用于射频应用的包括MEMS器件的可变电容器.pdf

一种可变电容器(300)，其包括具有耦合到接合焊盘(30)的RF电极(202、402)的单元(200、400)。每个单元包括其电容可以借助于可移动电极来改变的多个MEMS器件(100)。所述MEMS器件放置在单元的密封腔中并且沿着单元的RF电极的长度彼此相邻地布置。可以调节每个单元的RF电极以获得RF线(402)和另外的接地电极(404)并且改变单元的RF电容而不影响MEMS单元的机械性能。每个单元具有与RF电容无关的相同的控制电容。这使得每个单元可以采用相同的、RF工作所要求的隔离电阻，并且因此使每个单元具有相同的寄生电容。这使得CMOS控制电路可以优化并且使单元的动态性能可以匹配。

1.  一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极；
布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，而且每个MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端；
和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极；
布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端并且少于全部的所述MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。

2.  权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，其长度大于所述第二单元的RF电极的长度。

3.  权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。

4.  权利要求3所述的可变电容器，其中，所述RF电极与所述接地电极 隔开约1微米到约10微米的距离。

5.  权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第一单元和所述第二单元各自具有不同的电容。

6.  权利要求5所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。

7.  权利要求1所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。

8.  一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一电容、第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极；
布置在所述RF电极上的第一多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端；
和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有小于所述第一电容的第二电容、第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极；
布置在所述RF电极上的第二多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，所述第二多个MEMS器件等于所述第一多个MEMS器件；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。

9.  权利要求8所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。

10.  权利要求8所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。

11.  权利要求10所述的可变电容器，其中，所述RF电极与所述接地电极隔开约1微米到约10微米的距离。

12.  权利要求11所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。

13.  权利要求12所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。

14.  权利要求8所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，所述密封腔包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。

15.  一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一端、第二端和第一体积并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极；所述RF电极具有第一长度；
布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端；
和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有第一端、第二端和基本等于所述第一体积的第二体积并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极，所述RF电极具有小于所述第一长度的第二长度；
布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。

16.  权利要求15所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极具有大于所述第二长度的第三长度。

17.  权利要求16所述的可变电容器，其中，所述第一单元另外包括拉入电极，所述拉入电极具有等于所述第二长度的第四长度。

18.  权利要求15所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。

19.  权利要求18所述的可变电容器，其中，所述RF电极与所述接地电极隔开约1微米到约10微米的距离。

20.  权利要求15所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。

用于射频应用的包括MEMS器件的可变电容器
技术领域
本发明实施例一般地涉及用于射频(RF)和微波应用的可变电容器。
背景技术
随着半导体尺寸不断减小，耦合到半导体的微机电系统(MEMS)的尺寸也不断减小。MEMS器件可以用于微型继电器开关、电容开关、非易失性存储组件以及许多其他应用中。MEMS器件具有悬挂结构，该悬挂结构在至少两个位置之间移动，以改变阻碍连续电流或交变电流流动的电阻抗。
MEMS器件可以用互补金属氧化物半导体(CMOS)器件构建。MEMS器件通过与半导体制造厂中那些处理步骤类似的处理步骤来制作，并因此可以在晶圆尺度下成本高效地制造。MEMS器件中出现的一些问题包括不利的容性耦合、串联电感和损耗。MEMS器件可以布置在单元或位单元中，一起形成数字式可变电容(DVC)。DVC可以以二进制方式控制，以产生范围从Cmin到Cmax的RF电容。可以将许多小的MEMS开关组合在一个腔内，同时将它们致动。位组通过组合多个单元产生，例如具有开关数的2倍、4倍、8倍等，或者用部分单元产生，例如仅具有单元中开关数的1/2、1/4或1/8。
DVC的电容可以定制以获得特定的电容。为了获得定制的电容，可以定制制作位单元以实现希望的电容。获得希望电容的一种方式是定制设计每个单元仅具有产生所需RF电容所需要的数量的开关，例如这些部分单元仅包含完整单元的开关数的1/2、1/4、1/8等。与标准单元相比，这些部分单元的控制线的容性负载也因此按比例减小。
通常，在控制电极与CMOS驱动器之间需要大值隔离电阻，以确保控制电极是RF浮动的，这保证了RF电流不流入CMOS驱动器，否则会损 害Q。为了实现这一点，该隔离电阻的阻抗在整个RF频率范围(0.5…3.5GHz)内必须比控制电极到可移动MEMS组件的阻抗大数个数量级。隔离电阻的典型值范围从100K奥姆到10M奥姆。因为这些部分单元在控制电极和可移动MEMS组件之间具有更低的电容，所以为实现相同的RF性能需要更大值的隔离电阻。这些增大了的隔离电阻表现出更高的寄生电容，使得CMOS控制电路难以将这些部分单元的动态性能与完整单元匹配。
所以，需要提供具有希望的电容而没有寄生电容的DVC。
发明内容
本公开实施例提供了一种用于改变DVC单元的RF电容而不影响MEMS单元的机械性能的方法。每个单元具有与RF电容无关的相同的控制电容。这使得每个单元可以采用相同的、RF工作所要求的隔离电阻，并且因此使每个单元具有相同的寄生电容。这使得CMOS控制电路可以优化并且使单元的动态性能可以匹配。所以，数个电容范围(不同的部件号或产品)可以重用相同的控制器电路。此外，可以实现对最终的最小电容和最大电容的调节，以使工艺偏差围绕规格限制，从而使良率最大化。最后，可以采用通用的电容数组并进行后续调节以便快速响应用户要求，节省新产品开发时间。
在一个实施例中，可变电容器包括：衬底；布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；布置在所述衬底上并耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元；和布置在所述衬底上并耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元。第一单元具有第一端和第二端并且包括：耦合到一个或多个接合焊盘和第一单元的第一端的RF电极；布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端并且每个MEMS器件布置在所述RF电极上；和耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端的一个或多个接地电极。第二单元具有第一端和第二端并且包括：耦合到一个或多个接合焊盘的RF电极；布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端并且少于 全部的所述MEMS器件布置在所述RF电极上；和耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到第一个单元的第二端的一个或多个接地电极。
在另一个实施例中，可变电容器包括：衬底；布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元；和布置在所述衬底上并且耦合到所述第一或第二接合焊盘的第二单元。所述第一单元具有第一电容、第一端和第二端并且包括：耦合到所述一个或多个接合焊盘和第一单元的第一端的RF电极；布置在所述RF电极上的第一多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端以及第一单元的第二端的一个或多个接地电极。第二单元具有小于第一电容的第二电容、第一端和第二端并且包括：耦合到一个或多个接合焊盘的RF电极；布置在RF电极上的第二多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端以及第一单元的第二端的一个或多个接地电极。所述第二多个MEMS器件等于所述第一多个MEMS器件。
在另一个实施例中，可变电容包括：衬底；布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；布置在所述衬底上的第一单元；和布置在所述衬底上并且耦合到一个或多个接合焊盘的第二单元。第一单元具有第一端和第二端并且包括：耦合到所述一个或多个接合焊盘和第一单元的第一端的RF电极，所述RF电极具有第一长度；布置在所述RF电极上多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和耦合到每个MEMS器件并且耦合到第一单元的第二端的一个或多个接地电极。所述第二单元具有第一端和第二端并且包括：耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极，所述RF电极具有小于第一长度的第二长度；布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和耦合到每个MEMS的第一端和第二端并且耦合到第一单元的第二端的一个或多个接地电极。所述第一单元和所述第二单元具有基本相同体积的腔。
附图说明
为使本发明的上述特征有更清楚的理解，以下参照实施例详细说明本发明。部分实施例以附图示出，但应当注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，不应被解释为对本发明范围的限制，本发明应包括其他等效实施方式。
图1是根据一个实施例的MEMS器件的截面示意图。
图2是根据一个实施例的单元的示意图。
图3表示根据一个实施例的具有围绕公共RF焊球排列的多个DVC单元的一个示例器件。
图4表示根据一个实施例的具有调节后的RF线的DVC单元。
为了有助于理解，在可能的情况下，相同的附图标记表示在各个图中共有的相同组件。应当理解，在一个实施例中公开的组件可以有利地用在其他实施例中而无需具体说明。
具体实施方式
本公开实施例提供了一种用于改变DVC单元的RF电容而不影响MEMS单元的机械性能的方法。每个单元具有与RF电容无关的相同的控制电容。这使得每个单元可以采用相同的、RF工作所要求的隔离电阻，并且因此使每个单元具有相同的寄生电容。这使得CMOS控制电路可以优化并且使单元的动态性能可以匹配。
本公开实施例允许部分单元设计成与全长单元完全相同，但具有降低了的RF电容，以实现二进制变化。RF线以上的可移动MEMS组件被设计为全长单元并且在被致动时与标准全长单元的机械行为相同，这是因为致动电极的控制电容不被影响。因此更容易匹配每个单个单元的动态行为。另一个益处是，通过仅仅一次掩模变化来改变DVC数组中每个单元的RF线就可以改变DVC数组的总RF电容。这使得能够在工艺流程中相当晚的阶段通过选择合适的掩模来对具有不同RF电容的多种产品采用相同的CMOS晶圆。
图1是根据一个实施例的MEMS器件100的截面示意图。通过形成接地电极104A、104E，控制/拉入(pull-in)电极104B、104D和RF电极104C，来制作MEMS器件100。应当理解，虽然示出了两个接地电极104A、104E和两个控制电极104B、104D，但可以使用单一的接地电极和单一的控制电极。衬底102可以包括单层材料，如用于独立的MEMS器件的基于半导体的衬底；或者一般性地为多层结构，例如在后端(back end of the line，BEOL)工艺中生产的。在一个实施例中，衬底102可以包括CMOS衬底。可以用于电极104A至104E的合适材料包括常用于BEOL工艺中的导电材料，如铜、铝、钛、钽、钨、氮化钛、氮化铝、氮化钨及其组合。电极104A至104E可以通过如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电镀和原子层沉积(ALD)等公知的沉积方法，以及如蚀刻和公知双镶嵌(dual damascene)处理步骤等公知的图案化方法形成。控制电极104B、104D将作为拉入电极，移动开关组件到邻近RF电极104C的位置。
在电极104A至104E上沉积薄介电层106，然后图案化薄介电层106以暴露接地电极104A、104E。可以用于薄介电层106的合适材料包括氮化硅、碳化硅、氧化硅、氧化铝、氮氧化硅，以及其他适合用于CMOS器件中的介电材料。介电层106可以通过包括CVD和ALD的公知的沉积方法沉积。薄介电层106是有用的，原因有：减小开关组件与电极104B至104D的粘着，以及减小去除牺牲材料时蚀刻气体离子的再结合，下面将会讨论。
可以在薄介电层106上覆盖导电材料，然后图案化该导电材料以形成到接地电极104A、104E的电互连108A。另外，可以图案化该导电材料以形成焊盘108B，其可以用作用于后续沉积锚定材料的种子材料。用于电互连108A和焊盘108B的合适材料包括在BEOL工艺中常用的导电材料，如铜、铝、钛、钽、钨、氮化钛、氮化钨、氮化铝及其组合。所述导电材料可以通过如PVD、CVD、电镀和ALD沉积等公知的沉积方法沉积，然后通过如蚀刻等公知的图案化方法来图案化。
然后在暴露的介电层106以及电互连108A和焊盘108B上沉积牺牲材料。应理解，可以在沉积牺牲材料之前在介电层106上沉积结合促进剂，以有助于牺牲材料与其结合。用于牺牲材料的合适材料包括旋涂玻璃或旋涂的包含具有碳骨架的长链分子的介电材料。牺牲材料可以通过如旋涂、 CVD和ALD等公知的沉积方法来沉积。牺牲材料被称为牺牲材料是因为该材料被用于至少部分地限定腔体并且在生产过程的后续阶段会被去除。因此，牺牲材料被使用并“被牺牲”或去除，以形成腔体。
在沉积牺牲材料后，可以形成开关组件110。开关组件110可以包括多层结构，所述多层结构包括第一结构层112。第一结构层112耦合到电互连108A并且跨越电互连108A之间的长度。然后在第一结构层112上沉积第二结构层114，并且通过多个柱116耦合到第一结构层112。可以用于第一结构层112、第二结构层114和柱116的合适材料包括氮化钛、钛铝、钨、铜、氮化铝钛、铝及其组合和多层结构如氮化钛/氮化铝钛/氮化钛。第一开关组件110可以通过使用如PVD、CVD和ALD等公知的沉积方法沉积材料然后通过如蚀刻图案化等公知的图案化方法图案化所述材料来形成。图案化第二结构层114以获得与接地电极104A、104E轴向对齐的第一部分118A，以及会成为开关组件110的可变部分120A的一部分的第二部分118B。完成时，开关组件110具有类似华夫饼的外貌。
可以在开关组件110上沉积其他牺牲材料，并且在其间形成第一结构层112和第二结构层114。所述其他牺牲材料，与第一沉积牺牲材料一起，限定腔体的形状和边界。开关组件110在所述腔体内移动。可以在最后沉积的牺牲材料上沉积第二介电层122。第二介电层122可以用公知的沉积方法沉积，如以上有关介电层106所讨论的。
然后将第二介电层122图案化并蚀刻以确定腔体的轮廓。在同一步骤中，蚀刻牺牲材料，借此，结构层118A、112作为硬掩模以提供腔体侧壁的逐渐梯级下降。该多级梯级下降提高了腔体壁126的整体性。
然后沉积导电材料并图案化，形成拉出电极124以及腔体壁126。因此，用来形成拉出电极124以及腔体壁126的材料在同一沉积过程中沉积。在图案化过程中，拉出电极124和腔体壁126成为分离的组件。应当理解，虽然示出了拉出电极124在开关组件110之上，但是拉出电极124也可以电连接到沉积在开关组件110之下的材料。此外，腔体壁126通过接地电极104A、104E接地。用于导电材料的合适材料包括BEOL工艺中常用的导电材料如铜、铝、钛、钽、钨、氮化钛及其组合。导电材料可以通过如PCD、CVD和ALD等公知的沉积方法沉积并通过如蚀刻等公知的图案化 方法来图案化。
在图案化导电材料之后，可以在导电材料上沉积介电材料顶128。介电材料顶128提供拉出电极122和包括导电材料的壁126之间的电隔离。介电材料顶128包封MEMS器件100。介电材料顶128可以使用以上关于介电层106所讨论的公知的沉积方法和材料来沉积。可以预期，用来形成腔体壁126的导电材料可以从腔体壁126中去除，使得介电材料顶128被沉积成足够的量以形成腔体壁126。
然后可以形成穿过介电材料顶128和第二介电层的一个或多个释放孔。然后引入蚀刻气体以去除牺牲材料，并使开关组件自由，以便在所述腔体内移动。可以使用的合适的蚀刻气体包括H₂、NH₃、O₂、O₃、N₂O或产生H、O或N的其他任何蚀刻气体。然后通过在介电材料顶部128上和在所述释放孔内沉积密封层130来密封所述腔体。
工作时，通过向拉入电极104B、104D或者向拉出(pull-off)电极124施加电偏压来移动开关组件110。开关组件110的可变部分120A(118B)移动而锚定部分120B(118A)固定连接到接地电极104A、104E。密封层130和导电壁126都提供额外的力量以确保锚定部分120B不会与接地电极104A、104E脱离。开关组件110的两端均具有锚定部分120B并且两个锚定部分120B直接耦合到密封层以及被沉积以形成拉出电极124的导电材料。
以上描述的MEMS器件100是MEMS器件的一个实施例，用于RF和微波应用的MEMS可变电容器件中，其中，使寄生和损耗最小化是主要考虑。MEMS器件100可以用在集成于嵌入CMOS后端内的密封腔中的基于MEMS的可变电容器中。
在可变电容器中使用MEMS器件100有若干益处。一个益处是，使损耗最小化(即最好的Q因子)和使不利的容性耦合最小化(即最好的电容调谐率)之间的平衡优于替代的传统装置结构。另一个益处是腔体的窄长形状有利于密封腔的制作，这有助于释放和结构强度。此外，分级分组使得可以针对数字可变电容器的分辨率要求定制确定控制组(即，共享相同控制电极的器件)，即电容变化的最小步长Vs.控制。
通过产生称为单元的第一分组分级来进行MEMS可变电容器器件的布置。图2是DVC单元200的示意图。单元200会包括全体在共同腔内的多个MEMS器件100。MEMS器件100会共享RF电极202以及一个或多个控制电极206和一个或多个接地电极204。电极202、204、206之中的每一个会相互平行地布置在单元200内。MEMS100会被布置成使得MEMS器件100的第二部分118B在垂直于RF电极202、控制电极206和接地电极204的方向上从接地电极204延伸。如以下将会讨论的，RF电极202连接到在DVC单元200的第一侧208处的RF焊球，而电极204、206在第二侧210连接。作为一个单元200的一部分的所有的MEMS器件100(一般通过虚线表示)具有以下特性。在一个单元200中的所有MEMS器件共享相同的密封腔。可移动的MEMS器件100连接到电极204并且面外(out-of-plane)移动来改变在电极202和204之间的电容。该运动受电极206与连接到电极204的可移动组件之间的电压诱导，该电压产生静电力。
图3表示具有围绕公共RF焊球304排列的多个DVC单元200的示例器件300。每个单元200中会具有一个或多个MEMS器件100，它们共享相同的RF电极202。每个单元200在第一端208单独地连接到对应的分支302A至302B(从主干312延伸的)或直接连接到RF焊盘304，以提供到各个单元200的RF连接。接地和控制路径在单元200的另一侧210连接。
图4表示具有调节后的RF线的DVC单元400。DVC单元400包括与DVC单元200中存在的MEMS开关100数量相同的MEMS开关100。但在RF在线制作切口，以形成被间隙406隔开的两个RF线402和404。RF线402在DVC单元的侧208连接到RF焊球。因为RF线的面积减小，该DVC单元400的RF电容按比例减小。RF线404在侧210连接到电极204(可移动的MEMS组件)，以确保没有从RF线404产生的静电力。因此，RF电极404可以视作接地电极。
具有RF电极402的MEMS开关100是有源开关，因为它们主动地调节RF电极402和电极204之间的电容。具有RF电极404的MEMS开关100是伪开关，因为它们不提供RF电极402和电极204之间的电容。
间隙406应当足够大，以使从RF线402到RF线404的RF耦合最小。通常，数微米(即约1至约10微米)的距离是足够的，因为RF线402在 近距离耦合到电极之上的可移动组件。间隙406不应太大，因为与沿着RF线402、404的接触表面相比，间隙406的接触表面可以在不同高度上。这是因为制作过程中这些区域的CMP速度的差异。如果间隙406太大，则在该区域内的对应开关100可能被拉下到低于具有RF电极402的相邻开关100。这可能对面外的MEMS组件施加扭矩并影响RF性能(电容、线性等)。通过限制间隙406到几个微米，所述间隙两侧的开关支持间隙区域内的开关，并使这种影响最小化。
从图4可以清楚看出，控制线206的总面积仍然与图2中相同，产生连接到电极206的CMOS见过的相同的容性负载。这使得可以在不影响致动时该器件的机械性能的前提下，使连接到侧208的RF焊球的RF线402的面积进行从0到腔体中所有开关的改变。
这允许部分单元被设计成具有切口，该切口的位置造成这些特定单元中的电极202的电容的1/2、1/4、1/8等，但仍然具有与数组中其他完整单元相同的动态性能。此外，这使得可以设计具有足够大数量的开关的DVC单元，以覆盖全部使用相同的CMOS晶圆的一定范围的产品。在制作的后续阶段，仅仅需要选择限定电极202、204、206、402、404的掩模，以使得它限定产品的有源开关的正确数量。用这种方式，相同的CMOS晶圆在工艺流程后期可以用于更多的产品电容范围。
因此，单元200、400可以是尺寸基本一致的并且具有相同数量的MEMS组件100。但是，RF电极202、402、404是不同的。具体地，单元200、400的拉入电极206可以具有相同的长度；单元200、400的接地电极204可以具有相同的长度；单元200、400的MEMS组件100的数量可以是相同的。换言之，单元200、400可以是基本相同的，除了RF电极202、402、404以外，其中单元200的RF电极202比单元400的RF电极402长。此外，通过接地电极204耦合到地面的RF电极404邻近RF电极402，但是隔开约2微米到约10微米的距离。通过以这样的方式布置单元200、400，单元200和单元400各自具有不同的电容。此外，接地电极204和拉入电极206比RF电极402长。因为仅仅RF电极202、402、404是不同的，所以通过改变一个掩模(即，用来限定RF电极的形状的掩模)就可以在CMOS衬底上制作具有基本相同数量开关的具有基本相同尺寸的DVC单 元。
本公开实施例允许部分单元设计成与全长单元完全相同，但具有降低了的RF电容，以实现二进制变化。RF线以上的可移动MEMS组件被设计为全长单元并且在被致动时与标准全长单元的机械行为相同，这是因为致动电极的控制电容不被影响。因此更容易匹配每个单个单元的动态行为。另一个益处是，用仅仅一次掩模变化(mask-change)改变DVC数组中每个单元的RF线就可以改变DVC数组的总RF电容。这使得能够在工艺流程中相当晚的阶段通过选择合适的掩模来对具有不同RF电容的多种产品采用相同的CMOS晶圆。
以上描述了本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本范围的前提下可以设计本发明的其他和另外的实施例，本发明的范围由所附权利要求确定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极；
布置在所述RF电极上的多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，而且每个MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端；
和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极；
多个MEMS器件，其中少于全部的所述MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。
2.权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，其长度大于所述第二单元的RF电极的长度。
3.权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。
4.权利要求3所述的可变电容器，其中，所述第一单元的RF电极与所述第一单元的接地电极隔开1微米到10微米的距离。
5.权利要求1所述的可变电容器，其中，所述第一单元和所述第二单元各自具有不同的电容。
6.权利要求5所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。
7.权利要求1所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。
8.一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一电容、第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极，所述RF电极具有第一长度；
布置在所述RF电极上的第一多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端；
和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有小于所述第一电容的第二电容、第一端和第二端并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极，所述RF电极具有小于所述第一长度的第二长度；
布置在所述RF电极上的第二多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，所述第二多个MEMS器件数值上等于所述第一多个MEMS器件；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。
9.权利要求8所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。
10.权利要求8所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。
11.权利要求10所述的可变电容器，其中，所述RF电极与所述接地电极隔开1微米到10微米的距离。
12.权利要求11所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。
13.权利要求12所述的可变电容器，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极的长度大于所述第二单元的RF电极的长度。
14.权利要求8所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，所述密封腔包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。
15.一种可变电容器，包括：
衬底；
布置在所述衬底上的一个或多个接合焊盘；和
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第一单元，所述第一单元具有第一端、第二端和第一体积并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘和所述第一单元的第一端的RF电极；所述RF电极具有第一长度；
多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，其中少于全部的所述MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端。
16.权利要求15所述的可变电容器，其中，所述第一单元另外包括拉入电极，所述拉入电极具有大于所述第一长度的第二长度。
17.权利要求16所述的可变电容器，还包括：
布置在所述衬底上并且耦合到所述一个或多个接合焊盘的第二单元，所述第二单元具有第一端、第二端和等于所述第一体积的第二体积并且包括：
耦合到所述一个或多个接合焊盘的RF电极，所述RF电极具有小于所述第一长度的第三长度；
多个MEMS器件，每个MEMS器件具有第一端和第二端，其中少于全部的所述MEMS器件布置在所述RF电极上；和
一个或多个接地电极，其耦合到每个MEMS器件的第一端和第二端并且耦合到所述第一单元的第二端，其中，所述第二单元另外包括拉入电极，所述拉入电极具有等于所述第二长度的第四长度。
18.权利要求15所述的可变电容器，其中，所述第二单元还包括邻近所述RF电极布置的接地电极。
19.权利要求18所述的可变电容器，其中，所述RF电极与所述接地电极隔开1微米到10微米的距离。
20.权利要求15所述的可变电容器，其中，每个单元是一个密封腔，其包括全体包含在所述密封腔内的所述多个MEMS器件。