CN100521030C - 微机电装置和模块及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了包括微机电元件的电子装置、包含该电子装置的模块及该电子装置的驱动方法，微机电系统元件包括第一电极和第二电极以及具有第一传导侧面和第二传导侧面的中间梁，所述第一传导侧面与所述第二传导侧面相对，第一传导侧面面对第一电极，第二传导侧面面对第二电极，通过在所述第一电极和第二电极之间施加驱动电压，所述梁可移动，其中，第二电极和梁的第二传导侧面形成带有中间电介质的第一可切换电容器，该第一可切换电容器连接输入和输出之间的信号路径，以及第一电极和梁的第一传导侧面形成带有中间电介质的第二可切换电容器，其从信号路径连接到地。该微机电系统元件非常适合整合到无源组件的网络中。

Description

微机电装置和模块及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置，其包括微机电系统(MEMS)元件，所述元件具有第一和第二电极以及具有第一和第二相对传导侧面的中间梁，第一侧面面对第一电极，第二侧面面对第二电极，通过施加驱动电压，所述梁在第一和第二电极之间移动。

本发明还涉及包括这种装置的模块。

背景技术

这种电子装置例如可从WO-A 00/52722中得知。已知的装置是MEMS元件，其中电极和梁设置在大致平行于衬底的平面上。中间梁在此处是层压制品，其包括在两个传导表面之间的第一绝缘层、悬臂梁和第二绝缘层。侧面被用作控制表面，提供用于顶部和底部开关结构的单独驱动功能的能力。这允许同时的推和拉操作以便提高速度。通过将两个传导表面放置在共地电势处，悬臂梁处信号电流之间的静电屏和提供库伦力的控制信号被提供。因而当与更简单的悬臂梁结构比较时，该结构提供增强的信号隔离。

已知电子装置的缺陷在于它在RF领域的应用中缺乏足够的动态范围。

发明内容

因而本发明的第一个目的是提供一种在开头段落中提到的那种电子装置，其具有改进的动态范围。

根据本发明的第一个方面，提供一种电子装置，其包括微机电元件(MEMS)装置，该元件包括第一和第二电极以及具有第一传导侧面和第二传导侧面的中间梁，所述第一传导侧面与所述第二传导侧面相对，第一侧面面对第一电极，第二侧面面对第二电极，通过在所述第一和第二电极之间施加驱动电压，所述梁可移动，其特征在于：第二电极和梁的第二传导侧面形成带有中间电介质的第一可切换电容器，其连接输入和输出之间的信号路径，以及第一电极和梁的第一侧面形成带有中间电介质的第二可切换电容器，其从信号路径连接到地。

令人惊讶地发现具有这种连接的MEMS元件，其中一个电容器位于信号路径中，另一个电容器与地连接，这提供改进的动态范围。这种连接实际上是常规MEMS电容器和不带有任何中间梁的开关的并联和串联结构的组合。与其比较本发明的元件在给定的介入损失下导致显著较高的隔离。尽管常规R FMEMS电容性开关在-0.1dB的介入损失时显示-20dB的隔离，但是本发明的元件在同样的介入损失时显示-32dB的隔离。而且这种改进性能是在没有增加整体装置尺寸的情况下实现的。

在第一实施例中，梁作为第三电容器体现。因而，与现有技术相比梁使用了更为简单的结构。这具有的第一个优势在于它具有较低的刚性，因而允许非常低的致动电压，优选地低于几伏的电池电压，它具有的第二个优势在于改进了可制造性。实际上，该实施例的元件可在薄膜工艺中实现。

在另一实施例中，第二电极的表面面积小于第一电极的表面面积。因此可调整开关性能，实现甚至更高的隔离。有多种方法更改第二电极的表面面积；它可小于第三电极和第一电极；它可与第三电极仅具有有限的重叠。但优选的是第二电极被细分为单独的段。这种段允许第三电极落入第二电极的边界之内。这允许第一和第二电极之间表面面积比率的良好设计。这具有的好处在于减少第三电极与第二电极的粘连问题。如果希望它可被有效地减小，使用空气的流动，或者用另一种材料填充段之间的空间，所述材料不会显示与第三电极材料的任何吸引作用。采用这种实施例，隔离可提高到-38dB。段的作用从整体来看是相当大的；因为与地连接的电容器增加了四倍(相对于串联电容器)，所以动态范围增大了十倍。

对于该结构优选的是MEMS元件是水平型的，例如第一和第二电极出现在大致平行与衬底的平面内。与垂直型MEMS元件比较时术语大致平行应能看出，例如在加速度计中使用的。

进一步优选的是第二电极出现在衬底表面上，因为如果它出现在衬底上，就会很容易将第二电极细分为单独的段。

甚至更优选的是第一电极包括在具有弹性常数的层中，所述弹性常数基本上大于梁的弹性常数。第一电极通常构造为桥状形式。为了稳定的工作，由驱动电压感应的桥的移动与梁的移动相比应可忽略。此外，如果桥的刚性不够，当梁向上或向下移动时存在该第一电极共振行为的风险。这是不希望发生的。增加第一电极的层的刚性可解决该问题。通过增加层的厚度增加该层的刚性，例如1-10微米级，或者通过使用具有较高刚性但也具有良好导电性能的材料。其示例是Al和Ti的合金或者Al和Cu的合金，优选地含有1-5％的合金元素。

进一步优选的是第一电极与地连接，因为它具有增加的厚度。增加的厚度导致较高的导电性，从而地也具有真正的地电势。

术语“传导侧面”不排除这些面覆盖有薄层隔离材料的情况。实际上，如果Al用作第三电极，则可形成天然氧化物Al₂O₃。这在以下情况中特别优选：第一和第二电极不仅起到单个电极的作用，而且还起到致动电极的作用。同样第三电极也可被给予这两种功能。电介质接着用于保护，以防止短路。

第一和第二可切换电容器既可被用作电容器，也可被用作开关。如果希望朝着地的电容性行为，则电介质层出现在第二电极的顶部。合适的电介质例如是氮化硅、氧化钽等。

本发明还涉及电子装置，其包括含有薄膜组件的无源网络和设置在衬底上的微机电系统(MEMS)元件，其包括第一和第二电极，所述电极设置在大致平行于衬底的平面内，中间梁设置在所述第一和第二电极之间，所述中间梁具有第一传导侧面和第二传导侧面，所述第一传导侧面与所述第二传导侧面相对，第一侧面面对第一电极，第二侧面面对第二电极，通过在所述第一和第二电极之间施加驱动电压，所述梁可移动，

本发明的第二个目的是提供这种电子装置，其容易制造，能提供更好的电子性能。

该目的被实现，因为第一和第二相对传导侧面是作为第三电极的同一导电层的一部分。因此，可使用薄膜工艺制造三个金属层。这种薄膜工艺更容易控制。并且，其中在制造微机电系统元件时使用的牺牲层形成薄膜组件的电介质层，并且第二电极和第三电极的层还限定薄膜组件的电极

本发明的一个优势在于该具有三个电极的MEMS元件具有良好的电子性能，尤其是如果以进一步显示的方式连接。第三电极被放置为即可与第一电极接触，又可与第二电极接触。如果与第一电极连接，则电接触相当良好，导致非常低的隔离损失。如果与第二电极连接，则隔离损失相当高，可高达-40dB。

用作电容器、传感器或开关时元件的属性可优化。如果打算用作可变电容器，则第一和第二电极可选择不同的形状，以便第一和第三电极之间具有不同于第二和第三电极之间的另一个电容面积。

如果打算用作开关，则电极之间的重叠降低，以便放置粘连行为。同样，第一和第二电极处的接触面积不需要选择在同一位置；也就是，当将第一电极在第二电极的金属层之上突出时，在第一和第二电极之间不需要任何重叠。这可通过电极的充分图案设计实现。该减小的面积允许电极设计的更大自由度，因而能够优化装置的RF属性。衬底的寄生电容降低，选择位置以致互连件具有带状线特征，其连接地平面或者地互连件(例如用作传输线或者共轴结构)。

希望的电极图案设计的可作为选择的实现是表面层设置在一个或两个电极上，其包括用于制造接触的窗口。使用一个或两个这种表面层可减少任何粘连行为，因为电极之间的界面不是完全扁平的。这不会有损于电接触，因为没有这种表面层的结果显示存在用于妥协的一些空间。表面层的使用尤其适合于第二电极。如果MEMS元件整合到带有电容器的无源网络中，相对小厚度的带图案的电介质层总是出现在金属层之上，第二电极限定在该金属层中。为它充分设计图案是没有问题的，从而第二电极的暴露面积小于第三电极的暴露面积。

在进一步的实施例中，MEMS元件在它的结构中设置有弹簧状元件。这种弹簧状结构本质上在MEMS元件领域是已知的。基本上，桥状或膜状结构，在本发明中用作第一电极，通过若干梁与衬底连接，所述梁侧向出现在该结构中。这些梁具有将大的弹性，因而能振动。因而它们等同于弹簧。梁具有希望的设计，例如包括角度。

这种结构结合本发明时尤其具有优势，它允许第一电极的移动。这进一步延伸电容范围。此外，它允许在三个或更多的状态之间切换：完全闭合状态，即所有的三个电极彼此连接；第一半开启状态，即第三电极连接第一电极；第二半开启状态，即第三电极连接第二电极；还有完全开启状态，即第三电极不连接第一或第二电极。对于该最后一个状态，优选地第三电极也由包括弹簧的结构支撑。其另一优势在于同样的驱动电压下可获得例如高达6.75倍的力，以便对抗任何粘连力。这改进装置的可靠性。

在合适的实施例中，第二电极大致为弹性。这允许第二电极卷绕。这意味着部分第二电极可处于连接第一电极的位置，部分第二电极可处于非常接近第二电极的位置。第三电极的弹性行为可通过选择材料和第二电极的厚度实现。例如金、银、铜和铝的薄金属层具有足够的弹性。通过加入合适的元素使其变成合金可进一步调整弹性，例如铝中包括大约0.5-2％的铜。该合金显示出与纯铝类似的硬度，但是具有大致降低的蠕变。

该实施例特别合适，如果第三电极及其它电极中的至少一个形成电容器。优势在于电容器具有连续调整范围，所述范围被相当大地延伸，尤其时与仅具有第一和第二电极的可变电容器比较。

通过改变电极面积，和/或通过在第一电极和第二电极的表面上使用不同的电介质，实现电容调整。

因而第一个实现是第一和第二电极表面上的电介质层的电介质常数是不同的。以下事实是可能的：在一个表面上使用具有相对高的电介质常数的层，例如氮化硅，氧化钽，或者甚至钙钛矿陶瓷，例如铅锆钛酸盐等，同时在另一个表面上使用具有低电介质常数的层，例如苯并环丁烯(benzocyclobutene)，有机改性的中隙孔硅或类似物。

第二个实现是第一和第二电极具有不同的形状。这种形状可以是电极被设计图案以便仅在局部出现。由于第一电极通常的桥结构，这主要涉及第二底部电极的形状。它可进一步被细分为许多段。分割为三角形段看起来尤其适合。这允许电极面积的连续变化，同时导致段在该电极内部彼此连接。

非常优选的是第一电极出现其中的层具有足够的机械强度，以便具有桥状结构，同时具有足够导电性，以便在RF应用中用作互连件。这可通过充分选择材料实现。

在进一步的实施例中，该MEMS元件整合在无源网络中。电感器可限定在层中，第一电极也限定在该层中，该层被给予较大的厚度和/或另一个材料成份，以便与第三电极相比增加其刚性。薄膜电容器的电极可与第二和第三电极限定在同一层中。其电介质层甚至能覆盖MEMS元件的第二电极，如果它特别被用作可调整电容器，而不是开关。制造这种应用于RF领域、具有良好电容器、良好电感器和良好互连件的无源整合加工的过程可从US6538874得知，此处其并入参考。

如上所述的实现和实施例也适用此处。

该MEMS过程的衬底优选为绝缘或半绝缘。这种衬底的示例包括GaAs、玻璃、氧化铝和具有或不具有内部导体的陶瓷。选择陶瓷可优化热膨胀行为。但是优选使用高欧姆硅作为衬底。可使用多晶硅和高欧姆单晶硅，通过植入例如He或Ar的离子制造高欧姆。具有非结晶顶层的硅衬底是另一个合适的选择。

本发明的电子装置非常适合在阻抗匹配中使用。特别优选的是用于移动电话天线的阻抗匹配网络的应用，其中天线开关用于在接收和发射路径之间切换，包括了不同频率之间的带宽。但是，阻抗匹配也适合于其它位置，例如功率放大器、收发器。

可获得的现有技术没有教导本发明。

EP1093142和WO00/52722都显示了结构，其中中间电极为若干层的层压制件。其在工业规模上并不能实现简单制造。

US2002/0153236显示具有中间电极的结构(图20)，但是这是垂直型MEMS结构(用于传感器)，并不是水平结构。

US6310526描述具有磁致动原理的结构。此处MEMS是输入和两个输出微波传输带之间的开关。厚度值被给定为用于微波传输带(0.5-10um)但是这仅依赖于微波传输带行为。没有给出任何暗示将两个输出中的一个连接地，以及也将开关用作电容器，也没有显示所示装置的制造。

US2003/0048036显示MEMS结构，其在梳形-指状传感器-致动器的基础上工作。该专利首先讨论本发明中使用的静电MEMS结构，清楚地陈述与梳形-指状传感器/致动器的差异。

附图说明

参考此后描述的实施例，本发明的这些及其它方面将变得清楚，并被阐明。

现在参考附图并仅通过示例描述本发明的实施例，其中：

图1A是可切换MEM电容器的示意性横截面视图；

图1B显示示意性电路图，其阐述图1A的装置能用于并联或者串联结构中；

图2是根据本发明示例性实施例的双稳态MEMS元件示意性横截面视图；

图3显示示意性电路图，其阐述图2的装置的运行结构；

图4用图表阐述相对于现有技术中的装置，对于给定的介入损失图2的装置导致显著较高的隔离(isolation)；

图5是根据本发明另一个示例性实施例的MEMS元件的示意性横截面视图；

图6示意性阐述用于实现图2装置的制造流程；

图7概略显示本发明装置的第二实施例的横截面视图；

图8概略显示本发明装置的第三实施例的横截面视图；

图9概略显示图8中所示第三实施例的顶视图。

不同附图中的相同组件用相同的附图标记表示。附图是纯粹示意性的。

具体实施方式

参考图1A，常规可切换MEM电容器10包括安装在衬底14上的主体12，在主体12和衬底14之间具有凹进处16。第一电极30限定在主体12中。第二固定电极20设置在衬底14的顶端。使用中，通过在第一和第二电极30、20之间施加DC驱动电压，独立式(free-standing)第一电极30被向下拉到接触底部电极20。在其极端情况下，第一电极30的表面18会接触第二电极20。如图1B所示，MEM装置10能在并联或者串联结构中工作。

原则上，电容性MEMS开关，例如上面描述的那种，与它们的半导体相对物(例如p-I-n二极管和场效应晶体管)相比提供高的隔离和低的介入损失。如上所述，这些常规MEMS(电容性，与电接触相反)开关可用在并联或者串联结构中。但是实际上，这种电容性开关的动态范围受到电容密度的限制，当顶端电极被向下拉到接触底部电极20时可获得电容密度。尤其是，接触电极的表面粗糙度导致当开关闭合时相对低的电容密度。例如，500nm厚的喷镀铝层具有Ra~10nm表面粗糙度。这导致当它们被拉到一起时在大约30nm的电极之间存在残留气隙。实际上，当独立式电极被向下拉到接触底部电极20时，有效气隙导致300pF/mm²电容密度。对于典型的装置布局，这导致用于-0.1dB介入损失的仅仅-20dB隔离。通过增加开关10的尺寸(也就是通过增加电极面积和顶部与底部电极之间的间隙)可增加动态范围。但是，实际上，这导致不可接受的较大的装置(也就是若干mm²的电极面积和间隙>10um)。

现在参考图2，根据本发明示例性实施例的MEM可切换电容器10包括安装在衬底14上的主体12，在主体12和衬底14之间具有凹进处16。第一电极30限定在主体12中。第二电极20出现在衬底14上。装置还包括在第一和第二电极之间的中间梁220，其包括独立式薄膜，大致平行与第一和第二电极，中间梁220形成元件的第三电极。换句话说，装置包括3个电极30、20、220，其中两个悬挂在衬底14之上。使用中，通过拉动中间电极220到接触顶部固定电极30或者底部固定电极20，执行切换动作。该拉动作通过在移动电极220和固定电极30、20中的一个之间施加DC电压建立。

在图2所示装置中，每个电极30、20、220都覆盖有电介质层240，以便当中间梁220被拉动到接触固定电极30、20中的一个时避免短路。出现在第三电极220上的电介质层特别是Al₂O₃的天然氧化物，或者是任何其它的绝缘表面层。第一电极30和梁220的第一传导面260形成带有中间电介质的第一可切换电容器C1，其连接输入和输出之间的信号路径。类似的，第二电极20和梁220的第二传导侧面280形成带有中间电介质的第二可切换电容器C2，其从信号路径连接到地。采取这种方式，实现了图3所示电路。可以看到图2的装置布局将参考图1A和1B描述和阐述的并联和串联结构整合到信号装置中。

因此，扩大了装置100的动态范围，同时没有对开关尺寸作出妥协。装置布局也导致更低的切换电压和更快的切换时间。图2的双稳态装置布局与(常规)单串联或并联开关(参考图1所述)相比具有的改进性能以图表的形式在附图4中阐述。可以看到根据本发明的双稳态开关，如仅参考附图2的示例所示，在给定的介入损失下导致显著较高的隔离。例如串联和并联开关在-0.1dB的介入损失下具有-20dB的隔离。但是，图2的双稳态开关在-0.1dB的介入损失下具有-32dB的隔离。也可看到实现了该增强的性能，同时参考现有技术装置没有增加装置的整体尺寸。

通过改变底部和顶部电极面积的比率可进一步优化开关性能。例如，当允许-0.1dB的介入损失时，调整底部和顶部电极面积的比率，以便实现最大隔离。这导致进一步增加隔离，在这种情况下可高达-38dB，如图4的图表所示。应该注意通过满足C₁＝2C₂实现这些结果，该数据在顶部和底部电极之间的间隙为2.4um、900MHz频率(GSM频段)下计算得到。可以意识到如果假定为正方形电极，则电极长度等同于电极面积的平方根。

参考附图5，改变电极面积的一种方法是，例如，将底部电极20分段。但是，实现同样结果的其它方法也是可想像的，本发明并不打算局限在这点上。

因为本发明的开关是双稳态，所以中间梁220被设计为具有相对低的刚度，其并不是用于常规开关的那种情况，因为在那种情况下，当开关处于开启状态时移动电极要求自我支撑。因为在本发明的情况下中间电极的刚度可以较低，所以这允许非常低的致动电压(优选地低于只有几伏的电池电压)。此外，本发明的双稳态开关导致切换速度的提高。对于常规开关，移动电极从接触电极释放的速度仅依赖于移动电极的弹性接触。因而，如果常规开关的切换速度要求相对较快，则移动电极必须具有相对高的刚性，这接着要求高的致动电压。但是，在本发明的双稳态开关情况下，通过在中间电极220和相对的电极20、30之间施加电压，增加中间电极220从接触电极20、30分离的速度，因此不需要移动电极具有较高的弹性常数。

通常，在制造包括MEMS元件的电子装置的过程中，首先一个或多个牺牲释放层300被提供，并被充分设计图案。接着通过升高温度下的(比如400摄氏度)溅射或者铝层的PVD沉积物，顶层12被提供。该顶层12与薄膜的通常厚度相比相对较厚，通常1-10微米。该层包括与衬底14的任何相互连接结构和支撑结构(但是，可以意识到在这点上可以想像若干不同的结构，本发明并不打算局限在这点上)。

接下来，顶层12使用光刻法和蚀刻法被构造，例如，湿式化学腐蚀，以便限定第一电极30。接着释放层300在例如进一步的化学腐蚀步骤中移除，以便使第一电极30和第三电极220自由立住(free-standing)。紧接着，MEMS元件10被密封封装，因为湿气和类似物趋向于对装置的功能具有有害影响。这种封装通常由焊接环实现，其执行过程如下：首先提供焊料，随后使装置在大约250-300摄氏度下通过回流炉而回流焊料。

参考附图6，现在将简要描述制造图2装置的方法。衬底14在高欧姆硅衬底的顶部设置有热氧化层。其上设置第一铝层，厚度大约0.3um。该层根据希望的图案通过光刻法被构造。这导致第二电极20，其在该示例中被分段。氮化硅的第一牺牲层300设置在其上，厚度也是大约0.5um。在该第一牺牲层300的顶部，第二金属层根据希望的图案设置。图案包括第三电极220。另一个牺牲层301被应用在其上面，也是氮化硅，其使用PECVD沉积。该层301具有厚度例如1um。如果希望，另一个隔离层302(如图7所示)可应用在该层顶部。这是特别合适的，如果MEMS元件与无源网络整合，以及主体12也用于限定其它组件。该另一个隔离层302包括与第一和第二牺牲层300、301不同的材料，例如氧化硅，有机改性的中隙孔硅，例如可从WO-A03/024869中已知的，苯并环丁烯，或者光敏抗腐蚀材料。该另一个隔离层302被设计图案，以致它在MEMS元件的区域内不存在。在该设计图案之前或之后，第二牺牲层301根据希望的图案采用反应离子腐蚀方法被设计图案。图案创建到第一和第二金属层的窗口。接着第三金属层12被提供，其也将填充窗口。该大约1.0-1.5um厚的Al_.98Cu_.02金属层是给定的类梁结构，以便限定第一电极30。第一电极30优选地具有桥结构。此后，另一个感光层被应用。它被设计图案，以致它创建到第一和第二牺牲层300、301的选择位置的窗口。牺牲层300、301此后通过使用等离子体被移除，尤其是氟基等离子体。在这种情况下，衬底的隔离顶层142还包括抵抗该等离子体的腐蚀停止层，例如Al₂O₃层。注意到使用湿式化学方法或者使用湿式和干式化学腐蚀的组合也是可能的。

如上所示，当中间电极220被拉到接触固定电极30、20中的一个时，覆盖金属层的电介质层240、180被用于避免电极之间的短路。在铝(Al)用于限定电极30、20、220的情况下，天然氧化铝起到电介质的作用(有关系的是天然氧化铝的击穿电压>7V，其从实验数据推导得到)。

图7显示本发明装置的第二实施例，其包括MEMS元件10，薄膜电容器50和垂直互连件60。该图阐述本发明的有利特征，具有三个电极30、20、220的MEMS元件可嵌入到还包括其它组件的无源网络中，不需要应用任何额外的金属层或牺牲层。实际上，第一牺牲层300也起到薄膜电容器50的电介质的作用。薄膜电容器50的电极51、52限定在与MEMS元件10的第二和第三电极相同的金属层中。第三金属层12不仅仅是第一电极30，而且还是互连件。此处特别重要的是，第一和第二牺牲层300、301有选择性地腐蚀。一起得到改进的是不仅一个孔出现在主体12上，而是多个孔；支撑结构得到大致延伸，也就是它主要为墙壁形状，而不是柱形。

图8以横截面视图显示MEMS元件的第三实施例。图9显示该实施例的顶视图，其中，第一、二和三电极30、20、220显示在彼此的顶部。此处，第三电极220是弹性的，这意味着它的机械力可通过施加驱动电压被克服。第二电极20此处被设计图案，以便包括若干三角形段。因此，第二电极20的表面面积不同于第一电极30的表面面积。第一和第二电极30、20此外还设置有电介质材料的表面层240、180，因为本示例是可变电容器。第三电极220的位置是力平衡的结果。这些力主要包括范德瓦尔斯(Van der Waals)力、电磁力和第三电极220的内部机械力。因为该电极220相对薄且有弹性，它的内部机械力在较大程度上可忽略。接着位置被限定，并通过施加在第一和第二电极30、20上的电压比率的变化而改变。设置在第一和第二电极30、20上的表面层180、240，尤其是其表面粗糙度，将强烈确定范德瓦尔斯力的强度，以及抵靠位置的任何变化的阻力。因为第二电极20的三角形段，第二和第三电极20、220之间的净静电引力依赖于平面内坐标。换句话说，该三角形段提供嵌入趋势，它在第三电极220的一个端部处(附图左侧)连接第一顶部电极30。在第三电极220的另一端部处，到第二电极20的力非常大，但是，第三电极220将连接第二电极20。同时提供机构，其确保第三电极220不会完全粘柱第二电极20或者第一电极30。

应注意到上述实施例阐述了本发明，而不是局限本发明，那些熟悉本领域技术的人员能在不脱离由后附权利要求书限定的本发明范围的情况下设计许多可作为选择的实施例。权利要求书中，放在括号中的任何附图标记不应解释为对权利要求的限制。词语“包括”和类似用语总体上不排除没有在任一项权利要求或者说明书中列出的元件或步骤的出现。元件的单数形式不排除该元件的复数形式，反之亦然。在列举若干部件的装置权利要求中，多个这种部件可通过一个硬件或者同一项应将体现。在彼此不同的从属权利要求中叙述某些措施这一起码的事实并不表示不能使用这些措施的组合以获得优势。

Claims (21)

1.一种电子装置，包括微机电系统元件(10)，该元件包括第一电极(30)和第二电极(20)以及具有第一传导侧面和第二传导侧面的中间梁(220)，所述第一传导侧面与所述第二传导侧面相对，第一传导侧面(260)面对第一电极(30)，第二传导侧面(280)面对第二电极(20)，通过在所述第一电极(30)和第二电极(20)之间施加驱动电压，所述梁(220)可移动，其特征在于：

第二电极(20)和梁(220)的第二传导侧面(280)形成带有中间电介质的第一可切换电容器(C1)，该第一可切换电容器(C1)连接输入和输出之间的信号路径，以及

第一电极(30)和梁(220)的第一传导侧面(260)形成带有中间电介质的第二可切换电容器(C2)，其从信号路径连接到地。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，梁(220)作为第三电极。

3.如权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，第一电极(30)的表面面积大于第二电极(20)的表面面积。

4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，第二电极(20)被细分为多个单独的段。

5.如权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述电极(20、30、220)设置在平行于衬底(14)的平面内。

6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，第二电极(20)设置在梁(220)和衬底(14)之间，第一电极(30)包括在具有弹性常数的层中，所述弹性常数大于梁(220)的弹性常数。

7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，梁(220)的传导侧面(260、280)与输入连接，第一电极(30)起到输出的作用。

8.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，第三电极(220)在第一传导侧面(260)和第二传导侧面(280)都设置有电绝缘层(240)。

9.一种电子装置，包括含有薄膜组件的无源网络和设置在衬底(14)上的微机电系统元件(10)，微机电系统元件(10)包括第一电极(30)和第二电极(20)，所述电极(20、30)设置在平行于衬底(14)的平面内，中间梁(220)设置在所述第一电极(30)和第二电极(20)之间，所述中间梁(220)具有第一传导侧面(260)和第二传导侧面(280)，所述第一传导侧面与所述第二传导侧面相对，第一传导侧面(260)面对第一电极(30)，第二传导侧面(280)面对第二电极(20)，通过在所述第一电极(30)和第二电极(20)之间施加驱动电压，所述梁(220)可移动，

其中第一传导侧面(260)和第二传导侧面(280)是作为第三电极(220)的同一导电层的一部分，

并且其中在制造微机电系统元件时使用的牺牲层形成薄膜组件的电介质层，并且第二电极和第三电极限定在多层中，在所述多层中还限定薄膜组件的电极。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，第二电极(20)设置在第三电极(220)和衬底(14)之间，第一电极(30)包括在具有弹性常数的层中，所述弹性常数大于第三电极(220)的弹性常数。

11.如权利要求9或10所述的电子装置，其特征在于，第二电极(20)的表面面积小于第一电极(30)的表面面积。

12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于，第二电极(20)被细分为多个单独的段。

13.如权利要求2或9所述的电子装置，其特征在于，第三电极(220)具有弹性，以便在一个边缘处以第一表面面积连接第二电极(20)，在相对的另一个边缘处以第二表面面积连接第一电极(30)，从而当施加致动电压时第一和第二表面面积的比率可变化。

14.如权利要求6或10所述的电子装置，其特征在于，第一电极(30)限定在一层中，该层中还限定有电感器。

15.如权利要求2或9所述的电子装置，其特征在于，第一电极(30)和第三电极(220)限定在多个层中，在多个层中还限定有薄膜电容器的电极。

16.如权利要求6或10所述的电子装置，其特征在于，第一电极(30)被构造为衬底(14)上具有支撑隔离件的桥。

17.如权利要求6或10所述的电子装置，其特征在于，第一电极(30)是支撑在衬底(14)上的膜状或桥状结构的一部分，若干梁侧向连接所述结构，从而包括弹簧功能，允许第一电极(30)在垂直于衬底(14)的方向上可控制的位移。

18.如权利要求1或9所述的电子装置，其特征在于，微机电系统元件(10)是阻抗匹配网络的一部分。

19.一种前端模块，设置有功率放大器和根据在前权利要求中任一项所述的电子装置(10)。

20.根据权利要求1至18中任一项所述的电子装置在RF应用中的用途，其中，梁(220)被驱动电压朝着第一电极(30)驱动，或者被驱动电压驱动远离第一电极(30)。

21.一种通过施加致动电压来驱动根据权利要求1至18中任一项所述的电子装置的方法。

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