TW575887B - MEMS-switched stepped variable capacitor and method of making same - Google Patents

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Description

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發明領域. 本么月大上與一機械地切換的電容有關。更精確地說 本么明與一種可藉由機械地開、和關切換電容器的附加 邛刀步進之電容器有關。此外，步進的電容器可機械地改 變。
相關括術描付C 積體電路封裝的困難之一是所選擇的規模[通常是可與一 積體電路（1C)一起設置在矽上的被動裝置]有不與傳統的主 動元件（例如場效電晶體）之整合製造相容的結構。一些元件 可设置在晶片之外，但可能限制了它們的彈性。舉例來說 ’習知技術晶載可變電容器是以有小於大約25〇/〇的調整範圍 之變谷一極體技術為基礎。例如電腦和手持裝置的微電子 裝置之複雜度進一步增加，已經引發被動裝置中可操作性 的更廣範圍之需求的增加。一個範例是可在一電腦或一手 持裝置中當成一元件使用的變容器。 圖1是舉例說明基本元件的電路10之一概要圖。在其中包 括的是一電容器12。電容器12可能是一可變電容器，也稱 為變容器。習知技術的變容二極體技術有低的拉入效應。 此外，習知技術薄膜電容器有由於電壓超過其臨界電壓 (Vc)受限制的電容可調整範圍。在Vc電壓時，薄膜崩潰而 電容器短路掉。此外，由於習知技術電容器的懸吊特性， 彈性薄膜的中央部分比邊緣部分拉得更接近於固定的電極 。這種現象在彈性薄膜的中心產生比在它所固定的彈性薄 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 575887 A7 ---------Β7 五、發明説明（2 ) " —- 膜之邊緣部分更大的區域性電容。 此外，從生產的觀點來看在一覃一雷交 卜你早冤谷為之内並未建立 廣大範圍的電容以便一電容器可適合於數種應用。 1式概沭 為了獲得其中本發明的上述和其他優點之方式，上面簡 要地描述的本發明-更特定的說明將藉由參考所隨附的圖 式中所舉例說明之特定具體實施例提供。在那些圖式中， 相似的結構將以相似的參考指示提供。為了最清楚地表示 本發明的結構，在此處所包括的圖式是積體電路結構的圖 形表示法。因此，所製造的結構之實際樣式（舉例來說在一 顯微影像令）可能出現不同而仍結合本發明的必要結構。而 且，那些圖式只展示了解本發明所必需的結構。未包括此 技術中所熟知的額外結構以維持圖式的清晰。了解這些圖 式只描述不一定依比例晝出之本發明典型的具體實施例且 因此不視為是它的範疇之限制，本發明將藉由伴隨的圖式 之使用描述和解釋額外的特性與細節，其令： 圖1是舉例說明基本元件的電路之一概要圖； 圖2a是依照本發明一具體實施例的MEMS電容器之正視 斷面圖； 圖2b是依照本發明一具體實施例的MEMS電容器之正視 斷面圖； 圖3a是依照本發明的MEMS開關之正視斷面圖； 圖3b是依照本發明的MEMS開關之正視斷面圖； 圖4是舉例說明一獨創的步進電容器之電路片段的概要 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) "爾~
圖 A7 B7 圃5疋步進電容作為 圖6是依照本發明_里/1關電路之電壓的函數之緣圖； 器之概要圖； “體例的步進和可變MEMS電容 哭本發明—具體實施例的步進和可變MEMS電容 口口 ·^概要圖； 。。實施例的步進 讓 益之概要圖； 一 圖9是曰依照本發明的可變電容器之正視斷面圖； 圖1〇是舉例說明一細⑽裝置的相關彎曲之可變電容器 的放大正視斷面圖； 圖11疋圖9中所描述可變電容ϋ的頂端透視圖； •疋可灸電谷器另一具體實施例的正視斷面圖； 圖13疋圖9中所描述可變電容器的其它可能具體實施例之 頂視圖； 圖14疋圖9中所描述可變電容器的其它可能具體實施例之 頂視圖； 圖15是圖9中所描述可變電容器的其它可能具體實施例之 頂視圖； 圖16是可變電容器另一具體實施例的正視斷面圖； 圖Π是圖16中所描述可變電容器的其它可能具體實施例 之正視斷面圖； 圖1 8是可變電容器另一具體實施例的正視斷面圖； 圖1 9是圖1 8中所描述可變電容器的其它可能具體實施例 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 575887
之正視斷面圖；和 圖20疋舉例說明獨創的方法之程序流程圖。 登明詳述 尽發明與也可在步進電容之間改變的微機電結構（MEMS) 步進電容器有關。 圖2舉例δ兑明本發明的一具體實施例，其中一 電容 态22包括一固定的電荷金屬片24、一可動的電荷金屬片26 和避免其間的短路之一介質層28。此外，MEMS電容器 包括使用一直流電位朝固定的電荷金屬片24拉動可動的電 荷金屬片26以便改變其間的電容之調節金屬片3〇。通常， 固定的電荷金屬片24和調節金屬片30配置在一基體32之上 。MEMS電容器22可稱為一第一電容器類型。可變電容器的 其他具體貫施例陳述在下面。 圖2b舉例說明本發明一第二具體實施例，其中一 MEMS 包令器2)包括一固定的電荷金屬片24、一可動的電荷金屬 片26、和避免其間短路之一介質層28。mems電容器23不包 括例如在第一電容器類型中使用的調節金屬片30。因此， 在一定的直流調節電壓，可動的電荷金屬片26將塌陷而介 貝層28將會接近及/或碰到固定的電荷金屬片24。MEMS電 谷器23可稱為一第二電容器類型。可變電容器的其他具體 實施例陳述在下面。 圖3a舉例說明本發明一具體實施例，其中一 mems開關 ^包括一固定的電荷金屬片24、一彈性開關金屬片3 6。此 外，MEMS開關34包括使用一真流電位朝固定的電荷金屬片 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 575887 A7 _B7 五、發明説明（5 ) 24拉動彈性開關金屬片36以便閉合開關之調節金屬片30。 通常，固定的電荷金屬片24和調節金屬片30配置在一基體 32之上。 圖3b舉例說明可能使用的一]VIEMS開關35之另一具體實 施例。可以看到MEMS開關3 5可能是有類似於圖2b中所描述 的MEMS電容器22之結構的一平行金屬片開關。一基體32支 撐一固定的電荷金屬片24。在固定的電荷金屬片24上面是 一彈性開關金屬片36，可朝向固定的電荷金屬片24拉動以 閉合MEMS開關34。 圖4舉例說明可如電容器12出現在圖1的電路1〇中之處使 用者。描述了 一步進電容器14，包括複數個電容器16並聯 配置在一第一電路18中。此外，複數個開關2〇與電容器16 串聯排列。在一具體實施例中，可能是有^個MEMS電容器 和m個開關约一電路，其中m<n。舉例來說，當n==2，m可 能等於1。因此電路將會有二個電容器而只有一個開關，且 開關將只與二個MEMS電容器中的一個一起排列。最好，複 數個開關至少如此處所陳述包括一 MEMS開關。 以便達到一步進電容’可能分級MEMS 關的表面區域 ，使得與一第一 MEMS電容器串聯的一第一開關有一第一 電壓閉合臨限，而與一第二MEMS電容器串聯的_第二開 關有比第一電壓閉合臨限更高的一第二電壓閉合臨限。可 繼續這種方案使得電容的線性步進等級與跨過第一電路18 施加的電壓成比例。舉例來說’如果複數個開關是Mems 開關34，1單位電壓到2單位電壓的標稱電壓丨曾知，將透碑 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公^ -------- 575887
AT _________ B7 五、發明説明（7 ) 依知、上述三種方案中之任何一種之電容的進一步定義， 玎透過獨立調整任何一個或全部如此處所陳述的電容器完 成。圖7是本發明另一具體實施例。一可變步進電容器44具 有一電容器第一電路46，其中個別的電容器48與依照此處 所陳述的第一電容器類型的複數個MEMS開關結合，以便達 到一較佳電容。在這個具體實施例_，複數個個別電容器 48中的至少一個有一可動的電荷金屬片。每一電容器以描 述為具有一電容器調整電路52，但一般了解在個別電容器 48的一個和全部之間，可能有一電容器調整電路％而是可 變的。在這個具體實施例中，增加電容方案由複數個直流 電壓：DCWDCn控制。再一次，電容器。到。的特定表面 區域，可如此處所陳述有線性、幾何、或指數任何一種電 壓閉合臨限響應特性。在一具體實施例中，個別的電容器 48依線性、幾何、和指數區域差額中之一種改變。 此外，當變動大小可視為類似於電容的整數改變，例如 電容器調整電路52的那些電路之改變的使用可視為是類似 於在整數增加上進一步定義的中間值或少量的改變。 在-第-範例中，-可變步進電容器44包括四個標稱第 一電容器，和一有五倍於四個標稱第一電容器的每一個之 衣面區域的第η電谷器。透過標稱第一電容器和第口電容器 的組合，可達到從1到9的電容之整數量範圍。電容的進一 步中間定義可如此處所陳述藉由改變標稱第一電容哭和第η 電容器（透過對改變所有步進電容可能需要的每一電°容器使 用一電容器調整電路52)的任何一個或每一個達到。。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱^ " -------- 575887
在第一範例中，除了 5倍電容器之外提供了具有每一標 稱第電合為的10倍表面區域之一額外電容器，以達到從i 到19的電容整數量範圍。然而除了 5和1〇倍電容器之外，另 一私谷器可能具有每一標稱第一電容器的2〇倍表面區域， 可達到電容從1到39的整數量範圍。如此處所陳述，中間的 或小量改變可透過獨立的調整電路5 2藉由改變任何一個或 所Θ電容器達到。其他非整數線性方案可在本發明的精神 和範疇當中建立。 當可能需要電容的更大控制，每一 MEMS開關48可能有 匕自己的開關電路52，例如一調整電路。圖8舉例說明包括 一更一般的情況之此具體實施例。在這個具體實施例中， 每一 MEMS開關48的表面區域可能大體上彼此相等，而它們 的任何一個或全部之閉合是藉由指示獨立的開關電路52施 加 充伤的會壓來關閉它們完成。如此處所陳述，可變的 個別電容器16和48的表面區域可能線性地、幾何地，或指 數地改變。此外，電容器調整電路52可對中間步階使用， 以達到電容的少量變化。 依照本發明，MEMS電容器的各種類型可用來完成所需 要的電容。圖9是由參考數字66所指定的獨創可變電容器之 一正視斷面圖。圖9舉例說明一基體68，其中配置了 一固定 的電荷金屬片70。一可動的電荷金屬片72配置在固定的電 荷金屬片70上面。可動的電荷金屬片72可能有一平面部分 74、一懸垂部分76、和一終端部分78的特色。加於可動的 電荷金屬片72之平面部分74的是一硬化劑80。硬化劑80可 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 575887 A7 ______B7 五、發明説明（9 ) 旎如可動的電荷金屬片72之平面部分74佔據相同的足跡。 在施加一調節力量之前，觀察到一第一分離距離82為固 定的電荷金屬片70和平面部分74之間的最初分離距離。同 樣地’觀察到一第二分離距離84為平面部分74和固定的電 荷金屬片70之間在一特定施加的調節力量時之可調整電容 器分離距離。 硬化劑80可以是使可動的電荷金屬片72之平面部分74 抗拒彎曲的任何材料製成。最好，硬化劑8〇是由矽氮化 物SixNy製成，其中X和y有補足計量化學和固溶體組合兩 者的數值。硬化劑80也可能由補足計量化學和固溶體組 合兩者的例如氧化矽、氧化鈦、礬土 '鈽土、二氧化钍 的氧化物和其他氧化物製成。此外，硬化劑8〇可能由允 許獨創的結構達到比大約30%更大、最好比大約50%更大 、而比大約丨00%更大最好的可調整範圍之任何材料（最好 是介質）製成。 觀察到第二分離距離84大體上是不變的。由”大體上不變 π —般意謂可動的電荷金屬片72之平面部分74的彎曲減到最 少。相關彎曲定義為沿著平面部分74的電荷表面86的任何 點對其上任何其他點在垂直關係之偏轉除以平面部分74的 長度88之相關測量。圖1〇是相關彎曲的放大細節例示，其 中偏轉差異90可相對地除以長度92量化。在本發明中的相 關彎曲可能是在從大約30%到大約0.1%、最好是從大約10% 到大約0.5%、而更好是從大約2%到大約1%的範圍中。 再次參照圖9，第一分離距離82是從可動的電荷金屬片72 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 五、 發明説明（ 之終端部分78往下到固定的電荷金屬片7〇的測量。可動的 包荷金屬片72之懸垂部分76與固定的電荷金屬片7〇分隔一 可變的距離（最大在第一分離距離82而最小在第二分離距離 84)。結果’除去這部分中的材料最好地減少懸垂部分76的 電容。 圖11是進一步說明本發明的可變電容器66之頂視圖。已 經移動硬化劑80以進一步說明可動的電荷金屬片72。看到 可動的電荷金屬片72包含在虛線94所描述的彎曲部分以一 角度父會的平面部分74和懸垂部分76，和終端部分78。終 端部分78和懸垂部分76也在由虛線96所描述的彎曲部分以 一角度交會。 圖U舉例說明懸垂部分76可能包含穿透孔98，以形成平 面部分74的一不完整表面懸垂。可動的電荷金屬片72之懸 垂部分76的不完整表面，藉由減少出現在可變第一分離距 離82的電荷表面區域的量，減少那個段落可勤的電荷金屬 片72之電容表面區域。藉此懸垂部分76的不完整表面允許 本發明的可變電容器品質的較好控制。此外，因為當有一 不完整表面懸垂時在彎曲部分7 6有較少材料必須資折，可 動的電荷金屬片72較柔軟而因此更容易調整。一般了解懸 垂部分76也可能是堅固的。在懸垂部分76有_不完整表面 處’固定的電荷金屬片70有一第一表面區域，而可動的電 荷金屬片7 2有一比第一表面區域更小的第二表面區域。 在一較佳具體實施例中·，依照本發明的電容器有一區分 為一堅固表面電荷金屬片部分和一不完整表面懸垂之可動 13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 575887 A7 一 __ B7 五、發明説明（11 ) 的電荷金屬片。 圖1 2疋舉例說明本發明另一具體實施例的另一可變電容 裔100的正視斷面圖。圖12說明一彈性介質材料1 〇2，有一 可動的電荷金屬片104配置於其上且懸垂在一固定的電荷金 屬片70上固。發現到可動的電荷金屬片1 04不能夠與固定的 私荷金屬片70進行電氣接觸，因為彈性介質材料ι〇2插入於 其間。 在14個具體實施例中，彈性介質材料丨〇2區分為一平面次 區段106、一懸垂次區段1〇8、和一終端次區段n〇。一硬化 劑80配置在彈性介質材料1〇2之上。硬化劑8〇有大體上可能 與可動的電荷金屬片1〇4以及平面次區段106相同的足跡。 可動的電荷金屬片1 〇4插入在硬化劑8〇和平面次區段1 之 間。雖然從圖12中由上而下的圖看到硬化劑go說明為完全 地遮蓋可動的電荷金屬片1〇4 , —般了解硬化劑80可能有比 可動的電荷金屬片104更大、相同、或更小的足跡。當硬化 劑80比可動的電荷金屬片1〇4更大，它可能更大從大約1〇1 到大約2、最好從大約1 · 1到大約1 · 5的係數範圍。 在彈性介質材料102中可動的電荷金屬片下面形成至少一 穿透孔98(未畫在圖12中）的程序中，至少一穿透孔98有一區 域，與彈性介質材料102的總面積成比例在一從大約1%到大 約50%、最好從大約10%到大約40%的範圍中。 圖13是本發明另一具體實施例。在這個具體實施例中， 一硬化劑80重疊在一可動的電荷金屬片112(看不見）上。在 這個具體實施例中，硬化劑80遮蔽住可動的電荷金屬片1 i 2 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝
線 575887 A7 ___ B7 五、發明説明（12 ) 之平面部分114。在這個具體實施例中，可動的電荷金屬片 112之懸垂部分H6在可動的電荷金屬片114之平面部分Π4 和終端部分11 8之間一波浪形懸垂的形狀中形成一彈簧。藉 由這個具體實施例，可對可動的電荷金屬片n2之平面部分 Π4的調節達到更大的彈性。 圖13舉例說明有”W，，和”M”形狀的懸垂部分116。雖然這 些形狀是一較佳具體實施例，可能完成更簡單或更複雜的 幵> 狀。一更簡單的形狀之範例在圖14中舉例說明。在圖14 中，一可動的電荷金屬片120有，，U”形和倒”u”形兩者的一懸 垂部为122波狀連接在可動的電荷金屬片12〇之平面部分U4 和終端部分11 8之間。較簡單形狀的另一範例在圖丨5中舉例 說明。在圖15中，一可動的電荷金屬片124包括一有”s”和 鏡像形兩者的懸垂部分126(在可動的電荷金屬片124之平 面部分114和終端部分Π 8之間起伏）。 雖然分別在圖13、14、和1 5中描述之波狀的懸垂丨丨$、 122、和126分別表現為可動的電荷金屬片112、12〇、和124 的部分’ 一般了解波狀的懸垂116、122、和126也可能是彈 性介質材料的整體部分。彈性介質材料的整體部分可能是 圖12中所描述的結構。 在一其它可能具體實施例中，组成彈性介質懸垂部分的 之波狀配置，可能是延伸穿過可動的電荷金屬片之平面部 分的一連縯波狀結構，以產生一多重通道開放配置。因此 ’圖12可舉例說明一連續波狀結構，它可能分別從一終端 部分no開始，延續為一懸垂部分108，延續為平面部分1〇6 -15- I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1 ---- 575887
五、發明説明（13 ’和結束為其他懸垂部分1〇8和終端部分110。 透過所使用特定材料（不論是電荷金屬片材料或是彈性介 質材料）及透過波狀結構的大小達到不同程度的彈性。舉例 來說，可動的電荷金屬片112之懸垂部分116有可能與可動 的電荷金屬片112之長度92及/或寬度132有關之厚度128和 ‘振幅130。同樣地，可動的電荷金屬片12〇之懸垂部分122有 可能與可動的電荷金屬片120之長度92及/或寬度132有關之 厚度128和振幅130。 圖16舉例說明本發明另一具體實施例，其中分開電容和 靜電調節的功能。一可變電容器134包括一平面部分136和 一硬化劑80。未說明懸垂部分等，但可能包括在此處陳述 的任何具體實施例。固定的電荷金屬片138可能在基體14〇 上升高到一調節器金屬片142之上。調節器金屬片142配置 在一較低基巍144上。可忽略或省略固定的電荷金屬片1 3 8 之升咼，以達到固定的電荷金屬片138和固定的調節器金屬 片142大體上在相同水平的結構。對這個其它可能具體實施 例，基體140和144可能是在相同的水平且在一單一程序步 驟中由相同材料層形成。 可動的電荷金屬片之平面部分136附著於一硬化劑80。平 面部分136和硬化劑80—起由調節器金屬片142調節，以建 立所需電容的較佳分離距離146。調節器金屬片142使用起 電力以將可動電荷金屬片的平面部分13 6重新定位到所需的 分離距離146。 圖1 7舉例說明與圖16中所描述具體實施例類_似之本發明 -16- I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董)~~------ 575887 A7 一 _ B7 五、發明説明（14 ) 另一具體實施例。一可變電容器148有與可動的調節器金屬 片1 52分離之複數個可動的電荷金屬片1 5〇的增加。依照這 個具體實施例，較佳電容的建立可在起電力施加於固定的 调節金屬片142和可動的調節器金屬片1 52之間的地方實 行。這種調節方法對固定的電荷金屬片138和可動的電荷金 屬片150之間建立的電容有減低的效果（如果有任何效果）。 因此’所需電容的建立可能更直接地與分離距離丨46有關。 圖1 8舉例說明本發明又另一具體實施例，其中電容和靜 電調節的功能分開。一固定的電荷金屬片1 54可能在基體 156上升尚到一調節器金屬片158之上。調節器金屬片158配 置在一較低基體160之上。可能忽略或省略固定的電荷金屬 片ί 54之升高，以達到固定的電荷金屬片1 54和固定的調節 為金屬片1 5 8大體上是在相同水平的結構。對這個其它可能 具體實施例，基體1 56和160可能是在相同水平，且在一單 一程序中由相同材料層形成。 可動的電荷金屬片之平面部分136附著於一硬化劑80。平 面部分136和硬化劑80—起由調節器金屬片158調節，以建 立所需電容的較佳分離距離146。調節器金屬片158使用起 電力以將可動電荷金屬片的平面部分1 36重新定位到一所需 的分離距離146。 圖19舉例說明與圖1 8中所描述具體實施例類似的本發明 另一具體實施例，有可動的電荷金屬片162與可動的調節器 金屬片16 4分離的附加。依照這個具體實施例，較佳電容的 建立可在起電力施加於固定的調節器金屬片166和可動的調 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 575887
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裝 訂
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五、發明説明（17 ) 成較低的基體160、和在較低的基體160上形成固定的，於 器金屬片158而形成。升高的基體156不是透過沉；殿就是： 過蝕刻進入凹口 172的一部分形成。固定的電荷金屬片Μ# 形成在升高的基體156上，而將被除去的一充填材料依照此 處陳述的具體實施例在彈性介質層（未畫出）的形成斯間填入 凹口 172。當固定的電荷金屬片154和固定的調節器金屬： 158是在相同高度，它們可能由相同的金屬層模製。除了帶 有模製可動的電荷金屬片162以形成可動的調節器金屬I 164之增加的限制之外，可變電容器18〇由_相似的方法形 成。 本發明存在清楚的優點。一個優點是達到在習知技術中 不可達到的可調整範圍。因為如此處所揭露的硬化劑之出 現，在可動的電荷金屬片和固定的電荷金屬片之間的重要 間隙可比習知技術中所可允許的更小。結果，可變電容器 的可調整範圍可能比100%更多。以非限制的範例之方式， 當應用於無線技術時，本發明的可變電容器可使一無線裝 置能夠在例如900百萬赫茲（MHz)、1.9千兆赫茲（GHz)、和 2.4千兆赫茲（GHz)的多重波段操作。因此，可改變收發裝 置設計使相同的可變電容器能夠對各種頻率使用。 另一優點是對一較佳電容的建立和控制是更可預期的而 因此更可靠。硬化劑和不完整表面懸垂的出現大大地減少 習知技術靠近可變電容器的終點端不改變的電容。此外， 如此處所揭露的調節和電容的分離允許更大的控制。 除了可變電谷器的波狀懸垂之外，也可能如此處所陳述 -20-
裝 言丁
線 本紙張尺度_ t @ s x_—公爱）

Claims (1)

  1. 575887 第090129301號專利申請案 B8 中文申請專利範圍替換本(92年10月）漂 六、申請專利範圍 1. 一種微機電（MEMS)電容器，包含： 在一電路中並聯排列的複數個MEMS電容器； 與一第一 MEMS電容器串聯的一第一開關，其中該第 一開關有一第一電壓閉合臨限值；和 與一第二MEMS電容器串聯的一第二開關，其中該第 二開關有比該第一電壓閉合臨限值更高的一第二電壓閉 合臨限值。 2. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中至少一開關 包含至少一 MEMS開關。 3. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中至少一開關 包含至少一平行金屬板開關。 4. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中複數個電容 器中之至少一個有一可動的電荷金屬片。 5. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中複數個電容 器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 容器配置成達到複數個線性地步進的電容。 6. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中複數個電容 器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 容器配置成達到複數個線性地步進的電容，且其中具有 一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置 成達到複數個中間步進電容。 7. 如申請專利範圍第1項之MEMS電容器，其中複數個電容 器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 容器配置成達到複數個幾何步進的電容。 O:\75\75059-921031 .DOC 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 575887 A8 B8 ______ C8 " --——— ____〇8 六、申請專利範圍^ ~ --- 8·=申請專利範圍第i項之MEMS電容器，其中複數個電容 =二之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 谷杰配置成達到複數個幾何步進的電容，且其中具有一 可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置成 達到複數個中間步進電容。 9· f申請專利範圍第！項之MEMS電容器，其中複數個電容 為中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 容器配置成達到複數個指數步進的電容。 10·如申請專利範圍第i項之MEMS電容器，其中複數個電容 ，中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個電 容器配置成達到複數個指數步進的電容，且其中具有一 了動的笔荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置成 達到複數個中間步進電容。 11· 一種微機電（MEMS)電容器，包含： 在一第一電路中並聯排列的複數個MEMS電容器；和 至少一開關，在該第一電路中與複數個MEMS電容器 之至少一個串聯排列，其中至少一開關的每一個是從一 第二電路調節以建立第一電路的一電容值。 12·如申請專利範圍第丨丨項之memS電容器，其中至少一開 關包含至少一 MEMS開關。 13·如申請專利範圍第u項之Mems電容器，其中至少一開 關包含至少一平行金屬板開關。 14·如申請專利範圍第11項之MEMS電容器，其中該至少一 開關進一步包含： -2 - O:\75\75059-921031 .DOC 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 六、申請專利範園 與一第一 MEMS電容器串聯的一第一開關，其中該第 一開關有一第一電壓閉合臨限值；和 與一第二MEMS電容器串聯的一第二開關，其中該第 二開關有比該第一電壓閉合臨限值更高的一第二電壓閉 合臨限值。 & 15·如申請專利範圍第11項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片。 16.如申請專利範圍第u項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電谷益配置成達到複數個線性地步進的電容。 17·如申請專利範圍第u項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電谷裔配置成達到複數個線性地步進的電容，且其中具 有一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配 置成達到複數個中間步進電容。 18·如申請專利範圍第u項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電谷裔'配置成達到複數個幾何步進的電容。 19·如申請專利範圍第u項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電容器配置成達到複數個幾何步進的電容，且其中具有 一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置 成達到複數個中間步進電容。 20.如申請專利範圍第u項之MEMS電容器，其中複數個電 O:\75\75059-921031 .DOC 5 -3 - 8 8 8 8 A BCD 575887 、申請專利範圍 谷ϋ之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電谷器配置成達到複數個指數步進的電容。 21·::請專利範圍第u項之MEMS電容器，#中複數個電 ^中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 笔谷配置成達到複數個指數步進的電容，且並中且有 一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置 成達到複數個中間步進電容。 22· —種微機電（MEMS)電容器，包含： 在一第一電路中並聯排列的複數個Mems電容器；和 至少一開關，在該第一電路中與複數個MEMS電容器 之至少一個串聯排列，其中至少一開關的每一個是從一 各別獨立的電路調節以建立第一電路的一電容值。 23·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中至少一開 關包含至少一 MEMS開關。 24·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中至少一開 關包含至少一平行金屬板開關。 25·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中該至少一 開關進一步包含： 在一獨立的電路中之至少二個開關，包含至少一第一 開關和一弟一開關，其中該第一開關有一第一電屋閉合 Sm限值’且該第二開關有比該第一電壓閉合臨限值更高 的一第二電壓閉合臨限值。 26·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片。 O:\75\75059-921031 .DOC 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐)
    575887
    2 7 .=申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 =器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 电谷裔配置成達到複數個線性地步進的電容。 28·=申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 2器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 兒谷咨配置成達到複數個線性地步進的電容，且其中具 有一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配 置成達到複數個中間步進電容。 29·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 各器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電谷裔配置成達到複數個幾何步進的電容。 30·如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 =器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 兒谷器配置成達到複數個幾何步進的電容，且其中具有 一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置 成達到複數個中間步進電容。 31· 32.
    裝 η 如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電容器配置成達到複數個指數步進的電容。 如申請專利範圍第22項之MEMS電容器，其中複數個電 容器中之至少一個有一可動的電荷金屬片，其中複數個 電容器配置成達到複數個指數步進的電容，且其中具有 一可動的電荷金屬片之複數個電容器中之至少一個配置 成達到複數個中間步進電容。 O:\75\75059-921031 .DOC 5 -5-
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1343190A3 (en) * 2002-03-08 2005-04-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Variable capacitance element
EP1383234B1 (en) * 2002-07-16 2010-03-17 Lucent Technologies Inc. Varactor with extended tuning range
US6885597B2 (en) * 2002-09-10 2005-04-26 Infineon Technologies Aktiengesellschaft Sensing test circuit
US6661069B1 (en) * 2002-10-22 2003-12-09 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical varactor with enhanced tuning range
FR2851368B1 (fr) * 2003-02-18 2008-03-07 Agence Spatiale Europeenne Composants electroniques comportant des condensateurs micro electromecaniques a capacite ajustable
US6975193B2 (en) * 2003-03-25 2005-12-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Microelectromechanical isolating circuit
US6987432B2 (en) * 2003-04-16 2006-01-17 Robert Bosch Gmbh Temperature compensation for silicon MEMS resonator
US7167135B2 (en) * 2003-09-11 2007-01-23 Intel Corporation MEMS based tunable antenna for wireless reception and transmission
CN100345229C (zh) * 2003-09-19 2007-10-24 清华大学 一种平行四边形结构的微机械可变电容
US7126438B2 (en) * 2004-05-19 2006-10-24 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Circuit and method for transmitting an output signal using a microelectromechanical systems varactor and a series inductive device
US7928914B2 (en) * 2004-06-21 2011-04-19 Motorola Mobility, Inc. Multi-frequency conductive-strip antenna system
US7365959B1 (en) 2004-08-12 2008-04-29 Charles Barry Ward Multi value capacitor
US7348928B2 (en) 2004-12-14 2008-03-25 Intel Corporation Slot antenna having a MEMS varactor for resonance frequency tuning
US7957277B2 (en) * 2005-02-25 2011-06-07 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and system for routing packets via intra-mesh and extra-mesh routes
US7283347B2 (en) * 2005-08-31 2007-10-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Low cost digital variable capacitor
US7617577B2 (en) * 2005-08-31 2009-11-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method of forming a low cost digital variable capacitor
JP4910679B2 (ja) 2006-12-21 2012-04-04 株式会社ニコン 可変キャパシタ、可変キャパシタ装置、高周波回路用フィルタ及び高周波回路
JP5147857B2 (ja) * 2007-01-18 2013-02-20 エプコス アクチエンゲゼルシャフト 切替可能なキャパシタアレイ
US20100134195A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-03 Electronics And Telecommunications Research Institute Capacitor having variable capacitance and digitally controlled oscillator including the same
US8519966B2 (en) * 2009-04-28 2013-08-27 Broadcom Corporation Capacitor for use in a communication device and methods for use therewith
US8363380B2 (en) 2009-05-28 2013-01-29 Qualcomm Incorporated MEMS varactors
JP2010284748A (ja) * 2009-06-11 2010-12-24 Toshiba Corp 電気部品
IT1397115B1 (it) * 2009-11-27 2012-12-28 St Microelectronics Rousset Struttura risonante microelettromeccanica con migliorate caratteristiche elettriche.
KR101630759B1 (ko) * 2010-12-14 2016-06-16 삼성전자주식회사 초음파 변환기의 셀, 채널 및 이를 포함하는 초음파 변환기
CN102176376A (zh) * 2010-12-31 2011-09-07 航天时代电子技术股份有限公司 一种基于mems继电器的宽幅可调电容
TWI527071B (zh) * 2011-06-03 2016-03-21 Intai Technology Corp Contact structure of electromechanical system switch
US9196429B2 (en) * 2011-06-03 2015-11-24 Intai Technology Corp. Contact structure for electromechanical switch
KR101761819B1 (ko) 2011-08-24 2017-07-26 삼성전자주식회사 초음파 변환기 및 그 제조 방법
US8940570B2 (en) 2012-01-03 2015-01-27 International Business Machines Corporation Micro-electro-mechanical system (MEMS) structures and design structures
US20130176657A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Electromechanical systems variable capacitance assembly
KR101477699B1 (ko) 2012-05-04 2015-01-06 삼성전자주식회사 디지털 코드에 따라 지수적으로 제어되는 차단주파수 특성을 갖는 필터 및 증폭기
US9197188B2 (en) * 2012-09-13 2015-11-24 The Regents Of The University Of Michigan Wide range continuously tunable capacitor bank
CN108281286B (zh) 2012-09-20 2020-04-07 维斯普瑞公司 微机电系统(mems)可变电容器装置及相关方法
US9474150B2 (en) 2013-12-10 2016-10-18 Tdk Corporation Transmission line filter with tunable capacitor
US9424994B2 (en) 2013-12-10 2016-08-23 Tdk Corporation Tunable interdigitated capacitor
US9443657B1 (en) 2013-12-10 2016-09-13 Tdk Corporation Piezo controlled variable capacitor
EP3556247B1 (en) * 2018-04-18 2021-03-31 Braun GmbH Personal hygiene device with treatment force measurement unit
CN111750905B (zh) * 2019-03-29 2023-05-09 财团法人工业技术研究院 可调整感应电容值的微机电感测装置
DE102020202137A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung für lineare variable Kapazität

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526172A (en) * 1993-07-27 1996-06-11 Texas Instruments Incorporated Microminiature, monolithic, variable electrical signal processor and apparatus including same
US5644349A (en) * 1994-09-07 1997-07-01 Xerox Corporation Mechanical capacitor
JPH09199376A (ja) * 1996-01-18 1997-07-31 Murata Mfg Co Ltd 可変容量コンデンサ
US5880921A (en) * 1997-04-28 1999-03-09 Rockwell Science Center, Llc Monolithically integrated switched capacitor bank using micro electro mechanical system (MEMS) technology
US6034414A (en) 1997-11-18 2000-03-07 Industrial Technology Research Institute Variable capacitor using resistor generated heat to control dielectric thickness
US6049702A (en) 1997-12-04 2000-04-11 Rockwell Science Center, Llc Integrated passive transceiver section
US6242989B1 (en) * 1998-09-12 2001-06-05 Agere Systems Guardian Corp. Article comprising a multi-port variable capacitor
US6150901A (en) 1998-11-20 2000-11-21 Rockwell Collins, Inc. Programmable RF/IF bandpass filter utilizing MEM devices
US6418006B1 (en) * 2000-12-20 2002-07-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Wide tuning range variable MEMs capacitor

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Publication number Publication date
US20020079743A1 (en) 2002-06-27
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KR100532210B1 (ko) 2005-11-29

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