[发明专利]具有受限的晶粒生长的RF MEMS电极

说明书

本发明总体上涉及RF MEMS DVC及其制造方法。为了确保不发生不期望的晶粒生长并且促成不均匀的RF电极，可以使用包含铝铜层和含钛层的多层堆叠。钛在较高温度下扩散到铝铜层中，使得铝铜的晶粒生长会被抑制并且能够制造具有一致结构的开关元件，其导致在工作期间一致的、可预测的电容。

发明背景

技术领域

本发明的实施例总体上涉及RF微机电系统(MEMS)数字可变电容器(DVC)及其制造方法。

背景技术

如图1中示意性示出的，MEMS DVC器件基于可移动MEMS板，其具有在可移动MEMS板之上的控制电极(即上拉电极、拉离电极或PU电极)和在可移动MEMS板下的控制电极(即拉近电极、下拉电极或PD电极)。这些电极被顶部和底部介电层覆盖。此外，可移动MEMS元件之下存在RF电极。可移动板和RF电极之间存在间隙，该间隙由施加到PU或PD电极的相对于板电极的电压来调节。这些电压产生静电力，所述静电力将MEMS元件上拉或下拉至接触以向RF电极提供稳定的最小或最大电容。这样，从可移动板到RF电极的电容能够从当被拉到底部时(见图2)的高电容状态C_max变化到当被拉到顶部时(见图3)的低电容状态C_min。

图4示出了MEMS DVC器件的更详细的横截面图。可移动板包括通过多根柱彼此连接的两个板(即底板和顶板)。板和柱的这种组合产生难以弯曲的半刚性板。板通过柔性腿结构锚固到衬底，所述腿结构允许较低的工作电压使DVC器件在C_min或C_max状态下工作。

当下板与覆盖RF电极的介电层接触时，MEMS DVC处于C_max状态。所述下板与所述RF电极之间的距离影响电容。如果RF电极由于晶粒生长而不是基本平的话，则该RF电极对电容具有负面影响，这是因为凹凸不平部能够形成和产生RF电极的不均匀的最顶部的表面，继而导致形成于其之上的不均匀的介电层，其又进一步导致在C_max状态下的不一致的电容。

因此，本领域中需要一种确保一致电容的MEMS DVC和制造该器件的方法。

发明内容

本发明总体上涉及RF MEMS DVC及其制造方法。为了确保不发生不期望的晶粒生长并且促成不均匀的RF电极，可以使用包含铝铜层和含钛层的多层堆叠。钛在较高温度下扩散到铝铜层中，使得铝铜的晶粒生长会被抑制并且能够制造具有一致结构的开关元件，其导致在工作期间一致的、可预测的电容。

在一个实施例中，MEMS DVC包括至少一个电极；和能够从与所述至少一个电极间隔第一距离的第一位置和与所述至少一个电极间隔第二距离的第二位置移动的开关元件，所述至少一个电极包括具有至少一个铝铜层的材料的多层堆叠，在所述铝铜层上布置有至少一个含钛层。

在另一个实施例中，MEMS DVC包括：衬底，在所述衬底中布置有第一电极、第二电极和RF电极；布置在第二电极和RF电极之上的第一介电层；和耦合到第一电极并且能够从与所述第一介电层间隔的第一位置和与所述第一介电层接触的第二位置移动的开关元件。RF电极包括具有铝铜层和布置在所述铝铜层上的含钛层的多层堆叠。

在另一个实施例中，制造MEMS DVC的方法包括形成电极，所述电极包括其上具有含钛层的铝铜的多层堆叠；并且使所述钛扩散到铝铜中。

附图说明

因此以使得本发明的上述特征能够被详细地理解的方式，可以参照实施例获得以上概述的本发明的更具体描述，所述实施例中的一些在附图中被图示。然而，应注意的是，附图仅图示了本发明的典型实施例，因此不应被认为限制了本发明的范围，这是因为本发明可以承认其他等同有效的实施例。

图1是处于独立状态的MEMS DVC的示意性横截面图。