(57)【要約】【課題】選択可能キャパシタンス回路【解決手段】  電圧によって制御されるキャパシタについて及び該キャパシタを形成するための方法について説明されている。該電圧によって制御されるキャパシタの機械的導体膜は、第１の位置及び第２の位置まで移動可能でありさらに第１の位置及び第２の位置から移動可能である。キャパシタンス量は、該機械的導体膜の移動に応じて変化することができる。微小電気機械（ＭＥＭＳ）電圧によって制御されるキャパシタは、様々な用途（例えば、ＲＦスイッチ及びＲＦ減衰器、等であるがこれらの用途に限定するものではない）において使用することができる。【選択図】        図７Ｄ
2006100821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択可能なキャパシタンス量を有する装置であって、
少なくとも２つの電極であって、前記少なくとも２つの電極のうちの少なくとも１方は、前記少なくとも２つの電極の間に規定された間隙を調整可能にするために他方の電極に関して制御可能な形で移動可能であり、前記電極のうちの少なくとも１方は、ＲＦ信号を搬送する少なくとも２つの電極と、
前記少なくとも２つの電極の間に配置されるとともに、前記電極のうちの少なくとも１方に電圧を供給するように構成されている、装置。
【請求項２】
２つの電極の間に選択的にＤＣバイアスを印加するように構成された回路をさらに具備し、前記回路が前記２つの電極の間における前記間隙の大きさを調整するようにするために、前記２つの電極のうちの少なくとも一方は、移動可能な電極である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの電極と電気的に通じているプロセッサであって、データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通じているメモリデバイスと、を具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの信号を前記少なくとも２つの電極に送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記データの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に伝送するように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記データを前記プロセッサに伝送するように構成されたデータソースモジュールをさらに具備する、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記データソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも１つを具備する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
入力データを受け取りさらに前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
選択可能なキャパシタンス量を有するキャパシタであって、
ＲＦ信号を搬送するための手段であって、制御可能な形で調整可能な間隙を有する搬送手段と、
前記搬送するための手段の少なくとも一部分に電圧を供給するための手段と、を具備するキャパシタ。
【請求項１０】
前記搬送するための手段は、少なくとも２つの電極を具備し、前記少なくとも２つの電極のうちの一方は、他方に関して移動可能である、請求項９に記載のキャパシタ。
【請求項１１】
前記電圧を供給するための手段は、前記搬送するための手段の移動可能な部分に隣接して配置された１つ以上の柱を具備する、請求項９に記載のキャパシタ。
【請求項１２】
前記搬送するための手段は、変形可能な膜を具備する、請求項９に記載のキャパシタ。
【請求項１３】
前記搬送するための手段は、ＤＣバイアスを選択的に印加するように構成された回路をさらに具備する、請求項１２に記載のキャパシタ。
【請求項１４】
前記搬送するための手段は、ＲＦ信号を搬送するように構成された伝導ラインと伝導膜との間に複数の間隙を具備する、請求項１３に記載のキャパシタ。
【請求項１５】
前記搬送するための手段は、ＤＣバイアスを選択するための手段と、前記ＤＣバイアスを前記少なくとも２つの電極に印加するための手段と、をさらに具備する、請求項１３に記載のキャパシタ。
【請求項１６】
前記選択するための手段は、プロセッサ又は論理回路を具備する、請求項１５に記載のキャパシタ。
【請求項１７】
前記印加するための手段は、スイッチを具備する、請求項１６に記載のキャパシタ。
【請求項１８】
キャパシタンスを選択する方法であって、
少なくとも２つの電極の間の間隙を調整することであって、前記少なくとも２つの電極のうちの少なくとも一方はＲＦ信号を搬送することと、
前記少なくとも一方の電極に電圧を印加すること、とを具備する方法。
【請求項１９】
前記間隙を調整することは、ＤＣバイアスを選択することと、前記ＤＣバイアスを前記少なくとも２つの電極に印加すること、とをさらに具備する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記間隙を調整することは、前記ＲＦ信号を搬送するように構成された伝導ラインと複数の電極との間における複数の間隙を調整することを具備する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
選択可能キャパシタンスを有するキャパシタを製造する方法であって、
第１の電極を形成することと、
第２の電極を形成することであって、前記第２の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間における定められた間隙を調整可能にするために前記第１の電極に関して移動可能にすることと、
少なくとも前記第２の電極に電圧を供給するように構成された複数の柱を形成することであって、前記柱は前記電極の間に配置されていること、とを具備する方法。
【請求項２２】
透明でない材料から前記第１の電極を形成することをさらに具備する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法に従って製造されたキャパシタ。
【請求項２４】
ＲＦデバイスであって、
ＲＦ信号を搬送するための第１の導体と、
前記第１の導体から所定の間隔をもたせて配置された変形可能膜であって、前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするように構成されておりさらに前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有する変形可能膜と、を具備するＲＦデバイス。
【請求項２５】
前記変形可能膜は、単一の膜を具備する、請求項２４に記載のＲＦデバイス。
【請求項２６】
前記変形可能膜は、２つ以上の別個の膜を具備する、請求項２４に記載のＲＦデバイス。
【請求項２７】
選択可能キャパシタンスを有するキャパシタであって、
基板アセンブリと、
前記基板アセンブリ上の信号導体であって、前記キャパシタに関する第１の電極を形成する信号導体と、
前記信号導体の少なくとも上面を被覆する誘電材料層と、
１つ以上の機械的導体膜であって、前記基板アセンブリと前記１つ以上の機械的導体膜との間に前記信号導体を配置するために該基板アセンブリの上方において所定の間隔をもたせて配置された１つ以上の機械的導体膜と、を含み、前記１つ以上の機械的導体膜は、前記キャパシタに関する第２の電極を形成しており、前記１つ以上の機械的導体膜の少なくとも２つ以上の部分は、低キャパシタンス位置及び高キャパシタンス位置から少なくとも部分的に独立して移動することが可能であり、該達成可能な位置は、該機械的導体膜の少なくとも選択された２つの部分に関する個別の第１のキャパシタンス位置と、前記機械的導体膜の前記選択された２つの部分に関する個別の第２のキャパシタンス位置であって、前記個別の第１のキャパシタンス位置よりも多量のキャパシタンスを有する個別の第２のキャパシタンス位置と、前記個別の第１のキャパシタンス位置よりもキャパシタンス量が多いが前記個別の第２のキャパシタンス位置よりもキャパシタンス量が少ない個別の第３のキャパシタンス構成と、を含み、前記個別の第３のキャパシタンス構成において、前記選択された２つの部分のうちの１方は、前記個別の第２のキャパシタンス位置にあり、他方は、前記個別の第１のキャパシタンス位置にあり、前記選択された位置は、少なくとも部分的には前記信号導体における電圧によって決定される、キャパシタをさらに具備する、請求項２４に記載のＲＦデバイス。
【請求項２８】
少なくとも２つ以上の部分は、前記機械的導体膜の単一の連続的セグメントに対応しており、前記２つ以上の部分は、（ａ）前記基板アセンブリと前記機械的導体膜の前記セグメントとの間に配置された柱が存在するか又は存在していない、（ｂ）柱の高さが異なる、（ｃ）柱間の間隔が異なる、又は（ｄ）これらの項目の組合せ、のうちの少なくとも１つに基づいて異なっている、請求項２７に記載のＲＦデバイス。
【請求項２９】
前記１つ以上の機械的導体膜の少なくとも２つ以上の部分は、前記機械的導体膜のうちで信号アースに結合された共通の電極を形成する別個のセグメントに対応しており、前記別個のセグメントは、互いにＤＣ隔離されておりさらに前記別個のセグメントを独立して制御するための別個のバイアスに結合されている、請求項２７に記載のＲＦデバイス。
【請求項３０】
複数の信号導体及び前記機械的導体膜の複数の多重セグメントは、ロー及びコラムの形で配列されている、請求項２７に記載のＲＦデバイス。
【請求項３１】
前記第１の導体及び前記変形可能膜のうちの少なくとも１つと電気的に通じているプロセッサであって、データを処理するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に通じているメモリデバイスと、をさらに具備する、請求項２４に記載のＲＦデバイス。
【請求項３２】
前記第１の導体及び前記変形可能膜のうちの少なくとも１つに少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに具備する、請求項３１に記載のＲＦデバイス。
【請求項３３】
前記データのうちの少なくとも一部分を前記ドライバ回路に伝送するように構成されたコントローラをさらに具備する、請求項３２に記載のＲＦデバイス。
【請求項３４】
前記データを前記プロセッサに伝送するように構成されたデータソースモジュールをさらに具備する、請求項３１に記載のＲＦデバイス。
【請求項３５】
前記データソースモジュールは、受信機、トランシーバ、及び送信機のうちの少なくとも１つを具備する、請求項３４に記載のＲＦデバイス。
【請求項３６】
入力データを受け取りさらに前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力デバイスをさらに具備する、請求項３１に記載のＲＦデバイス。
【請求項３７】
ＲＦ信号を搬送するための手段と、
前記ＲＦ信号をフィルタリングするための手段であって、前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするために３つの個別の作動可能な位置のうちの少なくとも１つの位置まで変形可能であるフィルタリングするための手段と、をさらに具備する、ＲＦデバイス。
【請求項３８】
前記搬送するための手段は、伝導ラインを具備する、請求項３７に記載のＲＦデバイス。
【請求項３９】
前記フィルタリングするための手段は、１つ以上の変形可能膜のうちで２つ以上の少なくとも部分的に独立して作動させることが可能な部分を具備する、請求項３８に記載のＲＦデバイス。
【請求項４０】
前記フィルタリングするための手段は、前記少なくとも２つの作動可能な部分が独立して作動されるように構成されている、請求項３９に記載のＲＦデバイス。
【請求項４１】
ＲＦ信号をフィルタリングする方法であって、
前記ＲＦ信号を伝導ラインで搬送することと、
前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有する変形可能膜を用いて前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングすることであって、前記変形可能膜は、前記伝導ラインに隣接すること、とを具備する方法。
【請求項４２】
選択的にフィルタリングすることは、１つ以上の変形可能膜のうちの２つ以上の少なくとも部分的に独立して作動される部分を作動させることを具備する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
選択可能キャパシタンスを有するＲＦデバイスを製造する方法であって、
ＲＦ信号を搬送するための第１の導体を形成することと、
前記第１の導体から所定の間隔をもたせて配置された変形可能膜を形成することであって、前記変形可能膜は、前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするように構成されており、さらに、前記変形可能膜は、前記ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有すること、とを具備する方法。
【請求項４４】
基板アセンブリを形成することと、
前記第１の導体を前記基板アセンブリ上に形成することと、
前記第１の導体の少なくとも上面を被覆する誘電材料層を形成することと、
変形可能膜を形成することであって、前記変形可能膜は、前記第１の導体が前記基板アセンブリと前記変形可能膜との間に配置されるように前記基板アセンブリの上方に配置されること、とをさらに具備する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記変形可能膜は、機械的導体膜の単一の連続セグメントに対応する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記変形可能膜のうちの少なくとも２つ以上のセグメントを形成することをさらに具備し、前記別個のセグメントは、互いにＤＣ隔離されておりさらに前記別個のセグメントを独立して制御するために別個のバイアスに結合されている、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
請求項４３に記載の方法に従って製造されたＲＦデバイス。
【請求項４８】
電圧によって制御されるキャパシタであって、
入力端子、制御端子、及び電圧基準端子を有する基板アセンブリと、
前記基板アセンブリ上に配置された電圧基準ラインであって、前記電圧基準ラインのうちの１つ以上が前記電圧基準端子に結合されている電圧基準ラインと、
前記基板アセンブリの上方に所定の間隔で配置されておりさらに反対側の端部が前記電圧基準ラインのうちの１つ以上に結合されている機械的導体膜と、
前記基板アセンブリと前記機械的導体膜との間に配置された１つ以上の柱であって、前記機械的導体膜を支える１つ以上の柱と、
前記基板アセンブリ上に配置された信号導体であって、前記制御端子における電圧は、前記機械的導体膜の位置を少なくとも部分的に制御する信号導体と、
前記信号導体の最上面と前記機械的導体膜との間に配置された誘電材料層と、
第１の端子及び第２の端子を有する結合キャパシタであって、前記第１の端子は、前記入力端子に結合されており、前記第２の端子は、前記信号導体に結合されている結合キャパシタと、を具備するキャパシタ。
【請求項４９】
前記信号導体は、透明でない材料を具備する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５０】
前記信号導体に関する材料は、銀、銅、金、アルミニウム、またはこれらの材料の組合せのうちの少なくとも１つを具備する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５１】
前記信号導体に関する材料は、１ｘ１０−６オーム−メートル（Ω−ｍ）未満の抵抗率を有する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５２】
前記信号導体に関する材料は、０．１ｘ１０−６オーム−メートル（Ω−ｍ）未満の抵抗率を有する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５３】
前記誘電材料層は、前記信号層の最上面に直接配置されている、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５４】
前記機械的導体膜の少なくとも１つの端部と対応する電圧基準ラインとの間に配置された絶縁体をさらに具備する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５５】
前記電圧基準ラインは、信号アースに対応するが、ＤＣバイアスを有するように構成されている、請求項５４に記載のキャパシタ。
【請求項５６】
前記電圧基準端子は、信号アース基準に結合させるように構成されている、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５７】
前記信号導体のうちの前記入力端子と反対側の端部に結合された出力端子をさらに具備する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５８】
前記キャパシタは、ＲＦ減衰器内において具体化されている、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項５９】
前記信号導体の前記最上面と前記機械的導体膜との間に配置された前記誘電材料層は、０．１乃至０．５マイクロメートルの範囲内の厚さを有する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【請求項６０】
前記信号導体は、０．５乃至５マイクロメートルの範囲内の厚さを有する、請求項４８に記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械要素は、基板及び／又は蒸着した材料層の一部をエッチングによって除去するか又は材料層を追加することによって電気デバイス及び電気機械デバイスを形成する、蒸着、エッチング、及び／又はその他のマイクロ加工プロセスを用いて製作することができる。これらのＭＥＭＳデバイスは、様々な用途（例えば、光学上の用途、及び電気回路上の用途、等）において使用することができる。
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスの１つの型は、インターフェロメトリックモジュレータ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれている。本出願明細書において用いられているインターフェロメトリックモジュレータ又は干渉型光モジュレータという用語は、光干渉原理を用いて選択的に光を吸収する及び／又は反射させるデバイスを意味している。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導性プレートを具備しており、これらのプレートの１方又は両方は、全体又は一部が透明及び／又は反射性であり、適切な電気信号を加えると相対運動をすることができる。１方のプレートは、基板上に蒸着された静止層を具備しており、他方のプレートは、エアギャップによって該静止層から分離された金属膜を具備している。本出願明細書においてさらに詳細に説明されているように、一方のプレートを基準にした他方のプレートの位置は、該インターフェロメトリックモジュレータに入射した光の光学的干渉を変えることができる。これらのデバイスは非常に広範な用途を有しており、当業においては、既存製品を改良する際に及びまだ開発されていない新製品を製造する際にこれらの型のデバイスの特長を活用できるようにするためにこれらの型のデバイスの特性を利用及び／又は変更することが有益になる。
【０００４】
もう１つの型のＭＥＭＳデバイスは、多状態キャパシタとして使用される。例えば、該キャパシタは、適切な電気制御信号を加えられると相対運動をすることができる少なくとも１つのプレートを有する一対の伝導性プレートを具備することができる。該相対運動は、該キャパシタのキャパシタンスを変化させ、該キャパシタを様々な用途（例えば、フィルタリング回路、同調回路、移相回路、減衰器回路、等）において使用することを可能にする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシステム、方法、及びデバイスは各々がいくつかの側面を有しており、いずれの単一の側面も、望ましい属性を確保する役割を単独で果たしているわけではない。以下では、本発明の適用範囲を限定することなしに、本発明のより顕著な特長について概説する。
【０００６】
１つの実施形態は、選択可能なキャパシタンス量を有する装置であり、該装置は、少なくとも２つの電極と、該少なくとも２つの電極の間に配置された複数の柱と、を含み、該少なくとも２つの電極のうちの少なくとも1方は、該少なくとも２つの電極の間における定められた間隙を調整可能にするために他方に関して制御可能な形で移動することができ、該電極のうちの少なくとも１方はＲＦ信号を搬送し、該複数の柱は、該電極のうちの少なくとも１つに電圧を供給するように構成されている。
【０００７】
１つの実施形態は、選択可能なキャパシタンス量を有するキャパシタであり、該キャパシタは、ＲＦ信号を搬送するための手段と、該搬送するための手段の少なくとも一部に電圧を供給するための手段と、を含み、該搬送するための手段は、制御可能な形で調整可能な間隙を有する。
【０００８】
１つの実施形態は、キャパシタンスを選択する方法であり、該方法は、少なくとも２つの電極の間の間隙を調整することと、該電極のうちの少なくとも１つに電圧を供給すること、とを含み、該電極のうちの少なくとも１つは、ＲＦ信号を搬送する。
【０００９】
１つの実施形態は、選択可能なキャパシタンスを有するキャパシタを製造する方法であり、該方法は、第１の電極を形成することと、第２の電極を形成することであって、該第１の電極と該第２の電極との間における定められた間隙を調整可能にするために該第２の電極が該第１の電極を基準して移動可能になるような形で該第２の電極を形成することと、少なくとも該第２の電極に電圧を供給するように構成された複数の柱を形成すること、とを含み、該柱は、該電極の間に配置される。
【００１０】
１つの実施形態は、前記に従って製造されたキャパシタである。
【００１１】
１つの実施形態は、ＲＦデバイスであり、該ＲＦデバイスは、ＲＦ信号を搬送するための第１の導体と、該第１の導体から所定の間隔をもたせて配置された変形可能膜と、を含み、該変形可能膜は、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするように構成されており、さらに、該変形可能膜は、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有する。
【００１２】
１つの実施形態は、ＲＦ信号を搬送するための手段と、該ＲＦ信号をフィルタリングするための手段と、を含むＲＦデバイスであり、該フィルタリングするための手段は、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするために３つの個別の作動可能位置のうちの少なくとも１つの位置にまで変形可能である。
【００１３】
１つの実施形態は、ＲＦ信号をフィルタリング方法であり、該方法は、伝導ラインにおいて該ＲＦ信号を搬送することと、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有する変形可能膜を用いて該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングすること、とを含み、該変形可能膜は、該伝導ラインに隣接する。
【００１４】
１つの実施形態は、選択可能なキャパシタンスを有するＲＦデバイスを製造する方法であり、該方法は、ＲＦ信号を搬送するための第１の導体を形成することと、該第１の導体から所定の間隔をもたせて配置される変形可能膜を形成すること、とを含み、該変形可能膜は、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするように構成されており、さらに、該変形可能膜は、該ＲＦ信号を選択的にフィルタリングするための少なくとも３つの個別の作動可能な位置を有する。
【００１５】
１つの実施形態は、上述された方法に従って製造れたＲＦデバイスである。
【００１６】
１つの実施形態は、電圧によって制御されるキャパシタであり、該電圧によって制御されるキャパシタは、入力端子、制御端子、及び電圧基準端子を有する基板アセンブリと、該基板アセンブリ上に配置された電圧基準ラインと、機械的導体膜（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）であって、該基板アセンブリの上方に所定の間隔をもたせて配置されさらに該機械的導体膜の反対側の端部が該電圧基準ラインのうちの１つ以上に結合された機械的導体膜と、該基板アセンブリと該機械的導体膜との間に配置された１つ以上の柱と、該基板アセンブリ上に配置された信号導体と、該信号導体の最上面と該機械的導体膜との間に配置された誘電材料層と、第１の端子及び第２の端子を有する結合キャパシタと、を含み、該電圧基準ラインのうちの少なくとも１つは、該電圧基準端子に結合されており、該１つ以上の柱は、該機械的導体膜を支持し、該制御端子における電圧は、該機械的導体膜の位置を少なくとも部分的に制御し、該第１の端子は、該入力端子に結合されており、該第２の端子は、該信号導体に結合されている。
【００１７】
以下の図面（一定の拡大率に従ったものではない）及び本出願明細書における関係する説明は、実施形態を例示することを目的とするものであり、本発明を限定することを意図するものではない。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本出願明細書においては特定の実施形態が説明されているが、当業者にとっては、本出願明細書において詳述されている便益及び特長のうちのすべての便益及び特長を提供することにはならない実施形態を含むその他の実施形態も可能であることが明確になるであろう。
【００１９】
選択可能キャパシタンス回路は、非常に様々な用途において使用することができる。例えば、選択可能キャパシタンス回路は、ＲＦ減衰器内又はＲＦスイッチ内において使用することができる。選択可能キャパシタンスは、ＲＦ減衰量を選択する、ＲＦスイッチに関するインピーダンスミスマッチ量を選択する、等のために使用することができる。ＭＥＭＳデバイスによって製作された減衰器又はスイッチは、有利なことに、ダイオードスイッチ及びＦＥＴスイッチと比較して、相対的に広範な帯域幅の動作を行い、損失が相対的に少なくさらにＲＦ特性が優れている。さらに、ＭＥＭＳデバイスは、一般的には、相対的に低い駆動電力を要求し、さらに、相対的に低い直列抵抗を示すことができる。
【００２０】
ディスプレイ用ＭＥＭＳデバイスの伝導性プレートのうちの１方又は両方の相対運動原理又はディスプレイ用ＭＥＭＳデバイスの伝導膜のうちの１方又は両方の相対運動原理は、図１乃至図６Ｃを参照しつつインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの観点から一般的に説明されている一方で、これらの相対運動原理は、ＭＥＭＳキャパシタに対しても適用可能であるということを当業者は理解することになる。
【００２１】
以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を対象にしたものである。しかしながら、本発明は、数多くの異なった形で具体化することが可能である。本説明では図面を参照しており、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照数字を付してある。以下の説明によって明確になるように、各実施形態は、動画（映像、等）又は静止画（静止画像、等）のいずれであるかにかかわらず、さらに、テキスト又は絵のいずれであるかにかかわらず、画像を表示するように構成されているあらゆる装置において実装することができる。さらに具体的には、各実施形態は、様々な電子機器、例えば、携帯電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯式コンピュータ、ポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信装置／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲームコンソール、腕時計、柱時計、計算器、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、自動車の表示盤（オドメーターの表示盤、等）、コックピットの制御盤及び／又は表示盤、カメラのディスプレイ(車両内のリアビューカメラのディスプレイ、等)、電子写真、電子広告掲示板又は看板、プロジェクター、建築構造物、梱包、美的構造物（宝石上におけるイメージの表示、等）（但し、これらの電子機器に限定するものではない）の内部に又はこれらの電子機器と関連させて実装できるようにすることが企図されている。さらに、本出願明細書において説明されているＭＥＭＳデバイスと同様の構造を有するＭＥＭＳデバイスは、電子式開閉装置等の表示以外の用途においても使用することができる。
【００２２】
干渉型ＭＥＭＳ表示素子を具備する１つのインターフェロメトリックモジュレータディスプレイ実施形態が図１に例示されている。これらのデバイスにおいて、画素は、明るい状態又は暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」又は「開いた」）状態においては、該表示素子は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射させる。暗い（「オフ」又は「閉じた」）状態においては、該表示素子は、ユーザーに対して入射可視光をほとんど反射させない。該「オン」状態及び「オフ状態」の光反射特性は反転させることができ、実施形態に依存する。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮して、主に選択された色において反射するように構成させることができる。
【００２３】
図１は、ビジュアルディスプレイの一連の画素内の２個の隣接する画素を描いた等大図であり、各画素は、ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータを具備している。いくつかの実施形態においては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイは、これらのインターフェロメトリックモジュレータのロー／コラムアレイ（横列／縦列）を具備している。各インターフェロメトリックモジュレータは、一対の反射層を含んでいる。これらの一対の反射層は、可変でかつ制御可能な距離に互いに配置されており、少なくとも１つの可変寸法を有する共鳴光学空洞を形成している。１つの実施形態においては、該反射層のうちの１つは、２つの位置の間を移動させることができる。第１の位置（本出願明細書では解放位置と呼ばれている）においては、該移動可能層は、固定された部分的反射層から相対的に遠く離れた距離に配置されている。第２の位置においては、該移動可能層は、該部分的反射層のほうにより近づけて配置されている。これらの２つの層から反射された入射光は、該移動可能な反射層の位置に依存して建設的に又は破壊的に干渉し、各画素に関して全体的な反射状態又は非反射状態を作り出す。
【００２４】
図１において、画素アレイのうちの描かれた部分は、２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１２ａ及び１２ｂを含む。左側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ａにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層１４ａが、固定された部分的反射層１６ａから予め決められた距離にある位置において解放状態になっている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ｂにおいては、移動可能で反射能力が高い反射層１４ｂが、固定された部分的反射層１６ｂに隣接した作動位置にある。
【００２５】
固定層１６ａ及び１６ｂは、電導性で、部分的に透明でさらに部分的反射性であり、例えば、各々がクロム及びインジウム−スズ酸化物から成る１つ以上の層を透明な基板２０上に配置することによって製作される。後述するように、これらの層は、平行なストリップから成るパターンが付けられており、ディスプレイデバイス内においてロー電極を形成している。移動可能層１４ａ及び１４ｂは、柱１８の頂部に蒸着させた（ロー電極１６ａ及び１６ｂと直交の）蒸着金属層の一連の平行ストリップとして及び柱１８間に蒸着させた介在犠牲材料として形成することができる。該犠牲材料をエッチングによって取り除くと、変形可能な金属層１４ａ及び１４ｂが定められたエアギャップ１９よって固定金属層から分離される。変形可能な層には伝導性が高い反射性材料（アルミニウム、等）を用いることができ、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内においてコラム電極を形成する。
【００２６】
図１において画素１２ａによって例示されているように、電圧が印加されていない状態では、空洞１９は層１４ａと１６ａの間にとどまっており、変形可能層は、機械的に解放された状態になっている。しかしながら、選択したロー及びコラムに電位差を印加すると、対応する画素におけるロー電極及びコラム電極の交差部において形成されているキャパシタが荷電され、静電力がこれらの電極を引き寄せる。図１内の右側の画素１２ｂによって例示されているように、電圧が十分に高い場合は、移動可能層が変形されて固定層に押しつけられる（本図に示されていない誘電材料を固定層に蒸着することによって短絡を防止すること及び分離距離を制御することができる）。この挙動は、印加した電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射性対非反射性画素の状態を制御することができるロー／コラム作動は、従来のＬＣＤ及びその他の表示技術において用いられている作動と多くの点で類似している。
【００２７】
図２乃至５Ｂは、表示用途においてインターフェロメトリックモジュレータアレイを用いるための１つの典型的なプロセス及びシステムを例示した図である。
【００２８】
図２は、本発明の諸側面を組み入れることができる電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。この典型的実施形態においては、該電子デバイスはプロセッサ２１を含んでおり、該プロセッサ２１は、あらゆる汎用の単チップ又は多チップのマイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  Ｐｒｏ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、等）、又は、あらゆる専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイ、等）にすることができる。当業においては従来の方法であるが、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。プロセッサ２１は、オペレーティングシステムを実行することに加えて、１つ以上のソフトウェアアプリケーション（例えば、ウェブブラウザー、電話に関するアプリケーション、電子メールプログラム、又はその他のあらゆるソフトウェアアプリケーション）を実行するように構成することができる。
【００２９】
１つの実施形態においては、プロセッサ２１はアレイコントローラ２２と通信するようにも構成されている。１つの実施形態においては、アレイコントローラ２２は、ディスプレイアレイ又はパネル３０に信号を提供するロードライバ回路２４及びコラムドライバ回路２６を含む。図１において例示されている該アレイの横断面は、図２では線１−１によって示されている。ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータにおいては、ロー／コラム作動プロトコルは、図３において例示されているこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態に変形させるためには１０Ｖの電位差が必要である。しかしながら、同値から電圧を減じたときには、移動可能層は、電圧が低下して再び１０Ｖよりも低くなる間にその状態を維持する。図３において例示されている典型的実施形態においては、移動可能層は、電圧が２Ｖよりも低くなるまで完全には解放されない。このため、図３において示されている例においては、約３乃至７Ｖの電圧範囲が存在しており、デバイスが解放された状態又は作動された状態において安定している印加電圧の窓が存在している。本出願明細書では、この窓を「ヒステリシスウインドー」又は「安定ウインドー」と呼んでいる。図３において例示されているヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合は、ローストローブ中に、ストローブされたロー内の作動対象画素が約１０Ｖの電圧差にさらされ、さらに、解放対象画素が約ゼロＶの電圧差にさらされることになるように、ロー／コラム作動プロトコルを設計することができる。ストローブ後は、画素は、約５Ｖの定常状態電圧差にさらされ、このため、ローストローブによって置かれたあらゆる状態にとどまる。本例においては、各画素は、書かれた後には、３乃至７Ｖの「安定ウインドー」内において電位差にさらされる。この特長は、図１において例示されている画素設計を、作動状態又は先在する解放状態のいずれであるかにかかわらず同じ印加電圧状態の下で安定させることになる。インターフェロメトリックモジュレータの各画素は、作動状態又は解放状態のいずれであるかにかかわらず、本質的には、固定反射層及び移動可能反射層によって形成されたキャパシタであるため、この安定状態は、電力散逸がほとんどゼロの状態でヒステリシスウインドー内のある１つの電圧において保持することができる。本質的に、印加電位が固定されている場合は、画素内には電流は流れ込まない。
【００３０】
典型的な用途においては、第１のロー内の希望する作動画素の組に従ってコラム電極の組を選択することによって表示フレームを製造する。次に、ローパルスをロー１電極に加え、選択されたコラムラインに対応する画素を作動させる。次に、選択されたコラム電極の組を変更し、第２ロー内の希望される作動画素の組に対応させる。次に、ロー２電極にパルスを加え、選択されたコラム電極に従ってロー２内の該当画素を作動させる。この際、ロー１の画素は、ロー２のパルスによる影響を受けず、ロー１のパルス中に設定された状態にとどまる。このプロセスが一連のロー全体に関して逐次的に繰り返されることによって表示フレームが製造される。一般的には、これらの表示フレームは、希望する何らかの１秒当たりのフレーム数の時点において、該プロセスを連続的に繰り返すことによってリフレッシュされるか及び／又は新しい表示データによって更新される。画素アレイのロー電極及びコラム電極を駆動して表示フレームを生成するためのプロトコルは非常に様々であることがよく知られており、これらのプロトコルを本発明ととともに使用することができる。
【００３１】
図４、５Ａ及び５Ｂは、図２に示されている３ｘ３アレイ上において表示フレームを製作するために用いることが可能な１つの作動プロトコルを例示した図である。図４は、図３のヒステリシス曲線を示している画素に関して使用することができる一組のコラム／ロー電圧レベルを示した図である。図４の実施形態において、画素を作動させることは、該当するコラムを−Ｖｂｉａｓに設定すること及び該当するローを＋ΔＶに設定することが関わっており、これらの電圧は、−５Ｖ及び＋５Ｖにそれぞれ該当する。画素の解放は、該当するコラムを＋Ｖｂｉａｓに設定してさらに該当するローを同じ＋ΔＶに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。ロー電圧がゼロボルトに保持されているローにおいては、画素は、コラムが＋Ｖｂｉａｓ又は−Ｖｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、最初に置かれていた状態において安定している。同じく図４において、上記の電圧とは反対の極性の電圧を使用できること、例えば、画素を作動させることは、該当するコラムを＋Ｖｂｉａｓに設定して該当するローを−ΔＶに設定することを関わらせることができる、という点が理解されることになる。本実施形態においては、画素の解放は、該当するコラムを−Ｖｂｉａｓに設定してさらに該当するローを同じ−ΔＶに設定し、該画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成させる。
【００３２】
図５Ｂは、図２の３ｘ３アレイに加えられた一連のロー信号及びコラム信号を示したタイミング図であり、結果的には、図５Ａに例示されている表示配置になる（同図における作動画素は非反射性である）。図５Ａに例示されているフレームを書く前においては、画素はあらゆる状態になることが可能であり、本例では、すべてのローが０ボルト、すべてのコラムが＋５Ｖである。これらの電圧を印加した状態では、すべての画素は、印加以前における作動状態又は解放状態で安定している。
【００３３】
図５Ａのフレームにおいては、画素（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）及び（３、３）を作動させる。該作動させるためには、ロー１に関する「ラインタイム」中に、コラム１及び２を−５Ｖに設定し、コラム３を＋５Ｖに設定する。この場合、すべての画素が３Ｖ乃至７Ｖの安定ウインドー内にとどまっているためいずれの画素の状態も変化しない。次に、パルスを用いてロー１をストローブし、０から最高５Ｖまで上昇させて０に戻る。この動作は、画素（１、１）及び（１、２）を作動させ、画素（１、３）を解放する。画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。ロー２を希望どおりに設定するためには、コラム２を−５Ｖに設定し、コラム１及び３を＋５Ｖに設定する。これで、ロー２に加えられた同じストローブが、画素（２、２）を作動させ、画素（２，１）及び（２、３）を解放する。この場合も、画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。同様に、コラム２及び３を−５Ｖに設定し、コラム１を＋５Ｖに設定することによってロー３を設定する。ロー３のストローブは、ロー３の画素を図５Ａに示したように設定する。表示フレームを書いた後は、ロー電位はゼロであり、コラム電位は、＋５Ｖ又は−５Ｖのいずれかにとどまることができ、従って、図５Ａに示した配置において表示が安定する。この手順は、何十ものローとコラムのアレイさらには何百ものローとコラムのアレイに関しても採用できるという点が理解されることになる。さらに、ロー及びコラムの作動を実施するために用いるタイミング、順序、及び電圧レベルは、上述した一般原理内において大きく変化させることが可能である点、及び、上例は典型的な例であるにすぎず、あらゆる作動電圧方法を本発明とともに用いることができる点も理解されることになる。
【００３４】
図６Ａ及び６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば携帯電話であることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素又はわずかに変形させた構成要素は、テレビ及び携帯式メディアプレーヤー等の様々な型のディスプレイデバイスも可能であることを例示するものである。
【００３５】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカー４４、入力デバイス４８、及びマイク４６を含む。ハウジング４１は、一般的には、当業者によく知られている様々な製造プロセス（例えば、射出成形、及び真空成形、等）のうちのいずれかの製造プロセスによって成形される。さらに、ハウジング４１は、様々な材料（例えば、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はその組合せを含むが、これらの材料に限定するものではない）によって製造することができる。１つの実施形態においては、ハウジング４１は、異なった色を有するか又は異なったロゴ、絵、又は記号を有するその他の取り外し可能な部分と互換可能である取り外し可能な部分（図示されていない）を含む。
【００３６】
典型的ディスプレイデバイス４０のアレイ３０は、本出願明細書において説明されているように、双安定表示ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかのディスプレイであることができる。その他の実施形態においては、ディスプレイ３０は、当業者によく知られている上述のフラットパネルディスプレイ（例えば、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、又はＴＦＴ  ＬＣＤ、等）、又は非フラットパネルディスプレイ（例えば、ＣＲＴ又はその他の管デバイス）を含む。しかしながら、本実施形態について説明する目的上、アレイ３０は、本出願明細書において説明されているインターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含む。
【００３７】
典型的ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態の構成要素が図６Ｂにおいて概略的に例示されている。例示されている典型的ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、さらに、その中に少なくとも部分的に内蔵されているさらなる構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、典型的ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインタフェース２７を含んでいる。トランシーバ４７は、プロセッサ２１に接続されており、プロセッサ２１は、コンディショニングハードウェア５２に接続されている。コンディショニングハードウェア５２は、信号のコンディショニング（例えば、信号のフィルタリング、等）を行うように構成することができる。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４４及びマイク４６に接続されている。プロセッサ２１は、入力デバイス４８及びドライバコントローラ２９にも接続されている。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８及びアレイドライバ２２に結合されており、アレイドライバ２２は、アレイ３０に結合されている。電源５０は、典型的ディスプレイデバイス４０の特定の設計上の必要に応じて全構成要素に電力を供給する。
【００３８】
ネットワークインタフェース２７は、典型的ディスプレイデバイス４０がネットワーク上の１つ以上のデバイスと通信できるようにするために、アンテナ４３及びトランシーバ４７を含む。１つの実施形態においては、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に対する要求を緩和するためのいくつかの処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、当業者に知られているいずれかの信号送受信用アンテナである。１つの実施形態においては、該アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格（ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、又は（ｇ）を含む）に準拠してＲＦ信号を送受信する。もう１つの実施形態においては、該アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）規格に準拠してＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合は、該アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内において通信するために使用されるＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、又はその他の既知の信号を受信するように設計されている。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信した信号をプロセッサ２１が受け取ってさらなる処理を行うことができるようにこれらの受信信号を前処理する。さらに、トランシーバ４７は、プロセッサ２０２１から受け取った信号をアンテナ４３を通じて典型的ディスプレイデバイス４０から送信できるようにするための処理も行う。
【００３９】
代替実施形態においては、トランシーバ４７は、受信機に代えることができる。さらにもう１つの代替実施形態においては、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に伝送されるデータを保存又は生成することができるデータソースに代えることができる。例えば、該データソースは、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、画像データを内蔵するハードディスクドライブ、又は画像データを生成するソフトウェアモジュールにすることができる。
【００４０】
プロセッサ２１は、一般的には、典型的ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御する。プロセッサ２１は、データ（音声データ、画像データ（例えば、ネットワークインタフェース２７又は画像ソースからの圧縮画像データ）、等）を受け取り、該データを処理して生データにするか、又は、簡単に処理して生データにすることができるフォーマットにする。次に、プロセッサ２１は、処理したデータをドライバコントローラ２９に送るか又はフレームバッファ２８に送って保存する。生画像データとは、一般的には、１つの画像内の各記憶場所における画像の特徴を識別する情報である。例えば、画像に関するこれらの特徴は、色、飽和、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００４１】
１つの実施形態においては、プロセッサ２１は、典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理装置を含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般的には、スピーカー４４に信号を送信するための及びマイク４６から信号を受信するための増幅器及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、典型的ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素にすること、又は、プロセッサ２１又はその他の構成要素の中に組み入れることができる。
【００４２】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生データを、プロセッサ２１から直接受け取るか又はフレームバッファ２８から受け取り、アレイドライバ２２に高速伝送するのに適した再フォーマット化を該生データに対して行う。具体的には、ドライバコントローラ２９は、生データを再フォーマット化し、ラスターに似たフォーマットを有するデータ流にする。このため、該データ流は、アレイ３０全体を走査するのに適した時間的順序を有している。次に、ドライバコントローラ２９は、フォーマット化された情報をアレイドライバ２２に送る。ドライバコントローラ２９（例えば、ＬＣＤコントローラ、等）は、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と関係していることがしばしばあるが、これらのコントローラは、数多くの方法で実装することができる。例えば、これらのコントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込むこと、又は、アレイドライバ２２とともにハードウェア内に完全に組み込むことができる。
【００４３】
一般的には、アレイドライバ２２は、フォーマット化された情報をドライバコントローラ２９から受け取り、映像データを再フォーマット化して平行する一組の波形にする。これらの波形は、ディスプレイのｘ−ｙ画素行列から来る何百ものそして時には何千ものリード線に対して１秒間に何回も加えられる。  
１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びアレイ３０は、本出願明細書において説明されているあらゆる型のディスプレイに関して適している。例えば、１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ（例えば、インターフェロメトリックモジュレータコントローラ、等）である。もう１つの実施形態においては、アレイドライバ２２は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ（インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ、等）である。１つの実施形態においては、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化されている。該１つの実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに別の実施形態においては、アレイ３０は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定表示ディスプレイアレイ（インターフェロメトリックモジュレータアレイを含むディスプレイ、等）である。
【００４４】
入力デバイス４８は、ユーザーが典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するのを可能にするデバイスである。１つの実施形態においては、入力デバイス４８は、キーパッド（ＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話のキーパッド、等）、ボタン、スイッチ、タッチ画面、感圧膜、感熱膜、等を含む。１つの実施形態においては、マイク４６は、典型的ディスプレイデバイス４０の入力デバイスである。データをデバイスに入力するためにマイク４６を使用時には、ユーザーは、典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するための音声コマンドを使用することができる。
【００４５】
電源５０は、当業界においてよく知られている様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、１つの実施形態においては、電源５０は、充電可能な電池（例えば、ニッカド電池又はリチウムイオン電池、等）である。もう１つの実施形態においては、電源５０は、再生可能なエネルギー源、キャパシタ、又は太陽電池（例えば、プラスチック太陽電池、太陽電池塗料、等）である。別の実施形態においては、電源５０は、コンセントから電力を受け取るように構成されている。
【００４６】
いくつかの実装においては、制御プログラマビリティは、上述されているように、電子ディスプレイシステム内の数カ所に配置することができるドライバコントローラ内に常駐する。いくつかの事例においては、制御プログラマビリティは、アレイドライバ２２内に常駐する。当業者は、上述した最適化はあらゆる数のハードウェア及び／又はソフトウエアコンポーネントにおいて及び様々なコンフィギュレーションで実装できることを認識することになる。上記の原理に従って動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の詳細は、大きく変わることができる。例えば、図７Ａ乃至図７Ｃは、移動可能鏡構造物の３つの異なった実施形態を例示した図である。図７Ａは、図１の実施形態の横断面であり、細長い帯状の金属材料１４が直交支持物１８上に蒸着されている。図７Ｂにおいては、移動可能反射材料１４は、支持物の角のみに（テザー３２上に）取り付けられている。図７Ｃにおいて、移動可能反射材料１４は、変形可能層３４から吊り下げられている。この実施形態においては、反射材料１４に関して用いられる構造設計及び材料を光学的性質に関して最適化することができ、さらに、変形可能層３４に関して用いられる構造設計及び材料を希望する機械的性質に関して最適化することができるため、いくつかの便益を有している。様々な出版物（例えば、U.S. Published Application ２004/005１9２9、等）において様々な型の干渉デバイスの製造に関する説明が行われている。さらに、材料蒸着、パターン形成、及びエッチングの一連の手順が関わる上記の構造物は、非常に様々なよく知られた技術を用いて製造することができる。
【００４７】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）電圧によって制御されるキャパシタについて及び該キャパシタを形成するための方法について説明されている。該電圧によって制御されるキャパシタの機械的導体膜は、第１の位置及び第２の位置まで移動することが可能であり、さらに、第１の位置及び第２の位置から移動することが可能である。キャパシタンス量は、該機械的導体膜の移動に応じて変化することができる。ＭＥＭＳ電圧によって制御されるキャパシタは、様々な用途（例えば、ＲＦスイッチ及びＲＦ減衰器、等であるが、これらの用途に限定するものではない）において使用することができる。
【００４８】
ＭＥＭＳデバイスによって製作された減衰器又はスイッチは、有利なことに、ダイオードスイッチ及びＦＥＴスイッチと比較して、相対的に広範な帯域幅の動作を行い、損失が相対的に少なくさらにＲＦ特性が優れている。さらに、これらのＭＥＭＳデバイスは、共平面導波管内において使用時には、駆動電力が相対的に低いこと及び直列抵抗が相対的に小さいことも特長とすることができる。
【００４９】
１つの実施形態は、機械的導体膜の固定点間に配置された柱を有するＭＥＭＳキャパシタを含む。これらの柱の間の間隔は、該膜の位置を変えるために用いられるプルイン電圧を決定することができる。キャパシタは、柱間の間隔が可変である１つ以上の膜とともに形成することができる。このことは、該プルイン電圧が膜の対応する部分に関して変化することを可能にし、それによって、膜又はその一部分を選択的に作動させることを可能にする。従って、キャパシタンス量は、制御電圧に少なくとも部分的に反応して変化することができる。
【００５０】
１つの実施形態は、別々の制御バイアスに結合された多重膜を有するキャパシタを含む。このことは、該多重膜を独立して個別に制御することを可能にし、それによって相対的に広範なキャパシタンスを選択することを可能にする。例えば、該多重膜は、ほぼ線形なキャパシタンスの選択を行うために、２進重み（２のべき乗）で加重することができる。
【００５１】
１つの実施形態は、電圧によって制御されるキャパシタであり、該電圧によって制御されるキャパシタは、入力端子、制御端子、及び電圧基準端子を有する基板アセンブリと、該基板アセンブリ上に配置された電圧基準ラインと、機械的導体膜（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）であって、反対側の機械的導体膜が２つ以上の端部において固定されるようにするために、及び、該機械的導体膜が該１つ以上の電圧基準ラインにＡＣ結合されるようにするために、該基板アセンブリの上方において間隔をあけて配置されさらに該機械的導体膜の反対側の端部において該電圧基準ラインのうちの１つ以上に直接的に又は間接的に結合された機械的伝導膜と、該基板アセンブリと該機械的導体膜との間に配置されさらに該機械的導体膜を固定する該２つ以上の端部の間に配置された１つ以上の柱と、該基板アセンブリ上に配置された信号導体と、該信号導体の最上面と該機械的伝導膜との間に配置された誘電材料層と、第１の端子及び第２の端子を有する結合キャパシタと、を含み、該電圧基準ラインのうちの少なくとも１つは、該電圧基準端子に結合されており、該機械的導体膜のうちの少なくとも一部分は、該基板アセンブリの表面から第１の距離にある第１の位置まで及び該基板アセンブリの該表面から第２の距離にある第２の位置まで移動可能でありさらに該第１の位置から及び該第２の位置から移動可能であり、該１つ以上の柱は、該機械的導体膜を支持し、該信号導体は、該制御端子にＤＣ結合されており、該制御端子における電圧は、該機械的導体膜の位置を少なくとも部分的に制御し、該機械的導体膜が該第１の位置にあるときには（ａ）該機械的導体膜と該誘電材料層との間又は（ｂ）該誘電材料層と該信号導体との間のうちの少なくとも１つの間において間隙が存在し、該機械的導体膜が該第２の位置にあるときには実質的に間隙が存在せず、該第１の端子は、該入力端子に結合されており、該第２の端子は、該信号導体に結合されている。
【００５２】
１つの実施形態は、選択可能なキャパシタンスを有するキャパシタであって、該キャパシタは、基板アセンブリと、該基板アセンブリ上の信号導体と、該信号導体の少なくとも上面を被覆する誘電材料層と、１つ以上の機械的導体膜であって、該基板アセンブリと該１つ以上の機械的導体膜の間に該信号導体を配置させるために該基板アセンブリの上方において間隔をあけて配置された１つ以上の機械的導体膜と、を含み、該信号導体は、該キャパシタに関する第１の電極を形成しており、該１つ以上の機械的導体膜は、該キャパシタに関する第２の電極を形成しており、該１つ以上の機械的導体膜の少なくとも２つ以上の部分は、低キャパシタンス位置及び高キャパシタンス位置から少なくとも部分的に独立して移動することができ、該達成可能な位置は、該機械的導体膜の少なくとも選択された２つの部分に関する個別の第１のキャパシタンス位置と、該機械的導体膜の該選択された２つの部分に関する個別の第２のキャパシタンス位置であって、該個別の第１のキャパシタンス位置よりも多量のキャパシタンスを有する個別の第２のキャパシタンス位置と、該個別の第１のキャパシタンス位置よりもキャパシタンス量が多いが該個別の第２のキャパシタンス位置よりもキャパシタンス量が少ない個別の第３のキャパシタンス構成と、を含み、該個別の第３のキャパシタンス構成において、該選択された２つの部分のうちの１方は、該個別の第２のキャパシタンス位置にあり、該他方は、該個別の第１のキャパシタンス位置にあり、該選択された部分は、少なくとも部分的には、該信号導体における電圧によって決定される。
【００５３】
図７Ｄは、低キャパシタンス位置にある機械的導体膜７０２を有するＭＥＭＳキャパシタ７００の側部横断面図を例示した図である。図７Ｅは、高キャパシタンス位置にある同じＭＥＭＳキャパシタ７００を例示した図である。ＭＥＭＳキャパシタ７００を製作するための１つのプロセスは、図１３Ａ乃至図１３Ｉを参照しつつ後述される。ＭＥＭＳキャパシタ７００は、基板アセンブリ７０４、電圧基準ライン７０６及び７０８、柱７１０、信号導体７１２、及び、信号導体７１２上に配置された誘電材料層７１４をさらに含む。
【００５４】
該例示されている実施形態においては、電圧基準ライン７０６及び７０８、及び信号導体７１２は、共平面導波管構成で基板アセンブリ７０４上に形成される。さらに、バリヤ層等のその他の構造も存在可能であることが理解されることになる。当然のことであるが、バリヤ層に関する材料は、電圧基準ライン７０６及び７０８に関して使用される材料に依存する。例えば、電圧基準ライン７０６及び７０８が銅によって形成されている場合は、タンタルを拡散バリヤとして使用することができる。基板アセンブリ７０４は、様々な材料（例えば、ガラス、珪素、ガリウム砒素、ニオブ酸リチウム、燐化インジウム、等）によって形成させることができる。基板アセンブリ７０４、電圧基準ライン７０６及び７０８、及び信号導体７１２に関して用いられる材料は、表示を用途とするインターフェロメトリックモジュレータにおいて使用すべき材料とは異なり、人間の可視スペクトルにおける相対的に優れた透明性の確保を考慮して選択する必要がないということに注目すべきである。むしろ、これらの材料は、電気的性能上の特性、コスト、等に基づいて選択することができる。電圧基準ライン７０６及び７０８及び信号導体７１２に関して用いることができる材料例は、銀、銅、金、アルミニウム、又はこれらの材料の組合せを含む。１つの実施形態においては、電圧基準ライン７０６及び７０８に関して用いられる材料及び信号導体７１２に関して用いられる材料は、同じである。選択された材料は、好ましいことに、相対的に優れた導体であり、例えば、１ｘ１０−６オーム−メートル（Ω−ｍ）未満の抵抗率を有する材料、又は、さらに好ましいことに、０．１ｘ１０−６オーム−メートル（Ω−ｍ）の未満の抵抗率を有する材料である。
【００５５】
電圧基準ライン７０６及び７０８は、信号導体７１２によって搬送された信号に関する信号アース基準を提供する。該信号アースは、ＲＦ信号に関するアースに対して相対的に低いインピーダンスを提供すべきである。該信号アースは、ＤＣアース電位にすることができる（但し、ＤＣアース電位である必要はない）ことが理解されることになる。図７Ｄ及び図７Ｅにおいて例示されている実施形態においては、電圧基準ライン７０６及び７０８、及び機械的導体膜７０２は、同じＤＣ電位である。図８を参照しつつ後述される実施形態においては、異なったＤＣ電位を使用することができる。
【００５６】
信号導体７１２は、選択可能キャパシタンスが提供される対象となる信号を搬送する。例えば、該選択可能キャパシタンスは、該信号に対して加えられる減衰量を選択するためにＲＦ減衰器において使用することができ、該信号のための経路を選択するためにＲＦスイッチにおいて使用することができる、等である。また、結合キャパシタを使用すれば、同じく信号導体７１２によって搬送される制御電圧からＲＦ信号を隔離することができる。図３を参照しつつ上述されているように、該制御電圧は、機械的導体膜７０２の位置を少なくとも部分的に制御することができる。
【００５７】
該例示されている実施形態においては、誘電材料層７１４は、信号導体７１２において形成される。もう１つの実施形態においては、誘電材料層７１４は、機械的導体膜７０２の底側（信号導体７１２に面する側）に配置することができる。誘電材料層７１４に関しては様々な材料（例えば、酸化珪素、窒化珪素、等）を使用することができる。誘電材料層７１４は、図７Ｅにおいて例示されている低キャパシタンス位置にあるときに機械的導体膜７０２及び信号導体７１２が電気的に短絡するのを防止する。
【００５８】
機械的導体膜７０２も伝導性材料によって形成させるべきである。この場合には、非常に様々な材料を使用することができる。例えば、電圧基準ライン７０６及び７０８及び信号導体７１２に関して使用されたと材料と同じ材料を使用することができる。さらに、機械的導体膜７０２は、相対的に優れた電気的性質及び機械的性質（例えば、応力、等）を提供するために選択された様々な材料から成る多重材料層を用いて形成することもできる。
【００５９】
柱７１０は、様々な（伝導性又は誘電性）の材料（例えば、ポリマー、金属、ガラス、セラミックス、等）を用いて形成することができる。１つの実施形態においては、柱７１０は、製作を容易にするために感光ポリマーを用いて形成される。柱７１０は、低キャパシタンス位置においては機械的導体膜７０２が基板表面からｈの高さにあるように機械的導体膜７０２を支持する。柱７１０の高さ（及びｈ）、柱７１０間の間隔、及び、機械的導体膜７０２上における引張応力は、機械的導体膜７０２に関する適切なプルイン電圧を選択するために使用することができる。
【００６０】
特定のＭＥＭＳキャパシタ７００に関して用いられる適切な材料及び寸法は、様々な考慮事項（例えば、コスト、電気的性能上の要求事項（周波数範囲、等）、利用可能な大きさ、希望されるプルイン電圧、等）に依存することが当業者によって理解されることになる。１つの実施形態においては、電圧基準ライン７０６及び７０８に関する導体及び信号導体７１２に関する導体の適切な厚さは、約０．５乃至５マイクロメートルの範囲内にある。信号導体７１２に関する適切な幅ｗは、約２５マイクロメートル乃至約７５マイクロメートルの範囲内にある。電圧基準ライン７０６及び７０８に関する適切な幅Ｌは、約５０マイクロメートル乃至約２５０マイクロメートルの範囲内にある。電圧基準ライン７０６及び７０８のうちの１つと信号導体７１２との間の適切な距離ｇは、約１０マイクロメートル乃至約５０マイクロメートルの範囲内にある。１つの実施形態においては、誘電材料層７１４に関する適切な厚さは、約０．１乃至０．５マイクロメートルの範囲内にある。その他の適切な寸法は、当業者によって容易に決定されることになる。
【００６１】
機械的導体膜７０２は、第１の位置及び第２の位置まで移動すること、及び第１の位置及び第２の位置から移動することができる。図７Ｄにおいて例示されているように、機械的導体膜７０２の底部と誘電材料層７１４との間には間隙が存在する。該間隙の存在は、図７Ｄにおいて例示されている位置では相対的に低いキャパシタンスをＭＥＭＳキャパシタ７００に提供する。図７Ｅにおいて例示されているように、機械的導体膜７０２は、機械的導体膜７０２と信号導体７１２との間における適切なプルイン電圧によって作動されると、より高いキャパシタンス位置に移動する。
【００６２】
図８は、誘電材料層８０２が機械的導体膜８０４を電圧基準から絶縁する実施形態に従ったＭＥＭＳキャパシタ８００の側部横断面を例示した図である。誘電材料層８０２は、機械的導体膜８０４と電圧基準ライン７０６及び７０８との間に配置される。このことは、電圧基準ライン７０６及び７０８が機械的導体膜８０４とは異なったＤＣ電位であることを可能にする。図８内の右側において示されているように、機械的導体膜８０４は、ＤＣバイアス源に接触するように延長させることができる。電圧基準ライン７０６及び７０８のうちの１方又は両方は、依然として相対的に優れた信号アースに結合させるべきであるという点に注目すべきである。
【００６３】
誘電材料層８０２に関しては非常に様々な材料を使用することができる。例えば、誘電材料層８０２は、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素、等によって形成させることができる。１つの実施形態においては、機械的導体膜８０４の位置を作動させるために、電圧基準ライン７０８は、ＤＣアースに結合され、機械的導体膜８０４は、信号導体７１２におけるバイアスを基準したＤＣバイアスに結合される。このことは、例えば、機械的導体膜のうちのＤＣ隔離部分を選択的に起動又は移動させ、それによって相対的に広範な選択可能キャパシタンスを提供することを可能にする。このことは、ＲＦ減衰上の用途において役立つことができる。一例においては、図５Ａ及び５Ｂを参照しつつ上述されているように、信号導体及び機械的導体膜は、ロー及びコラムの構成で配置されて起動される。
【００６４】
図９Ａは、柱間の間隔が相対的にほぼ同じであるＭＥＭＳキャパシタ９００の実施形態を上からみた状態を例示した図である。例えば、上から見たＭＥＭＳキャパシタ９００の図は、図８を参照しつつ上述されているＭＥＭＳキャパシタ８００に対応させることができる。ＭＥＭＳキャパシタ９００の例示されている部分は、電圧基準ライン９０２及び９０４、信号導体９０６、及び柱９０８を含む。ダッシュ線によって描かれたボックス９１０は、機械的導体膜を上から見た図である。該例示されている実施形態においては、ダッシュ線によって描かれたボックス９１０は、結合用電圧基準ライン９０４を越えて、機械的導体膜にバイアスかけるためのＤＣ電位源まで延長させることによって描かれる。
【００６５】
共平面導波管構成のＲＦ減衰器内又はＲＦスイッチ内においてキャパシタが具体化されている１つの実施形態においては、ＲＦ信号は、該キャパシタ内を流れることができ、このため、ＲＦ入力信号及びＲＦ出力信号は、信号導体９０６の反対側の端部において端子に結合させることができる。該結合は、例えば、結合キャパシタを介して又は制御電圧源からのＤＣを通さないその他のカップリングを介して行うことができる。
【００６６】
間隔が相対的に一貫しているか又はほぼ同じである場合には、機械的導体膜の移動可能部分全体が実質的に同時に１つの位置から別の位置に移動するのを期待することができる。
【００６７】
図９Ｂ１は、機械的導体膜９１６の第１の部分９１２に関する柱間が相対的に広く、機械的導体膜９１６の第２の部分９１４に関する柱間が相対的に狭いＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。図９Ｂ２は、機械的導体膜９１６の該第１の部分９１２に関する柱間が相対的に広く、機械的導体膜９１６の該第２の部分９１４に関する柱間が相対的に狭いＭＥＭＳキャパシタのもう１つの実施形態を上から見た状態を例示した図である。ダッシュ線９１８は、これらの２つの部分のほぼ中間に描かれている。
【００６８】
機械的導体膜９１６は一体であり、このため、第１の部分９１２及び第２の部分９１４は、同じ機械的導体膜の一部分であるが、第１の部分９１２及び第２の部分９１４は、互いに独立して移動できることに注目すべきである。高さ（図示されていない）及び／又は柱間の間隔を変えることによって、要求されるプルイン電圧は、これらの異なった部分の間で変化することができる。例えば、第１の部分９１２及び第２の部分９１４に関する高さが同じである場合には、第１の部分９１２は、第２の部分９１４より低い作動電圧でプルインする。図９Ｂ１の実施形態においては、該間隔は、該信号導体と平行な方向に変化する。図９Ｂ２において例示されている実施形態においては、第２の部分における各コラムの柱９５２と各々の信号導体９５６との間の間隔は、第１の部分９１２における各コラムの柱９５４と各々の信号導体９５６との間の間隔よりも狭い。
【００６９】
図９Ｂ１及び９Ｂ２には２つの部分が示されているが、これよりも多い部分（例えば、３つ又は４つの部分）を使用可能であることが理解されることになる。１つの実施形態においては、機械的導体膜９１６の多重部分の下方の柱は、希望されるキャパシタンス選択性に従って配列される。
【００７０】
図９Ｃ１は、２つの別個の膜９２２及び９２４を有しさらに各膜に関して異なった柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。図９Ｃ２は、２つの別個の膜９２２及び９２４を有しさらに各膜に関して異なった柱間を有するＭＥＭＳキャパシタのもう１つの実施形態を上から見た状態を例示した図である。例えば、別個の膜９２２及び９２４は、共通の電圧基準ラインによって提供される同じＤＣバイアスに結合させることができる一方で、膜９２２及び９４４は、異なったプルイン電圧で作動することができ、それによってキャパシタンス値の複数の選択を可能にすることができる。選択できるキャパシタンスを追加するためにさらなる別個の膜を提供することも可能であることが理解されることになる。図９Ｃ２において例示されている実施形態においては、第２の膜９２４に関する各コラムの柱９６２と各々の信号導体９６６との間の間隔は、第１の膜９２２の各コラムの柱９６４と各々の信号導体９６６との間の間隔よりも狭い。
【００７１】
図９Ｄは、２つの別個の機械的導体膜９３２及び９３４を有しさらに例示されている機械的導体膜に関して同じ柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。この構成は、図９Ｂ１、９Ｂ２、９Ｃ１、及び９Ｃ２を参照しつつ上述されている構成における制御に加えた制御を提供することができる。
【００７２】
例示されている機械的導体膜９３２及び９３４の各々において別個の制御バイアスを用いることによって、膜９３２及び９３４の各々は、独立してプルインすることができる。これらの別個の制御バイアスは、信号導体における制御バイアスに追加される制御バイアスである。これらの別個の制御バイアスのうちの１つは、アースに対応させることができる点が理解されることになる。このことは、キャパシタによって提供される選択性を拡大させる。例えば、異なった機械的導体膜９３２及び９３４は、２進重みで、即ち、各部分別に２のべき乗で加重することができる。このことは、キャパシタンス量をほぼ線形で制御することを可能にすることができる。いくつかの状況においては、選択されたキャパシタンス値の間における低キャパシタンス位置に膜９３２及び９３４を戻すことが必要になる場合があることに注目すべきである。本出願明細書においては、２つの別個の膜９３２及び９３４の観点で例示されているが、当業者は、これ以上の数の膜を使用できることを理解することになる。
【００７３】
別個の膜９３２及び９３４は、互いの制御電圧から隔離させることができる。例えば、図８を参照しつつ上述されている構成は、誘電材料層８０２を用いた該隔離技術を例示している。図９Ｄにおいて、誘電材料層９３６は、相対的に優れた信号アースを引き続き提供しつつ、基本的電圧基準ラインによって膜９３２及び９３４のうちの１つ以上を直流電流路から隔離することができる。
【００７４】
該例示されている実施形態において示されている誘電材料層９３６は、基本的電圧基準ラインの各々の間に配置されている。
【００７５】
膜９３２及び９３４は、各々の電源に結合され、該電源は、例えば、ＤＣバイアス、アース基準、制御された信号又は切り換えられた信号を含むことができる。例えば、電源は、様々な相互接続技術（例えば、パッド、エアブリッジ、等を介した配線）を用いて対応する膜に結合させることができる。例えば、膜９３２及び９３４の選択された部分９３８及び９４０は、膜９３２及び９３４の形成と同時に形成することができる。１つの実施形態においては、機械的導体膜に関するＤＣ制御及び様々な柱間を組み合わせたＭＥＭＳキャパシタも使用可能である。
【００７６】
図１０Ａは、ＭＥＭＳキャパシタを用いたＲＦ減衰器に関する予想帰路損の例を示した図である。例えば、図９Ａを参照しつつ上述されているように、ＲＦ信号は、該ＭＥＭＳキャパシタ内を流れるように構成させることができる。この図において、横軸は周波数を示しており、右に進むに従って増大する。縦軸は、帰路損を示している。該帰路損は、反射された波の振幅と入射した波の振幅の比に相当し、さらに、図１０Ａにおいては、該比は、デシベルで表されている。図１０Ａにおいて例示されているように、トレース１００２は、ＲＦ減衰器が「オフ」位置にあるとき（即ち、機械的導体膜７０２が、例えば図７Ｄにおいて例示されている低キャパシタンス位置にあるとき）の該減衰器の予想帰路損に対応している。トレース１００２によって例示されているように、相対的に低い減衰を有するＭＥＭＳキャパシタを有するＲＦ減衰器内をＲＦ信号が通るようにするために、該予想帰路損は、減衰器が「オフ」のときには相対的に低い。
【００７７】
その他のトレース１００４、１００６、及び１００８は、ＭＥＭＳキャパシタを有するＲＦ減衰器の帰路損に対応しており、例えば図７Ｅにおいて例示されているように、機械的導体膜７０２は、相対的に高いキャパシタンス位置に「プルイン」される。該その他のトレース１００４、１００６、及び１００８は、推定の際に用いられるキャパシタンス量に関して変化する。キャパシタンス量は、キャパシタの幾何形状に依存して変化することができる点、及び／又は、選択されたキャパシタンス量に関して少なくとも部分的に独立して作動させることができる多重部分又は多重の別個の膜を有するキャパシタに関して変化することができる点が理解されることになる。例えば、トレース１００４に対応するキャパシタンスは、トレース１００６に関して用いられるキャパシタンスよりも大きく、他方、トレース１００６に関して用いられるキャパシタンスは、トレース１００８に関して用いられるキャパシタンスよりも大きい。該例において示されているように、相対的に低い周波数における該減衰器の帰路損は、該減衰器によって示されるキャパシタンス量に応じて変化することができる。
【００７８】
図１０Ｂは、ＭＥＭＳキャパシタを用いるＲＦ減衰器に関する予想挿入損の例を示した図である。該挿入損は、ＲＦ減衰器の出力端子において提供された信号電力とＲＦ減衰器の入力端子への入力として提供された信号電力の比の逆数に相当する。例えば、該入力端子及び出力端子は、図Ａを参照しつつ上述されているように、信号導体の反対側の端部に所在することができる。図１０Ｂにおいて、横軸は、周波数を示しており、右側に進むに従って増大する。縦軸は、デシベルを単位とする挿入損を示している。
【００７９】
トレース１０２は、例えば７Ｄにおいて例示されている相対的に低いキャパシタンス位置にある機械的導体膜７０２を有するＭＥＭＳキャパシタを有するＲＦ減衰器に関する予想挿入損に対応している。その他のトレース１０１４、１０１６、及び１０１８は、機械的導体膜７０２が例えば７Ｅにおいて例示されている相対的に高いキャパシタンス位置にあるときのＲＦ減衰器に関する予想挿入損に対応している。これらのその他の様々なトレース１０１４、１０１６、及び１０１８は、変化するキャパシタンス量に関する予想挿入損に対応している。トレース１０１４に関する対応キャパシタンスは、トレース１０１６に関する対応キャパシタンスよりも大きく、他方、トレース１０１６に関する対応キャパシタンスは、トレース１０１８に関する対応キャパシタンスよりも大きい。さらに、図３Ｂの例によって示されているように、ＲＦ減衰器のキャパシタンスが変化されるのに応じてＲＦ減衰器の共振周波数ｆ0も変化すべきであり、一般的には挿入損が影響を受けることになる。このことは、ＭＥＭＳキャパシタを有するＲＦ減衰器の挿入損を作動されたキャパシタンス量に従って選択することを可能にする。
【００８０】
例えば、ＲＦ減衰器の共振周波数ｆ0は、ＭＥＭＳキャパシタのキャパシタンスに少なくとも部分的に基づいている。ＲＦ減衰器は、図１１において例示されているように、ＲＬＣ回路１１０２によってモデル化することができる。例えば、第１の端子１１０４は、ＲＦ減衰器に関する入力端子に対応させることができる。第２の端子１１０６は、出力端子に対応させることができる。第１の端子１１０４及び第２の端子１１０６は、信号導体の反対側の端部に所在することができる。抵抗Ｒは、該信号導体の抵抗をモデル化したものである。ＲＬＣ回路１１０２は、ＭＥＭＳキャパシタによって提供された信号アースに対する選択可能キャパシタンスをモデル化したものである。
【００８１】
ＲＦ減衰器のキャパシタンスの変動は、同変動に相当する量だけＲＦ減衰器の共振周波数ｆ0を変動させる。従って、該可変減衰器の共振周波数は、ＲＦ減衰器に印加されたＭＥＭＳキャパシタ制御電圧に従って制御することができる。このことは、例えば、ＭＥＭＳキャパシタを有するＲＦ減衰器を同調可能なフィルタとして実装することを可能にし、該フィルタの共振周波数は、ＭＥＭＳキャパシタの１つ以上の部分又は膜を作動させるために印加される１つ以上の電圧レベルを制御する制御回路によって変更又は選択することができる。さらに、異なった共振周波数を示す１つ以上のＲＦ減衰器を、バンドパスフィルタ又はノッチフィルタとして実装することができる。
【００８２】
図１２Ａ、１２Ｂ、及び１２Ｃは、ＭＥＭＳキャパシタに関する単純化された等価回路の例を示した図である。ＭＥＭＳキャパシタＣＭＥＭＳ１２０２の膜は、図１２Ａにおいて例示されているようにアースに結合させることができる。制御バイアスは、該膜を選択的にプルインすることによってＭＥＭＳキャパシタＣＭＥＭＳ１２０２のキャパシタンス量を選択的に制御する。また、結合キャパシタＣＣ１２０４を介して１つ以上の信号をキャパシタンス的にＭＥＭＳキャパシタＣＭＥＭＳ１２０２に結合させることができる。この場合、入力信号及び出力信号は、別々にＭＥＭＳキャパシタＣＭＥＭＳ１２０２に結合できることが理解されることになる。
【００８３】
図１２Ｂは、ＭＥＭＳキャパシタの少なくとも１つの膜がＤＣアースに直接結合されない場合を例示した図である。この方法は、複数の膜を有するＭＥＭＳキャパシタの膜を独立して制御することを可能にする。例えば、図８Ａを参照しつつ上述されている構成は、制御バイアスを膜上にかけるために使用することができる。第１の膜は、信号導体上の制御バイアス（制御Ａ）及び膜上の制御バイアス（制御Ｂ）によって少なくとも部分的に制御される選択可能キャパシタンスＣＭＥＭＳ１１２１２を有する。キャパシタンスＣＳ１２１６は、該第１の膜に関する信号アースを提供するために使用することができる。このため、キャパシタンスＣＳ１２１６は、信号アースに対するキャパシタンスの直列の組合せに対して有意な影響を及ぼさないようにすべきであり、キャパシタンスＣＳ１２１６の量は、選択可能キャパシタンスＣＭＥＭＳ１１２１２から選択可能なキャパシタンス量と比較して相対的に高いべきであるということが理解されることになる。
【００８４】
第２の膜は、選択可能キャパシタンスＣＭＥＭＳ２１２１４を有する。例示されている回路においては、該第２の膜は、アースに結合されており、作動は、信号導体上の制御バイアス（制御Ａ）によって制御される。この場合においても、制御バイアスを信号から隔離させるために１つ以上の結合キャパシタＣＣ１２１８を使用することができる。１つの実施形態においては、信号は、選択可能キャパシタンスＣＭＥＭＳ１１２１２及び選択可能キャパシタンスＣＭＥＭＳ２１２１４によってモデル化された異なった膜に共通の信号導体内を流れる。さらに、図１２Ｃにおいて例示されているように、該第２の膜は、独立してバイアスを印加し（制御Ｃ）、結合キャパシタＣＳ１２１８を介して信号アースにＡＣ結合させることもできる。さらに、独立した制御バイアスを有する追加膜が存在することも可能である。
【００８５】
図１３Ａ乃至図１３Ｉは、ＭＥＭＳキャパシタ（例えば、図７Ｄ及び図７Ｅにおいて例示されているＭＥＭＳキャパシタ、等）を製作するプロセスを例示した図である。該例示されているプロセスは、様々な方法で修正可能であるということが当業者によって理解されることになる。有利なことに、ＭＥＭＳキャパシタを製作するために半導体製造技術を使用することができる。例えば、もう１つの実施形態においては、該例示されているプロセスの様々な部分を組み合わせることが可能であり、代替の順序で再編させることが可能であり、削除することが可能であり、等である。
【００８６】
図１３Ａ乃至図１３Ｉは、様々な製作段階におけるＭＥＭＳキャパシタの横断面を例示した図である。図１３Ａは、信号導体１３０２に関する伝導ライン及び形成されている電圧基準ライン１３０４及び１３０６に関する伝導ラインを有する基板アセンブリ１３００を例示した図である。例えば、該伝導ラインは、伝導制性材料（例えば、アルミニウム、等）のブランケット蒸着によって、及びフォトレジストパターン形成とエッチングによって形成することができる。さらに、別個の制御バイアスによって膜を独立して作動させることが望まれる場合は、電圧基準ライン１３０４及び１３０６のうちの少なくとも１つをさらにパターン化させて別個の伝導ラインにすることができる。
【００８７】
図１３Ｂは、基板アセンブリ１３００上における絶縁層１３０８の形成を例示した図である。絶縁層１３０８は、様々な材料（例えば、酸化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、等）によって形成させることができる。図１３Ｃにおいて示されているように、希望される場合は、フォトリソグラフィー技術を用いて絶縁層１３０８をパターン化することによって該絶縁層の一部分１３１０を残すことができる。図１３Ｃにおいては、該絶縁層は、信号導体１３０２上の左側に示されている。独立した膜作動が希望される場合は、該絶縁層は、電圧基準ラインの少なくとも一部の上にも残すことができる。
【００８８】
犠牲材料１３１２のブランケット蒸着が図１３Ｄにおいて例示されている。この犠牲材料１３１２は、最後に取り除かれる。使用に適した犠牲材料例は、珪素及びモリブデンを含む。その他の材料は、当業者によって容易に決定される。犠牲材料１３１２は、図１３Ｅに示されている膜に関する柱１３１４に関して及び固定点１３１６に関してパターン化される。
【００８９】
図１３Ｆは、柱に関する材料１３１８のブランケット蒸着を例示した図である。例えば、これらの柱は、感光ポリマー材料（即ち、フォトレジスト）によって製造することができる。例えば、該感光ポリマー材料は、フォトマスクを通じての露光及び化学的現像によって柱を形成させるためにパターン化することができる。従って、柱材料１３１８は、選択された部分から除去されるか及び／又は厚さが薄くされる。例えば、図１３Ｇは、膜に関する固定点１３１６からの該柱材料の除去を例示した図である。任意の選択項目として、柱１３２０及び犠牲材料（図示されていない）の上面を平面にするために化学機械的研磨を行うことができる。
【００９０】
図１３Ｈは、機械的導体膜を形成するための材料１３２２のブランケット蒸着を例示した図である。例えば、アルミニウムを基板アセンブリ上に蒸着させることができる。材料１３２２は、別個の膜、等を形成するためにパターン化することができる。さらに、材料１３２２には、相対的に小さい孔のパターンをあけることができる。これらの孔は、ガスエッチング液が犠牲材料１３１２のうちの残っている部分に到達して膜の下方から除去し、その結果図１３Ｉにおいて例示されている構造を得ることを可能にする。
【００９１】
上記においては様々な実施形態が説明されている。これらの説明では上記の具体的な実施形態が引用されているが、これらの説明は、例を示すことを意図するものであり、限定することを意図するものではない。当業者は、添付された請求項の範囲において定められている本発明の真の精神及び適用範囲から逸脱することなしに、様々な修正及び応用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部分を描いた等大図であり、第１のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が作動位置にある。
【図２】３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施形態を例示したシステムブロック図である。
【図３】図１のインターフェロメトリックモジュレータの１つの典型的実施形態に関する移動可能な鏡の位置及び印加電圧の関係を示した概略図である。
【図４】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを駆動するために使用される一組のロー電圧及びコラム電圧を例示した図である。
【図５Ａ】図２の３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ内における１つの典型的なフレームの表示データを例示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書くために使用することができるロー信号及びコラム信号に関する１つの典型的なタイミング図である。
【図６Ａ】ディスプレイデバイス４０の実施形態を例示したシステムブロック図である（その１）。
【図６Ｂ】ディスプレイデバイス４０の実施形態を例示したシステムブロック図である（その２）。
【図７Ａ】図１のデバイスの横断面図である。
【図７Ｂ】インターフェロメトリックモジュレータの代替実施形態の横断面図である。
【図７Ｃ】インターフェロメトリックモジュレータのもう1つの代替実施形態の横断面図である。
【図７Ｄ】低キャパシタンス位置にある機械的導体膜を有するＭＥＭＳキャパシタの側部横断面を例示した図である。
【図７Ｅ】高キャパシタンス位置にある機械的導体膜を有する図７ＤのＭＥＭＳキャパシタの側部横断面を例示した図である。
【図８】膜が電圧基準から隔離されている１つの実施形態に従ったＭＥＭＳキャパシタの側部横断面を例示した図である。
【図９Ａ】膜に関して相対的にほぼ同じ柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図９Ｂ１】膜の第１の部分に関して相対的に広い柱間を有しさらに膜の第２の部分に関して相対的に狭い柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図９Ｂ２】膜の第１の部分に関して相対的に広い柱間を有しさらに膜の第２の部分に関して相対的に狭い柱間を有するＭＥＭＳキャパシタのもう１つの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図９Ｃ１】２つの別個の膜を有しさらに各膜に関して異なった柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図９Ｃ２】２つの別個の膜を有しさらに各膜に関して異なった柱間を有するＭＥＭＳキャパシタのもう１つの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図９Ｄ】２つの別個の膜を有しさらに例示されている膜の各々に関して同じ柱間を有するＭＥＭＳキャパシタの実施形態を上から見た状態を例示した図である。
【図１０Ａ】ＭＥＭＳキャパシタを用いるＲＦ減衰器に関する予想帰路損の例を示した図である。
【図１０Ｂ】ＭＥＭＳキャパシタを用いるＲＦ減衰器に関する予想挿入損の例を示した図である。
【図１１】ＲＦ減衰器内におけるＭＥＭＳキャパシタの例を示した図である。
【図１２Ａ】ＭＥＭＳキャパシタに関する単純化された等価回路の例を示した図である（その１）。
【図１２Ｂ】ＭＥＭＳキャパシタに関する単純化された等価回路の例を示した図である（その２）。
【図１２Ｃ】ＭＥＭＳキャパシタに関する単純化された等価回路の例を示した図である（その３）。
【図１３Ａ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その１）。
【図１３Ｂ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その２）。
【図１３Ｃ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その３）。
【図１３Ｄ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その４）。
【図１３Ｅ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その５）。
【図１３Ｆ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その６）。
【図１３Ｇ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その７）。
【図１３Ｈ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その８）。
【図１３Ｉ】ＭＥＭＳキャパシタの製作プロセスを例示した図である（その９）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ１】
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【図９Ｂ２】
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【図９Ｃ１】
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【図９Ｃ２】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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【図１３Ｉ】
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【外国語明細書】
2006100821000001.pdf