内部生成的用于静电mems的dft阶梯式迟滞扫描的制作方法_3

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是根据另外的实施例的、用于测试MEMS迟滞的DFT实施的示意图。图1lA示出了对施加到下拉电极1102的电压进行测试的实施例,而图1lB示出了对施加到上拉电极1104的电压进行测试的实施例。可以设想的是,该测试可以在下拉电极1102和上拉电极1104两者上进行。
[0056]MEMS器件1100包括下拉电极1102、上拉电极1104、RF电极1106和接地电极1108。接地电极1108连接到地并且连接到可移动板1110。电介质层1112布置在下拉电极1102和RF电极1106之上。另一电介质层1114布置在上拉电极1104和在其中布置有可移动板1110的空腔1116之间。
[0057]如图1lA所示,下拉电极1102耦合到多个开关1118、1120。当闭合时,第一开关1118使下拉电极1102连接到地。在图11B中,当第一开关1118闭合时,上拉电极1104连接到地。在图1lA中,第二开关1120连接到电源管理装置1122。类似地,在图1lB中,第二开关1120连接到电源管理装置1122。因此,当第二开关1120闭合时,下拉电极1102(图11A)或者上拉电极1104(图11B)连接到电源管理装置1122。电源管理装置1122和MEMS器件1100都布置在由盒体1124表示的单个封装中。应理解的是,电源管理装置1122和MEMS器件1100布置在单个封装中。在一个实施例中,该单个封装可以包括在其上布置有电源管理装置1122和MEMS器件1100两者的单个芯片。在另一实施例中,该单个封装可以包括作为单个整体协同工作的单独的芯片,其中,MEMS器件1100在第一芯片上,而电源管理装置1122布置在第二芯片上。
[0058]电源管理装置1122包括电荷栗1128,电荷栗1128耦合到门电路1130。门电路1130耦合到节点和来自比较器113 2的输出两者。该比较器具有来自V?节点和梯形电阻的输入。该梯形电阻划分电荷栗1128的输出。该梯形电阻包括串联地耦合在一起的多个电阻器RO…Rn。地址位c〈0>、c〈l>、c〈n>被编程为逐步“激励”或工作,使得达到下一电压水平,并且测量MEMS器件1100的电容。因此,通过操作地址位c〈0>、c〈l>、c〈n>来施加渐增的电压。基于逐步的电压增大,确定施加到吸合电极的激励电压VpK对于图11A)或者施加到上拉电极的激励电压(对于图118)。类似地,通过逐步减小电压(8卩,操作地址位(3〈0>、(:〈1>、(3〈11>),再次测量电容并且检测来自底部电极的释放电压Vrl(对于图11A)或来自顶部电极的释放电压(对于图11B)。如此确定对于具体MEMS器件1100的迟滞曲线。应理解的是,多个MEMS器件可以耦合到电源管理装置1122。多个MEMS器件可以共同地作为DVC工作。
[0059]图11(:示出了具有四个开关1118六、11188、112(^、112(?的实施例,其中凭借这四个开关,上拉电极1104和下拉电极1102两者都耦合到电源管理装置1122并且耦合到地。上拉电极1104通过开关1118A耦合到地,并且通过开关1120A耦合到电源管理装置1122。下拉电极1102通过开关1118B耦合到地,并且通过开关1120B耦合到电源管理装置1122。在工作期间,当可移动板1110被下拉电极1102向下拉时,开关1120B连接到电源管理装置1122,并且开关1118B与地断开。同时,上拉电极1104接地,其中凭此,开关1118A连接到地,并且开关1120A与电源管理装置1122断开。当可移动板1110被向上拉时,上拉电极1104通过与电源管理装置1122接合的开关1120A耦合到电源管理装置1122,而开关1118A与地解耦合。同时,下拉电极1102通过开关1118B耦合到地,而开关1120B与电源管理装置1122断开。
[0060]图12A是图示了根据一个实施例的、测试MEMSDVC的方法的流程图1200。起初,在步骤1202中向下拉电极施加低电压。施加到下拉电极的电压将可移动板拉动更接近RF电极,并且会导致MEMS RF-电容的增大。在已经施加电压之后,在步骤1204中测量MEMS器件的电容。如果电容等于MEMS器件的最大电容,则在步骤1208中已确定吸合电压Vpi。如果所测量的电容不等于最大电容,则在步骤1202中逐步增大电压,在步骤1204中在每个逐步增大的电压下测量电容直到达到最大电容为止,并且在步骤1208中已确定吸合电压。
[0061 ] 一旦吸合电压Vp i已确定,则确定释放电压。通过在步骤1210中减小施加到下拉电极的电压来确定释放电压。随后在步骤1212中测量电容。如果电容等于独立电容,则已确定释放电压。然而,如果所测量的电容仍很较大,则在步骤1210中逐步减小电压。电容是在每个逐步减小的电压下测量的电容。如果在步骤1214中,所测量的电容等于独立态的电容,则在步骤1216中已确定释放电压。
[0062]图12B是图示了根据一个实施例的、测试MEMSDVC的方法的类似流程图1250。起初,在步骤1252中向上拉电极施加低电压。施加到上拉电极的电压将可移动板拉动远离RF电极,并且会导致MEMS RF-电容的减小。在已经施加电压之后,在步骤1254中测量MEMS器件的电容。如果电容等于MEMS器件的最小电容,则在步骤1258中已确定上拉电压Vpu。如果所测量的电容不等于最小电容,则在步骤1252中电压逐步增大电压,在步骤1254中在每个逐步增大的电压下测量电容直到达到最小电容为止,并且在步骤1258中已确定上拉电压。
[0063]—旦上拉电压Vpu已确定,则确定释放电压。通过在步骤1260中减小施加到上拉电极的电压来确定释放电压。随后在步骤1262中测量电容。如果电容等于独立电容,则已确定释放电压。然而,如果所测量的电容仍较大,则在步骤1260中逐步减小电压。在每个逐步减小的电压下测量电容。如果在步骤1264中,所测量的电容等于独立电容,则在步骤1266中已确定释放电压。
[0064]应理解的是,本文中公开的实施例不限于使用如图1-3所示的MEMS的MEMSDVC。本文中公开的实施例可应用于在MEMS器件中使用M頂电容器的MEMS DVC。图13A-13C示出了使用可应用于本文中所论述的实施例的M頂电容器的MEMS器件。
[0065]图13A是处于独立状态的、具有MIM电容器的MEMSDVC器件1300的示意性横截面图。图13B是处于C馱状态的、图13A的MEMS DVC器件1300的示意性横截面图。图13C是处于C最小状态的、图13A的MEMS DVC器件1300的示意性横截面图JEMS DVC器件1300包括吸合电极1302、1304和RF线1306AF线1306在整个MEMS DVC空腔中延伸,并且对空腔内的一个或更多个MEMS器件来说是共有的。MEMS桥接件包括落在凸部1310上的层1308,所述凸部1310覆盖在吸合电极1302、1304上面。MEMS桥接件的顶部层1312通过一个或更多个柱1314连接到底部层1308。层1308、1312和柱1314包括导电材料。顶部层1312可以不一直延伸到结构的末端,使得层1312在长度上比层1308更短。接地的MEMS桥接件通过通孔1316连接到下层的金属化部。绝缘层1318覆盖有金属电极1320,金属电极1320被用于针对C最小状态而将MEMS桥接件拉到顶部。这有助于在C最小状态中减小开关的电容。填充刻蚀孔的顶部绝缘层1322被用于移除牺牲层。顶部绝缘层1322进入这些孔中,并且帮助支承悬臂的末端,同时还密封空腔使得空腔中存在低压环境。
[0066]为了形成M頂,存在落地柱(landing post) 1324,落地柱132
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