor superior 108, con la señal del oscilador local LO siendo aplicada al conductor del oscilador superior 104. Las dimensiones del resonador (longitud y espesor) son determinadas para permitir que la vibración 102 tenga vibración al natural a la frecuencia RF-LO. El conductor del resonador inferior 100 tiene desviación CD aplicada a éste, haciendo que la señal de FR-LO mezclada, filtrada por la resonancia mecánica natural de la viga 102, sea inducida sobre el conductor inferior 96. Aunque la descripción anterior ilustra las modalidades preferidas de la invención, el dispositivo de MEMS no se limita a éstas. De este modo, por ejemplo, las señales de secuencia o eléctricas pueden ser invertidas sin cambiar la conversión resultante de la señal. Esto significa que la señal IS entrante puede ser aplicada a la capa 96, la señal LO a la capa 100, la desviación de CD a la capa 104 y la salida es detectada en la capa 108. De manera similar, las señales transportadas a las capas 100 y 104 pueden ser invertidas sin cambiar la naturaleza esencial de la operación del dispositivo de microsistemas electromecánicos (MEMS) , lo cual facilita el mezclado y filtración de la señal de comunicación combinada en una sola unidad de MEMS. De lo anterior, se vuelve fácilmente evidente que la invención está dirigida a un dispositivo de MEMS construido de manera unitaria, sencillo, el cual es altamente compacto en tamaño, y de menores costos de fabricación en comparación con aquéllos conocidos y empleados hasta ahora en la tecnología. Aunque es evidente que la invención aquí descrita está bien calculada para satisfacer los objetos establecidos anteriormente, se apreciará que puede idearse numerosas modificaciones y modificaciones por aquellos expertos en la técnica, y se pretende que las reivindicaciones anexas cubran todas aquellas modificaciones y modalidades que caigan dentro del espíritu y alcance verdadero de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo de mezclado y filtración de señales de comunicación construido de manera unitaria, caracterizado porque comprende: (a) un elemento de resonancia mecánica vibratorio, alargado, que tiene extremos opuestos sujetados, estando el elemento resonante construido de un material eléctricamente aislante, el elemento de resonancia tiene una primera capa eléctricamente conductora sobre una superficie del mismo, y una segunda capa eléctricamente conductora arreglada sobre una segunda superficie del mismo; (b) medios para suministrar una señal del oscilador (LO) al primer recubrimiento eléctricamente conductor; (c) medios para suministrar energía eléctrica a la segunda capa eléctricamente conductora; (d) un primer elemento conductor que tiene una señal de entrada (SI) suministrada a éste, siendo colocada en relación estrechamente separada con la capa eléctricamente conductora; y (e) un segundo elemento conductor colocado en relación estrechamente separada con la segunda capa eléctricamente conductora, por lo que el miembro de resonancia responde vibrando a las fuerzas combinadas generadas a partir de una aparición dieléctrica de una señal de entrada (SI) y la señal del oscilador (LO) -para generar una señal de salida ( Fl ) definitiva de una mezcla de la señal de entrada (SI) y la señal del oscilador (OS) y la frecuencia de vibración natural del elemento de resonancia. 2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un dispositivo de sistemas electromecánicos (MEMS) . 3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo comprende un filtro de paso de banda encapsulado. . El dispositivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo está formado de una placa o microplaca de circuitos integrados. 5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de resonancia, comprende un núcleo en forma de barra que responde no linealmente a fuerzas combinadas. 6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque las fuerzas resonantes combinadas son generadas a frecuencias selectivas de (SI+LO) y (SI-LO) cuando (SI) está en una frecuencia mayor o menor que la señal (LO) , el núcleo en forma de barra resuena a una de las frecuencias selectivas (SI+LO) y (SI-LO). 7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda capa eléctricamente conductora facilita la sincronización del dispositivo para la operación a frecuencias predeterminadas. 8. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo está incrustado en una microplaca o placa de circuitos integrados. 9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo incrustado es un filtro de paso de banda de microsistema electromecánico (MEMS) encapsulado, el cual está rebajado bajo una superficie superior de la microplaca o placa. 10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo tiene un espesor de aproximadamente 1 micrón. 11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de * resonancia está constituido de Si3N4, y la primera y segunda capas eléctricamente conductoras sobre las superficies opuestas del elemento de resonancia están cada una constituidas de Si2Co. 12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer elemento conductor está constituido de cromo con una monocapa superficial de paladio. 13. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el segundo elemento conductor está constituido de tungsteno. 14. Un dispositivo de mezclado y filtración de señales de comunicación construido de manera unitaria, caracterizado porque comprende: (a) un elemento de resonancia mecánica vibratorio, alargado, que tiene extremos opuestos sujetados, estando el elemento resonante construido de un material eléctricamente aislante, el elemento de resonancia tiene una primera capa eléctricamente conductora sobre una superficie del mismo, y una segunda capa eléctricamente conductora sobre una segunda superficie opuesta del mismo, estando la capa conductora conectada a suministros de energía para ser desviada por lo tanto; (b) un primer electrodo en relación estrechamente separada con el elemento de resonancia que tiene una señal de entrada (SI) suministrada a éste; (c) segundo y tercer electrodos que están colocados en relación estrechamente separada con la segunda capa eléctricamente conductora, estando el segundo y tercer electrodos localizados, respectivamente, sobre lados opuestos del primer electrodo y teniendo una señal de oscilador (LO) comúnmente aplicada al segundo y tercer electrodos; (d) y un electrodo de salida que se localiza cerca del elemento de resonancia, por lo que el miembro de resonancia responde de manera vibratoria a las fuerzas combinadas generadas a partir de una interacción eléctrica de la señal de entrada (SI) y una señal del oscilado (LO) para generar una señal de salida (Fl) definitiva de una frecuencia mezclada y filtrada derivada de una mezcla de (FI-LO; FI+LO) de la señal de entrada (SI) y la señal del oscilador (SO) y con la frecuencia de vibración natural del elemento de resonancia seleccionando la frecuencia mezclada para inducir la señal mezclada y filtrada ( Fl ) sobre el electrodo de salida . 15. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende un dispositivo de sistemas electromecánicos (MEMS) . 16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el dispositivo comprende un filtro de paso de banda encapsulado. 17. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el dispositivo está formado de una placa o microplaca de circuitos integrados. 18. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el dispositivo está incrustado en una microplaca de circuitos integrados. 19. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque las fuerzas resonantes combinadas son generadas a frecuencias selectivas de (SI+LO) y (SI-LO) cuando (SI) está en una frecuencia mayor o menor que la señal (LO) , el núcleo en forma de barra resuena a una de las frecuencias selectivas (SI+LO) y (SILO) . 20. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los electrodos adicionales están arreglados cerca del segundo y tercer electrodos, los electrodos adicionales están conectados a una fuente de corriente de CD para proporcionar contactos desviados por DC para sintonizar selectivamente el dispositivo . 21. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el dispositivo está incrustado en una microplaca o placa de circuitos integrados. 22. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el dispositivo incrustado es un filtro de paso de banda de microsistema electromecánico (MEMS) encapsulado, el cual está rebajado bajo una superficie superior de la microplaca o placa. 23. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el dispositivo tiene un espesor de aproximadamente 1 micrón. 24. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el elemento de resonancia está constituido de Si3N4, y la primera y segunda capas eléctricamente conductoras sobre las superficies opuestas del elemento de resonancia están cada una constituidas de Si2Co. 25. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el primer elemento conductor está constituido de cromo con una monocapa superficial de paladio. 26. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el segundo elemento conductor está constituido de tungsteno. 27. Un método para construir un dispositivo de mezclado y. filtración de señales de comunicación encapsulado de circuitos integrados rebajado en una placa de silicón, caracterizado porque comprende los pasos de: a) aplicar una capa enmascarante a la superficie de la placa y crear una abertura en la capa enmascarante conmensurada con el tamaño pretendido del dispositivo; b) grabar una zanja en la superficie de la placa de silicón de la abertura para formar una zanja de una profundidad que se conforme a un espesor predeterminado del dispositivo; c) aplicar una capa de un vidrio de baja temperatura, remover la capa enmascarante para levantar la capa de vidrio de la superficie de la placa permitiendo a la vez que la capa de vidrio permanezca en el fondo de la zanja; y calentar el vidrio para formar una superficie lisa que se extienda sobre fondo de la zanja; d) aplicar nuevamente una capa enmascarante a la superficie de la placa y remover la porción de la capa enmascarante que se extiende sobre la superficie de vidrio dentro de la zanja; depositar una pluralidad de capas superpuestas que consisten sucesivamente de: i) una primera capa eléctricamente conductora; ii) una primera capa desprendible; iii) una segunda capa eléctricamente conductora; iv) una capa aislante; v) una tercera capa eléctricamente conductora; vi) una segunda capa desprendible; vii) y una cuarta capa conductora; e) mover la capa enmascarante para levantar las capas depositadas de la superficie de la placa permitiendo a la vez que las capas depositadas permanezcan en la zanja; f) aplicar una capa enmascarante adicional a la superficie de la placa, formando dos aberturas sobre la zanja; remover las capas depositadas dentro de las aberturas debajo de la superficie de la capa de vidrio para formar dos pozos que conformen a las dos aberturas. 28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el recubrimiento de cobre no electrolítico es impartido en la superficie de la placa sobre la capa de sembrado de paladio para ampliar y espesar la cuarta capa eléctricamente conductora (vii) , más superior del dispositivo. 29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque las capas son sometidas a un plasma de iones reactivo para remover la primera y segunda capas desprendibles, esto da como resultado espacios entre, y respectivamente, la primera y segunda capas eléctricamente conductoras, y la tercer y cuarta capas eléctricamente conductoras . 30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque se deposita un encapsulado en un material aislante para encapsular un dispositivo en un ambiente al vacío mientras que una estructura del resonador formado por capas (iii,iv, v) es protegida del contacto con el encapsulante depositado. 31. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque una de las capas enmascarantes comprende una fotoprotección. 32. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el vidrio comprende un vidrio de borosilicato depositado por deposición electrónica, siendo el vidrio fundido a una temperatura de 300°C, y a continuación enfriado a temperatura ambiente antes de la deposición de capas sucesivas sobre él. 33. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la primera capa conductora contiene tungsteno, la segunda y tercera capas conductoras comprenden cada una Si2Co, y la cuarta capa conductora comprende cromo que tienen una capa superficial de paladio. 34. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque las capas desprendibles comprenden cada una carbón similar al diamante (DLC) . 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa aislante comprende SI3N , y junto con las segunda y tercera capas conductoras aplicadas forma una .estructura de resonador mecánico. 36. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque las capas enmascarantes son removidas a través de ataque químico iónico reactivo (RÍE) . 37. El método de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la segunda y tercera capas conductoras son atacadas químicamente en húmedo con ácido fluorhídrico amortiguado. 38. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque las capas desprendibles son removidas siendo sometidas a un plasma de oxígeno el cual reacciona con un carbono similar al diamante para convertir este último a C02, el cual sublima.