接触件35uN的力的情况下应该产生600欧姆的接触电阻。
[0031]图1示出了从顶部示出的电阻开关式数字可变电容器的一种可能实施。在该设计中，I标记通过迹线连接到被遮蔽的金属绝缘体金属电容器的RF垫所处的地方。这些电容器然后通过小型开关阵列3接地，所述小型开关阵列包含并联(5)工作的大约20个小型开关。在开关阵列端部存在到地的迹线4。6标记比特O，7标记比特I，8标记比特2，9标记比特3并且10标记比特4。在一个实施例中，数字可变电容器具有一个较小的比特OM頂、一个较大的比特1MIM、两个较大的比特2MIM、四个较大的比特3MIM和八个较大的比特4MIM。图1不是完全成比例的，这是因为会期望小型开关的数目与MM的尺寸成比例使得RC时间常数会保持相同。
[0032]图2A和2B示出了在图1中被标记为3的欧姆开关阵列的俯视图和侧视图。图2A为在图1中被标记为3的开关阵列的俯视图。11标记在被标记为14的小型开关下延伸的RF线。12和13示出了拉近电极。2B示出了具有上拉电极15、空腔16、在开关之下的绝缘层17、和RF线，而18是导电接地平面。19是下层硅衬底，其还可以具有被设计在其中的CMOS地址电路以操作数字可变电容器。
[0033]图3A示出了在图2A中被标记为14并且在该图中以虚线方框标记的以阵列布置的开关中的一个的俯视图。12和13标记拉近电极而11是RF线。MEMS桥的层22可以降落在凸部15A和15B上。MEMS桥的两个层20、22由导电材料制成并且利用被标记为21的通孔结合在一起。层20可以不一直延伸到结构的端部，使得层20如图3B所示地在长度上比层22更短。接地的MEMS桥通过通孔23连接到下层金属化部。19是被金属18覆盖的顶部氧化物，其用于将MEMS上拉到顶以处于关闭状态。这有助于降低开关在关闭状态下的电容。17标记顶部氧化物，其填充被用于移除牺牲层的刻蚀孔。顶部氧化物进入这些孔并且帮助支承悬臂的端部，同时还密封空腔使得空腔中存在低压环境。16指示导电的并且与悬臂的导电底面接触的两个降落柱中的一个。16B为导电柱上的表面材料，其提供良好导电性、对周围材料的低反应性、和用于长寿命的高熔化温度以及硬度。底面可以涂布有绝缘体，但是窗口在悬臂的底面上被打开以提供用于在MEMS被下拉时与导电柱电接触的导电区域16C。
[0034]图4A示出了在向12和13(图3A和3B)施加电压的情况下被拉近的悬臂，使得层22(图3B)降落在绝缘凸部15A和15B(图3B)上。悬臂的导电底面降落在两个导电柱上(仅示出了一个，由于另一个在其后面)(图3B中为16)。这给出了低电阻状态。图4B示出了在已利用图3B中的电极18将悬臂拉到顶之后的悬臂。其与图3B所示的绝缘层19接触。这防止了上拉电极和悬臂之间的任何电接触。虚线矩形中的区域在图5A和5B中示出。
[0035]虽然在这些图中未示出，但是在悬臂的大部分底面和顶部之上可以存在绝缘层。在悬臂的底面上的绝缘体中生成孔以允许其与导电柱16接触。在该状态下，悬臂到RF线的电阻非常大并且到该线的电容耦合小。
[0036]图5B示出了图4B中的虚线矩形的放大图并且示出了处于上位置的悬臂，其在该位置中具有在接触件顶部和悬臂底部之间的间隙D。图5A示出了处于下位置的同一器件，其中如图4A中的虚线矩形所示，悬臂与导电柱电接触。X标记悬臂和下拉电极之间的间隙。
[0037]图6示出了具有连接到MEMS悬臂阵列的M頂电容器Cmimi的器件的示意图，所述悬臂切换一个MIM电容器并且具有在打开时的Rcin以及在关闭时的Cciff的组合电容。在打开时，Ron与Cmim串联，并且在关闭时，Cciff与Cmim串联。Rqn为一个阵列中、连接到一个MIM电容器的并行切换的所有电阻器的接触电阻。MEMS充当开关，并且要么连接到RF线要么不连接到任何物体。Cmimi是指第一MIM电容器，而Cmim N是指第Nf MIM电容器。
[0038]设计使得Rqn〈〈Cmim并且Coff〈〈Cmim。这意味着在MEMS悬臂打开时，RF线和地之间的电容由Cmim值控制，而在断开时由Qw控制。该电阻会由并联的所有接触件的组合电阻Rqn控制。用于接触件的材料必须被选择为使得其会持续对于大多数产品所需的十亿次循环，并且具有低接触电阻以及能够与CMOS制造设备兼容。
[0039]为了确保接触件不被污染，重要的是它们不会经历可能导致有机材料的薄层沉积在接触件之上的周围环境。这些提供了对能够极大地增大接触电阻的输送障碍。对于一些材料来说，0.2nm厚的绝缘层能够使电阻提高9倍。为了保持接触件干净，MEMS器件在其本身的空腔中被制造。利用低压力气体蚀刻移除牺牲材料，以将其从MEMS开关之上和之下移除，留下在器件之上的空腔以及在悬臂桥锚固件附近的空腔中的小孔。在同一工具中，材料也在低压力下被沉积，其填充空腔并且在MEMS器件周围密封低压力环境。
[°04°]接触区域会具有一定的粗糙度，使得整个接触区域不会物理地接触(touching)。当间距增大一个纳米时，从一个金属到另一金属穿过真空的隧穿率减小超过5个数量级，因此电阻由处于物理接触中的微凸体控制。这些微凸体的数量和半径会改变接触电阻，因此金属加工必须为使得微凸体的曲率半径小并且使得它们在尺寸上相似。接触件的电阻会依赖于接触材料的电阻率和微凸体的接触面积。其还依赖于在每个微凸体处的力。接触力的增大首先使微凸体弹性变形，使接触面积大，使力更加增大，然后导致非弹性变形，所述非弹性变形增大了面积而进一步导致较小的电阻率。如果材料硬，那么在力下该面积的非弹性增大会变小。
[0041]通常许多接触件由金制成，这是由于其不容易受到污染并且由于材料软且其具有高的导电性。然而，这在CMOS制造设备中是不允许的并且因此不是最佳的选择。氮化钛是良好的材料，这是由于其已经被用于CMOS制造，在CMOS制造中其被用作屏蔽层。氮化钛也不容易受到污染，并且因此接触表面应该具有低的污染可能性。但是氮化钛是非常硬的材料并且其电阻率不是非常低。TiN的一个优点在于其成为用于MEMS制造的非常耐用的材料，因此可以使用相同材料用于MEMS和接触电阻。
[0042]因为接触电阻由接触件处的微凸体的性质来控制并且因为这些微凸体会通常小于20nm高，因此1nm的材料子层能够被图案化在底部接触件之上以及在MEMS底面上的、当MEMS器件处于下位置时底部接触件接触MEMS器件的区域中被图案化。
[0043]在CMOS制造设备中允许的或者在具有低电阻率值并且不与环境激烈反应的设备中已经能够找到的材料包括:TiN、Tu、Pt、Ir、Rh、Ru和Mo13TiNJo和Tu是能够较容易被蚀刻的材料而其他的材料不那么容易被蚀刻。它们都较硬并且具有高熔融温度，并且它们都具有小于I O—5Ohmcm的电阻率值。
[0044]为了使IP3值低，重要的是接触件的电阻不随着施加到接触件的功率改变。因此重要的是在高压力下在微凸体上工作，此时它们几乎完全变形。通常在接触之后，微凸体接触的电阻在另外的力下快速地减小，但是在已施加了适当的力时，电阻变稳定并且不再强烈地依赖于施加的力。这是工作时所处的状态。
[0045]通过选择更硬的膜，变形长时间保持在弹性限制中，这确保了提供更高的粗糙度以及向上的力以在试图关闭器件时帮助分离器件。因此，期望具有最高导电率也还具有高硬度值的材料以有助于防止与粘附相关的问题。
[0046]增加温度可能导致接触件的软化并且由此导致硬度变化。加热能够由于电流流过微凸体而产生。因此，具有高熔融温度的材料是有用的。
[0047]电阻开关的一个问题是由于在接触件断开时形成电弧而产生的接触寿命的减短。这由电路中的任何杂散电感产生，其产生由V = L(dI/dt)给出的电压V。因此，重要的是减小器件设计中的杂散电感并且减小任何不期望的电流突变。通过添加类似氩气的惰性气体的受控环境，能够衰减能够导致悬臂在降落时跳动的任何悬臂