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東芝開(kāi)發(fā)成功了有望使新一代手機等多頻帶無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品降低成本、縮小體積的RF MEMS元件。今后，將面向量產(chǎn)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，力爭2010年達到實(shí)用水平。 此次開(kāi)發(fā)的是在RF電路中用一個(gè)電路實(shí)現多個(gè)帶寬的元件。一般來(lái)說(shuō)，RF電路利用天線(xiàn)、頻率濾波器、放大器以及振蕩電路針對不同頻帶進(jìn)行優(yōu)化�，F有的元件通過(guò)固定電路參數僅能支持一種帶寬。預計到21世紀10年代，用一部手機支持多個(gè)帶寬的無(wú)線(xiàn)系統將成為主流。每個(gè)頻率均配備無(wú)線(xiàn)電路將導致手機尺寸增大、成本增加。而此次開(kāi)發(fā)的元件不同，為了在RF電路的整合電路方面通過(guò)一條電路支持多個(gè)帶寬，采用了可對電容器的靜態(tài)電容量進(jìn)行調節的設計。 為了實(shí)現對電容器的靜態(tài)電容量進(jìn)行調節，采用了對向電極間距離能夠控制的構造。這種可變容量元件此前就有過(guò)研發(fā)，不過(guò)由于未能解決一些技術(shù)問(wèn)題而未能用于實(shí)際。最大的難題是被稱(chēng)為Charging的電荷累積現象。也即隨著(zhù)使用時(shí)間的加長(cháng)，電荷被配置于對向電極間的介電體(絕緣膜)捕獲，電荷和電極間的引力導致電極無(wú)法移動(dòng)分離。 為避免這一現象的發(fā)生，也有不使用介電體、而將空氣作為絕緣層的方法。但是這樣，就無(wú)法得到較大的容量及容量比。另外，由于需要在電極間施加高電位差，移動(dòng)電極時(shí)就需要高電壓，耗電量就會(huì )增大。對此，東芝一直試圖通過(guò)稱(chēng)為雙極驅動(dòng)的電路技術(shù)解決這一問(wèn)題。為了讓介電體上不積存電荷，交替向電極施加正負極性相反的電壓，以使電子或空穴不增加。不過(guò)，即使這樣做也未能完全消除電荷。 此次，東芝進(jìn)一步改進(jìn)雙極驅動(dòng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了“智能雙極驅動(dòng)(IBA)”法。每次驅動(dòng)均檢測積存的電荷，根據其正負極性以及電荷量向電極施加消除積存電荷的電壓。這樣電荷就不會(huì )大量積存，能夠減少因Charging現象導致的故障。 東芝介紹說(shuō)，原來(lái)的雙極驅動(dòng)在幾千萬(wàn)次的反復工作后會(huì )出現工作不良的情況，此次的IBA方法在一億次反復工作后仍未出現Charging現象。一億次可充分保證在手機等在各種用途下工作數年。 此次的成果是東芝半導體公司半導體研究中心高性能CMOS元器件技術(shù)開(kāi)發(fā)部開(kāi)發(fā)出來(lái)的，今后還將面向量產(chǎn)繼續開(kāi)發(fā)。目前，對MEMS部分的成本及可靠性影響較大的封裝技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成。另外，該公司還在開(kāi)發(fā)與此次的方法不同的可變容量RF MEMS元器件，并已在“2007 IEDM”上發(fā)布。此次的方法比IEDM上的發(fā)布成果更接近于實(shí)用水平。不過(guò)，在耗電量方面，IEDM上發(fā)布的成果更為出色，從長(cháng)遠來(lái)看，IEDM上的發(fā)布成果有可能成為主流。另外，該公司還打算在發(fā)送電路或接收電路上分別使用兩種元件。 |
