MEMS)可变电容器，包括: 附着到基底的固定驱动电极； 附着到所述基底的固定电容电极；以及 定位在所述基底上方并相对于所述固定驱动电极和所述固定电容电极能移动的活动部件，所述活动部件包括: 定位在所述固定驱动电极上方的可动驱动电极；以及 定位在所述固定电容电极上方的可动电容电极； 其中所述可动电容电极的至少一部分以第一间隙与所述固定电容电极间隔开；以及 其中所述可动驱动电极以大于所述第一间隙的第二间隙与所述固定驱动电极间隔开。
2.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述可动驱动电极从所述活动部件向所述固定驱动电极突出第一距离；以及 所述可动电容电极从所述活动部件向所述固定电容电极突出第二距离，所述第二距离大于所述第一距离。
3.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述固定驱动电极从所述基底向所述可动驱动电极突出第三距离；以及 其中所述固定电容电极从所述基底向所述可动电容电极突出第四距离，所述第四距离大于所述第三距离。
4.根据权利要求3所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述固定电容电极定位在以沉积或其它方式附着到基底上的基座上。
5.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述固定电容电极定位在基底的面对活动部件的顶面上或者上方；以及 其中所述固定驱动电极定位在第一表面下方的基底内。
6.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述活动部件包括相对于基底固定的第一端和相对于基底固定的与所述第一端相对的第二端；以及 其中所述可动电容电极在大致垂直于所述基底的附着有固定电容电极的表面的方向上能移动。
7.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，包括至少一个在可动驱动电极处或其附近附着到所述活动部件上的隔开的凸起，所述至少一个隔开的凸起从所述可动驱动电极向所述固定驱动电极突出以阻止所述可动驱动电极与所述固定驱动电极接触。
8.根据权利要求7所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述至少一个隔开的凸起从所述可动驱动电极突出大致等于所述第一间隙和所述第二间隙的尺寸之间的差的距离。
9.根据权利要求8所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述可动电容电极包括: 一个或多个以所述第一间隙与所述固定电容电极间隔开的突出的电容部；以及 一个或多个以大于所述第一间隙的距离与所述固定电容电极间隔开的凹陷的电容部。
10.根据权利要求9所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述一个或多个突出的电容部中每一个的大小大致相似于所述至少一个隔开的凸起的大小。
11.根据权利要求8所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中以微米计的所述第一间隙和所述第二间隙尺寸之间的差大于驱动电压V5ra和在所述可动驱动电极与所述固定驱动电极之间产生的最大电场之间的比值，其中乂_在10和100V之间，并且其中E4大在100和1000V/μ m之间。
12.根据权利要求1或11所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述第一间隙和所述第二间隙尺寸之间的差被选择为使得所述可动驱动电极和所述固定驱动电极之间的自驱动电压在预定的阈值之上。
13.根据权利要求12所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述第一间隙和所述第二间隙尺寸之间的差小于或者等于所述第二间隙尺寸的四分之一。
14.根据权利要求1所述的微机电系统(MEMS)可变电容器，其中所述第一间隙和所述第二间隙尺寸之间的差在大约1nm和500nm之间。
15.—种微机电系统(MEMS)可变电容器，包括: 附着到基底的固定电容电极； 在所述固定电容电极的对侧附着到所述基底上的第一固定驱动电极和第二固定驱动电极； 活动部件，包括相对于基底固定的第一端和相对于基底固定的与所述第一端相对的第二端，所述活动部件的中部定位在所述基底的上方并相对于所述固定电容电极、所述第一固定驱动电极和所述第二固定驱动电极能移动，所述活动部件包括: 定位在所述第一固定驱动电极上方的第一可动驱动电极； 定位在所述第二固定驱动电极上方的第二可动驱动电极；以及 定位在所述固定电容电极上方的可动电容电极； 其中所述可动电容电极的至少一部分以第一间隙与所述固定电容电极间隔开；以及其中所述第一可动驱动电极和所述第二可动驱动电极分别以大于所述第一间隙的第二间隙与所述第一固定驱动电极和所述第二固定驱动电极间隔开。
16.—种微机电系统(MEMS)可变电容器，包括: 附着到基底的固定驱动电极； 附着到所述基底的固定电容电极；以及 定位在所述基底上方并相对于所述固定驱动电极和所述固定电容电极能移动的活动部件，所述活动部件包括: 定位在所述固定驱动电极上方的可动驱动电极； 定位在所述固定电容电极上方的可动电容电极；以及 至少一个在所述可动驱动电极处或其附近附着到所述活动部件的隔开的凸起； 其中所述可动电容电极的至少一部分以第一间隙与所述固定电容电极间隔开； 其中所述可动驱动电极以大于所述第一间隙的第二间隙与所述固定驱动电极间隔开；以及 其中所述至少一个隔开的凸起从所述可动驱动电极突出大致等于所述第一间隙和所述第二间隙的尺寸之间的差的距离。
17.一种用于制造微机电系统(MEMS)可变电容器的方法，所述方法包括: 在基底上沉积固定驱动电极； 在所述基底上沉积固定电容电极； 在所述固定驱动电极和所述固定电容电极上沉积牺牲层； 蚀刻牺牲层以在固定电容电极上方的牺牲层的区域中形成凹槽； 在所述固定驱动电极上方的牺牲层上沉积可动驱动电极； 在所述固定电容电极上方的牺牲层的所述凹槽中沉积可动电容电极； 在所述可动驱动电极和所述可动电容电极上沉积结构材料层；以及除去所述牺牲层使得所述可动驱动电极、所述可动电容电极和所述结构材料层限定悬在所述基底的上方的并且相对于所述固定驱动电极和所述固定电容电极能移动的活动部件； 其中所述可动电容电极的至少一部分以第一间隙与所述固定电容电极间隔开；以及 其中所述可动驱动电极以大于所述第一间隙的第二间隙与所述固定驱动电极间隔开。
【专利摘要】用于微机电系统(MEMS)可调电容器的系统，设备和方法，所述电容器包括附着到基底的固定驱动电极，附着到所述基底的固定电容电极；以及定位在所述基底上方并相对于所述固定驱动电极和所述固定电容电极移动的活动部件。所述活动部件包括：定位在所述固定驱动电极上方的可动驱动电极和定位在所述固定电容电极上方的可动电容电极。所述可动电容电极的至少一部分以第一间隙与所述固定电容电极间隔开，以及所述可动驱动电极以大于所述第一间隙的第二间隙与所述固定驱动电极间隔开。
【IPC分类】H01G5-16
【公开号】CN104798154
【申请号】CN201380060719
【发明人】亚瑟·S·莫里斯, 达娜·德雷乌斯, 诺里托·巴伊坦
【申请人】维斯普瑞公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年9月20日
【公告号】EP2898519A1, US20140211366, WO2014047525A1