用于渐逝模式电磁波空腔谐振器的平面内谐振器结构制造技术

本发明专利技术提供机电系统EMS谐振器结构、装置、设备、系统和相关过程的实施方案。在一个方面中，装置包含渐逝模式电磁波空腔谐振器。在一些实施方案中，所述空腔谐振器包含共同形成体积的下部空腔部分和上部空腔部分。所述空腔谐振器还包含平面内谐振器结构，所述结构具有至少部分地位于所述体积内以支持一或多个渐逝电磁波模式的部分。在一些实施方案中，所述谐振器结构的上部表面与所述上部空腔部分连接，同时下部配合表面与所述下部空腔部分连接。所述谐振器结构的远表面和与其最靠近的表面分离或电绝缘一间隙距离，所述空腔谐振器的谐振电磁波模式至少部分地取决于所述间隙距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于渐逝模式电磁波空腔谐振器的平面内谐振器结构 相关申请案 本专利技术主张斯蒂法诺（St印hanou)等人于2012年4月19日申请的标题为用于 渐逝模式电磁波空腔谐振器的平面内谐振器结构（IN-PLANE RESONATOR STRUCTURES FOR EVANESCENT-MODE ELECTROMAGNETIC-WAVE CAVITY RESONATORS) 的第 13/451，397 号（代 理人案号111 104U3/QUALP104C)的共同待决美国专利申请案的优先权权益，所述申请案特 此以全文引用方式且出于所有目的并入本文。
本专利技术大体上涉及机电系统（EMS)，且更具体来说涉及用于在渐逝模式电磁波空 腔谐振器中使用的平面内谐振器结构。
技术介绍
机电系统（EMS)包含具有电和机械元件、例如致动器和传感器等换能器、光学组 件（包含镜）和电子器件的装置。EMS可以多种尺度制造，包含（但不限于）微米尺度和纳 米尺度。举例来说，微米机电系统（MEMS)装置可包含具有范围从大约一微米到数百微米或 更大的大小的结构。纳米机电系统（NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小的结构，包含 例如小于几百纳米的大小。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻或其它微加工工艺来产生，所 述工艺蚀刻掉衬底或经沉积材料层的部分或添加层以形成电、机械和机电装置。 -种类型的EMS装置称为干涉式调制器（MOD)。如本文使用，术语MOD或干涉 式光调制器指代使用光学干涉的原理选择性地吸收或反射光的装置。在一些实施方案中， IM0D可包含一对导电板，其中一者或两者可为透明的或者完全或部分反射性的，且能够在 施加适当电信号后即刻相对运动。在一实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层 且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射性薄膜。一个板相对于另一板的位置可 改变入射于頂0D上的光的光学干涉。頂0D装置具有广范围的应用，且预期用于改进现有产 品且产生新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。 各种电子电路组件可在包含谐振器的EMS层级处实施。具有大于100的质量（Q) 因数的在〇. 5与4GHz之间操作的可调谐谐振器可有用于合成多频率或可再配置滤波器，例 如用于在移动手持机或其它便携式消费型电子器件装置中使用。现有的可调谐组件开发工 作已导致具有对于消费型电子器件应用来说过高的成本结构和形状因数的装置，原因在于 其个别的装置层级制造、组装和校准过程中的固有缺陷。 举例来说，渐逝模式空腔谐振器已使用低温共烧陶瓷（LTCC)分层复合射频（RF) 衬底材料制造，或更近地通过立体光刻图案化聚合物或块体微加工单晶硅来制造。基于 LTCC的制造可为昂贵的，且可需要可能引起陶瓷零件的收缩的热处理，从而使维持严格尺 寸公差变得复杂。
技术实现思路
本专利技术的结构、装置、设备、系统和过程各自具有若干创新方面，其中并无单个一 者唯一地负责本文揭示的合意属性。 揭示EMS谐振器、装置、设备、系统和相关制造过程的实例性实施方案。根据本发 明中描述的标的物的一个创新方面，装置包含渐逝模式电磁波空腔谐振器。在一些实施方 案中，所述空腔谐振器包含下部空腔部分，所述下部空腔部分具有内部空腔表面和所述下 部空腔部分的所述内部空腔表面的外围周围的配合表面，所述下部空腔部分的所述内部空 腔表面具有沉积或图案化于其上的导电层。在一些实施方案中，所述空腔谐振器还包含上 部空腔部分，所述上部空腔部分具有内部空腔表面和所述上部空腔部分的所述内部空腔表 面的外围周围的配合表面，所述上部空腔部分的所述内部空腔表面具有沉积或图案化于其 上的导电层。所述上部空腔部分和下部空腔部分形成体积，所述体积可操作以支持一或多 个渐逝电磁波模式。所述空腔谐振器还包含平面内光刻界定的谐振器结构，所述结构具有 至少部分地位于所述体积内以便支持所述一或多个渐逝电磁波模式的部分。在一些实施方 案中，所述谐振器结构由导电材料形成或具有沉积或图案化于其上的导电层。在一些实施 方案中，谐振器结构的上部配合表面与上部空腔部分的配合表面配合、接合或另外连接。在 一些实施方案中，谐振器结构的下部配合表面与下部空腔部分的配合表面配合、接合或另 外连接。所述谐振器结构的远表面和与其最靠近的表面分离或电绝缘一间隙距离，所述空 腔谐振器的谐振电磁波模式至少部分地取决于所述间隙距离。 在一些实施方案中，电介质材料布置于所述间隙距离的一些或全部内以使得所述 电介质材料填充所述间隙距离的一些或全部。在一些实施方案中，谐振器结构包含在所述 体积内延伸的第一部分，所述第一部分的远表面是所述谐振器结构的远表面，其和与其最 靠近的表面分离或电绝缘所述间隙距离。在一些实施方案中，所述谐振器结构包含物理支 撑所述第一部分的第二部分，所述第二部分布置于所述下部空腔部分的所述配合表面与所 述上部空腔部分的所述配合表面之间且与所述配合表面连接。在一些实施方案中，与所述 谐振器结构的所述第一部分的所述远表面最靠近的所述表面是与所述谐振器结构的所述 第一部分的所述远表面最靠近的所述谐振器结构的所述第二部分的表面。在一些实施方案 中，所述谐振器结构以悬置环或开口环谐振器拓扑配置。 在一些其它实施方案中，所述谐振器结构的所述第一部分包含在所述体积上径向 或横向延伸的柱。在一些实施方案中，所述谐振器结构的第一部分还包含与所述柱一体式 形成的柱顶部。在一些实施方案中，所述柱顶部的远表面是所述谐振器结构的远表面，其和 与其最靠近的表面分离或电绝缘所述间隙距离。 在一些实施方案中，所述间隙距离为可调整的以动态改变空腔谐振器的谐振频率 或模式。在一些实施方案中，所述空腔谐振器还包含一或多个调谐元件，所述调谐元件布置 于所述间隙距离内且为可激活的以调整所述间隙距离的量值以实现所述谐振器的谐振模 式的改变。在一些实施方案中，每一调谐元件包含一或多个MEMS。在一些实施方案中，所述 空腔谐振器还包含布置于所述间隙距离内的一或多个电介质间隔件，所述一或多个电介质 间隔件界定所述间隙距离的静态量值。 根据本专利技术中描述的标的物的另一创新方面，装置包含渐逝模式电磁波空腔谐振 装置。在一些实施方案中，所述空腔谐振装置包含下部空腔装置，所述下部空腔装置具有内 部空腔表面和所述下部空腔装置的所述内部空腔表面的外围周围的配合装置，所述下部空 腔装置的所述内部空腔表面具有沉积或图案化于其上的导电装置。在一些实施方案中，所 述空腔谐振装置还包含上部空腔装置，所述上部空腔装置具有内部空腔表面和所述上部空 腔装置的所述内部空腔表面的外围周围的配合装置，所述上部空腔装置的所述内部空腔表 面具有沉积或图案化于其上的导电装置。所述上部空腔装置和下部空腔装置形成体积，所 述体积可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式。所述空腔谐振装置还包含平面内光刻界定 的谐振装置，所述谐振装置具有至少部分地位于所述体积内以便支持所述一或多个渐逝电 磁波模式的部分。在一些实施方案中，所述平面内光刻界定的谐振装置由导电材料形成或 具有沉积或图案化于其上的导电装置。在一些实施方案中，所述平面内光刻界定的谐振装 置的上部配合表面与上部空腔装置的配合表面配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置(11，40)，其包括渐逝模式电磁波空腔谐振器结构(1900，2100，2200)，所述结构包括：包含第一空腔(1906a，2106a，2206)的第一空腔部分(1902，2102，2202)，其具有内部空腔表面和所述第一空腔的外围周围的配合表面，所述内部空腔表面具有位于其上的导电层；包含第二空腔(1906b，2106b)的第二空腔部分(1904，2104)，其具有内部空腔表面和所述第二空腔的外围周围的配合表面，所述内部空腔表面具有位于其上的导电层，所述第一空腔(1906a，2106a)和所述第二空腔(1906b，2106b)形成可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式的体积；以及平面内谐振器结构(1910，2110，2210)，其具有至少部分地位于所述体积内以便支持所述一或多个渐逝电磁波模式的部分，所述谐振器结构为导电的或具有位于其上的导电层，所述谐振器结构的第一配合表面与所述第一空腔部分的所述配合表面连接，所述谐振器结构的第二配合表面与所述第二空腔部分的所述配合表面连接，所述谐振器结构的远表面(1922，2122)在所述体积的一部分上延伸且和与其最靠近的表面分离或电绝缘一间隙距离，所述谐振器结构的谐振电磁波模式至少部分地取决于所述间隙距离。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.19 US 13/451,3971. 一种装置（11，40)，其包括渐逝模式电磁波空腔谐振器结构（1900,2100,2200)，所 述结构包括： 包含第一空腔（1906a，2106a，2206)的第一空腔部分（1902, 2102, 2202)，其具有内部 空腔表面和所述第一空腔的外围周围的配合表面，所述内部空腔表面具有位于其上的导电 层； 包含第二空腔（1906b，2106b)的第二空腔部分（1904, 2104)，其具有内部空腔表面和 所述第二空腔的外围周围的配合表面，所述内部空腔表面具有位于其上的导电层，所述第 一空腔（1906a，2106a)和所述第二空腔（1906b，2106b)形成可操作以支持一或多个渐逝电 磁波模式的体积；以及 平面内谐振器结构（1910,2110,2210)，其具有至少部分地位于所述体积内以便支持所 述一或多个渐逝电磁波模式的部分，所述谐振器结构为导电的或具有位于其上的导电层， 所述谐振器结构的第一配合表面与所述第一空腔部分的所述配合表面连接，所述谐振器结 构的第二配合表面与所述第二空腔部分的所述配合表面连接，所述谐振器结构的远表面 (1922,2122)在所述体积的一部分上延伸且和与其最靠近的表面分离或电绝缘一间隙距 离，所述谐振器结构的谐振电磁波模式至少部分地取决于所述间隙距离。2. 根据权利要求1所述的谐振器结构，其中电介质材料布置于所述间隙距离的一些或 全部内以使得所述电介质材料填充所述间隙距离内的空间的一部分。3. 根据权利要求1或2所述的谐振器结构，其中所述谐振器结构（1900)包含： 第一部分（1910)，其在所述体积内径向或横向延伸，所述第一部分的所述远表面 (1922)是所述谐振器结构的所述远表面；以及 第二部分（1911)，其物理支撑所述第一部分，所述第二部分布置于所述第一空腔部分 (1902, 2102, 2202)的所述配合表面与所述第二空腔部分（1904,2104)的所述配合表面之 间且与所述配合表面连接。4. 根据权利要求3所述的谐振器结构，其中所述谐振器结构（1900)的所述第一部分 (1910)包含在所述体积上径向或横向延伸的柱（1910)。5. 根据权利要求4所述的谐振器结构，其中所述柱（1910)的所述远表面是所述谐振器 结构的所述远表面。6. 根据权利要求4所述的谐振器结构，其中所述谐振器结构（1900)的所述第一部分 (1910)进一步包含柱顶部（1912)，所述柱顶部布置于所述柱（1910)的远端处或与所述柱 一体式形成且具有比所述柱的宽度大的宽度，且其中所述柱顶部的所述远表面（1922)是 所述谐振器结构的所述远表面。7. 根据权利要求3到6中任一权利要求所述的谐振器结构，其中与所述谐振器结构 (1900)的所述第一部分（1910)的所述远表面（1922)最靠近的所述表面是与所述谐振器结 构的所述第一部分的所述远表面最靠近的所述第一空腔部分（1902)的所述内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·贾森·斯蒂法诺，朴相俊，拉温德拉·V·社诺伊，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US