可编程部件的混合技术组合件的制作方法
【专利说明】
[0001] 优先权声明
[0002] 本申请要求于2012年4月30日提交的美国临时专利申请号61/640, 556的优先 权，将其全部公开内容通过引用结合于此。
技术领域
[0003] 在本文中公开的主题整体上涉及可调谐的电气和电子设备以及相关方法。更具体 而言，在本文中公开的主题涉及用于布置和控制调谐部件的可编程组合件的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 为了实现电子器件的可变可控电抗（例如，电容），切换部件的阵列组合成库 (bank)，以便提供相加的可编程电抗。迄今为止，利用单个切换技术和器件设计实现这些阵 列。该一致性简化了技术开发，并且是很多应用的良好解决方案，但是在某些应用（例如， 尤其是可调滤波器）中，期望大调谐范围与精细调谐分辨率相结合。通过单个设计实现这 两个结果可能要求每个器件仅仅提供非常小的电抗偏移（shift)。为了使这种配置对于大 的总电抗是具有成本效益的，这些器件必然需要在物理上非常小。然而，每个器件具有由工 序的设计规则所决定的整体面积（overheadarea)，因此，对于规定的总调谐范围，总阵列 尺寸会增大。此外，所增加的互连区域也会增大寄生效应并且降低总比率，并且功率容量通 常不随着尺寸适当地调整。因此，非常小的器件的大阵列可能不是实际的解决方案。
[0005] 一种替换方案时可仅调整阵列中的器件的子组，以便提供精细调谐。例如，在使用 微机电系统（MEMS)电容器的阵列时，该配置可提供高性能的解决方案，但是这种设置没有 面积效益，这是因为所有电容器位值通常具有相同的物理尺寸。即使将器件的子组做得物 理地更小，具有不同MEMS机械器件也使更加难以实现高工艺成品率。
[0006] 结果，将期望开关电容器阵列的配置以提供与精细调谐分辨率相结合的大调谐范 围，并且在大部分电抗中保持高Q和/或线性度，同时避免被配置成实现这种性能标准的现 有阵列的缺点。
【发明内容】
[0007] 根据本公开，提供了用于布置和控制调谐部件的可编程组合件的系统和方法。 一方面，提供了调谐部件的组合件，其包括组合在单个阵列中的多于一种形式的切换技 术（switchingtechnology)。具体而言，这种阵列可包括：一个或多个第一可切换部件 (switchableelement)，包括第一切换技术（例如，一个或多个固态受控器件）；以及一个 或多个第二可切换部件，包括与第一切换技术不同的第二切换技术（例如，一个或多个微 机电电容器）。然而，一个或多个第一可切换部件以及一个或多个第二可切换部件可被配置 为输送组合式可变电抗。
[0008] 另一方面，一种制造调谐部件的可编程组合件的方法可包括：制造包括第一切换 技术的一个或多个第一可切换部件；以及在一个或多个第一可切换部件的顶部、下方或旁 边安装一个或多个第二可切换部件。而且，一个或多个第二可切换部件包括与第一切换技 术不同的第二切换技术，并且一个或多个第一可切换部件以及一个或多个第二可切换部件 被配置为输送组合式可变电抗。
[0009] 在又一方面，一种制造调谐部件的可编程组合件的方法可包括：在单个单片半导 体管芯制造包括第一切换技术的一个或多个第一可切换部件以及包括第二切换技术的一 个或多个第二可切换部件。如上所述，第二切换技术可与所述第一切换技术不同，并且，一 个或多个第一可切换部件以及一个或多个第二可切换部件被配置为输送组合式可变电抗。
[0010] 虽然在上文中描述了本文中公开的主题的某些方面，并且通过目前公开的主题完 全或部分地实现这些方面，但是在结合附图进行以下最佳描述时，随着描述的继续，其他方 面将变得显而易见。
【附图说明】
[0011] 通过应结合附图阅读的以下详细描述，更容易理解本主题的特征和优点，仅作为 说明性而非限制性实例给出附图，并且其中：
[0012] 图1为根据目前公开的主题的实施方式的单切换技术电容器子阵列的平面图；
[0013] 图2为根据目前公开的主题的实施方式的混合技术电容器阵列的示意图；
[0014] 图3为根据目前公开的主题的实施方式的混合技术电容器阵列的侧剖视图；
[0015] 图4A和图4B为根据目前公开的主题的实施方式的在调谐部件的混合技术组合件 中的电容器件的子阵列的平面图；以及
[0016] 图4C为根据目前公开的主题的实施方式的在调谐部件的混合技术组合件中的电 容器件的多个子阵列的堆叠布置的平面图。
【具体实施方式】
[0017] 现在，详细参照在本文中的主题的可能方面或实施方式，在图中示出了其一个或 多个实例。提供每个实例，以便解释该主题，而非作为限制。实际上，作为一个实施方式的 一部分进行说明或描述的特征可用于另一个实施方式中，以便产生又一个实施方式。其目 的在于，在本文中公开和设想的主题覆盖这些修改和变化。
[0018] 如在各个图中示出的，为了说明的目的，结构或部分的某些尺寸相对于其他结构 或部分被夸大，并且因此，提供这些尺寸，以便说明本主题的一般结构。而且，参照在其他结 构和/或部分上形成的一个结构或部分，描述本主题的各个方面。本领域的技术人员将理 解，对在另一个结构或部分"上"或"上方"形成的结构，考虑可介入另一结构和/或部分。 对在另一个结构或部分"上"形成的而无中间结构或部分的一个结构或部分，在本文中描述 为"直接"形成在该结构或部分"上"。同样，将理解的是，当一个部件被称为"连接"、"附接" 或"耦接"至另一个部件时，其可直接连接、附接或耦接至其他部件，或者可存在中间部件。 相反，当一个部件被称为为"直接连接"、"直接附接"或"直接耦接"至另一个部件时，则不 存在中间部件。
[0019] 而且，在本文中使用诸如"上"、"上方"、"上部"、"顶部"、"下部"或"底部"等的相对 术语来描述如图中所示的一个结构或部分相对于另一个结构或部分的关系。将理解的是， 诸如"上"、"上方"、"上部"、"顶部"、"下部"或"底部"等的相对术语旨在覆盖除了在图中所 述的方向之外的器件的不同方向。例如，如果图中的器件翻转，则描述为在其他结构或部分 "上方"的结构或部分现在将位于其他结构或部分"下方"。同样，如果图中的器件沿着轴旋 转，则被描述为在其他结构或部分"上方"的结构或部分，现在将定位成在其他结构或部分 的"旁边"或"左边"。在全文中，相似的标号表示相似的部件。
[0020] 本主题提供了用于布置和控制各个调谐部件的可编程组合件的系统和方法。尤其 地，本主题提供了调谐部件阵列，其由组合成单个阵列的多于一种的切换技术构成。可编程 电抗的一部分（例如，电容）可实施为包括第一切换技术的部件的第一子阵列110。例如， 第一子阵列110可包括第一数量n(n> = 1)的MEMS电容器111，这可有利地提供高比率、 Q、线性度以及电压处理。例如，每个MEMS电容器111可包括MEMS可变电容器，其中，至少 第一电容电极相对于第二电容电极可移动（例如，在为相关联的驱动电极施加电压时），以 改变在第一与第二电容电极之间的电容（例如，在最小电容值与最大电容值之间）。在美国 专利号7，180，145、7,361，962、7,388,316以及7,586，164中，可找到]\^]^可变电容器的某 些特定实例，将这些专利的全部公开内容通过引用结合于此。
[0021] 例如，如图1所示，第一子阵列110可包括16个MEMS电容器111的4X4阵列（即， 第一MEMS电容器111a、第二MEMS电容器111b等，直到第n个MEMS电容器llln)。在该配 置中，阵列的分辨率可基本上等于由每个MEMS电容器111 (例如，每个大约250fF，4pF的总 调谐范围）提供的可用电容变化（例如，从最小到最大的电容变化）。当然，本主题考虑具 有其他阵列尺寸、配置以及各个部件电容。
[0022] 如果第一子阵列110单独地用于提供整个相加的可编程电容（例如，与在上面讨 论的单个切换技术中的一样），则可通过配置一个或多个MEMS电容器111以提供比剩余部 件的标准电容范围更小的电容变化，来实现更精细的分辨率。例如，MEMS电容器111可总 体上被配置为具有大约250fF的电容范围。一个MEMS电容器111 (例如，第一MEMS电容器 111a)可被调整（scale)，以提供仅仅125fF的电容范围。用这种方法，第一子阵列110的 总调谐范围会减小为3. 875pF，但是在该调谐范围内，可实现到125fF的分辨率的相应细化 (refinement)。该配置可对很多当前的应用有效。例如，对于某些阻抗调谐器应用，125fF 可为足够的分辨率。
[0023] 然而，进一步而言，该方法对于需要更精细分辨率的应用不能适当地调整，这是因 为对于每个增加的位，这需要使用全尺寸MEMS束。例如，如果使用具有相对减小的电容变 化值的器件来代替再三个MEMS电容器111，则可增加再三个二进制位的分辨率。例如，在一 个特定的配置中，第二MEMS电容器111b可被配置为具有大约63fF的电容变化，第三MEMS 电容器111c可被配置为具有大约32fF的电容变化，并且第四