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東芝開發(fā)成功了有望使新一代手機等多頻帶無線通信產(chǎn)品降低成本、縮小體積的RF MEMS元件。今后，將面向量產(chǎn)進一步開發(fā)，力爭2010年達到實用水平。 此次開發(fā)的是在RF電路中用一個電路實現(xiàn)多個帶寬的元件。一般來說，RF電路利用天線、頻率濾波器、放大器以及振蕩電路針對不同頻帶進行優(yōu)化。現(xiàn)有的元件通過固定電路參數(shù)僅能支持一種帶寬。預(yù)計到21世紀10年代，用一部手機支持多個帶寬的無線系統(tǒng)將成為主流。每個頻率均配備無線電路將導致手機尺寸增大、成本增加。而此次開發(fā)的元件不同，為了在RF電路的整合電路方面通過一條電路支持多個帶寬，采用了可對電容器的靜態(tài)電容量進行調(diào)節(jié)的設(shè)計。 為了實現(xiàn)對電容器的靜態(tài)電容量進行調(diào)節(jié)，采用了對向電極間距離能夠控制的構(gòu)造。這種可變?nèi)萘吭饲熬陀羞^研發(fā)，不過由于未能解決一些技術(shù)問題而未能用于實際。最大的難題是被稱為Charging的電荷累積現(xiàn)象。也即隨著使用時間的加長，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法移動分離。 為避免這一現(xiàn)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，移動電極時就需要高電壓，耗電量就會增大。對此，東芝一直試圖通過稱為雙極驅(qū)動的電路技術(shù)解決這一問題。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，即使這樣做也未能完全消除電荷。 此次，東芝進一步改進雙極驅(qū)動技術(shù)，開發(fā)出了“智能雙極驅(qū)動(IBA)”法。每次驅(qū)動均檢測積存的電荷，根據(jù)其正負極性以及電荷量向電極施加消除積存電荷的電壓。這樣電荷就不會大量積存，能夠減少因Charging現(xiàn)象導致的故障。 東芝介紹說，原來的雙極驅(qū)動在幾千萬次的反復工作后會出現(xiàn)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(xiàn)Charging現(xiàn)象。一億次可充分保證在手機等在各種用途下工作數(shù)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)開發(fā)部開發(fā)出來的，今后還將面向量產(chǎn)繼續(xù)開發(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)開發(fā)完成。另外，該公司還在開發(fā)與此次的方法不同的可變?nèi)萘縍F MEMS元器件，并已在“2007 IEDM”上發(fā)布。此次的方法比IEDM上的發(fā)布成果更接近于實用水平。不過，在耗電量方面，IEDM上發(fā)布的成果更為出色，從長遠來看，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。 |
