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用于渐逝模式 电磁波空腔 谐振器的 各向同性蚀刻空腔

阅读：424发布：2020-05-13

专利汇可以提供用于渐逝模式电磁波空腔谐振器的各向同性蚀刻空腔专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供机电系统 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，所述谐振器包含各向同性蚀刻空腔，所述空腔可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式。在一些实施方案中，所述谐振器还包含空腔平顶，所述空腔平顶经布置以结合所述各向同性蚀刻空腔形成体积。在一些实施方案中，所述谐振器还包含电容性调谐结构，所述结构具有至少部分地位于所述体积内以便支持所述渐逝电磁波模式的部分。在一些实施方案中，所述调谐结构的远表面和与其最靠近的表面分离一间隙距离，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。，下面是用于渐逝模式电磁波空腔谐振器的各向同性蚀刻空腔专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种装置(11，40)，其包括渐逝模式电磁波空腔谐振器结构(100，1900，2100，
2200)，所述结构包含：
各向同性蚀刻空腔部分(102，1902，2102，2202)，其包含空腔(106，1906a，2106a，
2206)，所述空腔可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式，所述空腔部分包含内部空腔表面(230，240，242)和所述空腔的外围周围的配合表面(128，232)，所述内部空腔表面具有位于其上的导电层(108)；
空腔平顶(104，120，1904，2104)，其与所述空腔部分一起布置以形成包含所述空腔的体积；以及
电容性调谐结构(110，1910，2110，2210)，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，所述调谐结构为导电的或具有位于其上的导电层，所述调谐结构的远表面(114，122，1922，2122)和与其最靠近的表面分离一间隙距离，所述空腔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，其中所述空腔(106，1906a，2106a，2206)大体上为半球形。
3.根据权利要求1所述的谐振器结构，其中所述空腔(106，1906a，2106a，2206)大体上为椭圆形。
4.根据权利要求1所述的谐振器结构，其中所述空腔部分(102，1902，2102，2202)的所述内部空腔表面包含：
第一近似平面内部表面(240)，其平行于所述配合表面(128，232)；以及第二内部侧表面(242)，其连接所述配合表面与所述第一平面内部表面。
5.根据权利要求1所述的谐振器结构，其中所述空腔(106)包含第一空腔(234)和第二空腔(236)，所述第二空腔具有与所述第一空腔的配合表面(232a)共面的配合表面(232b)，所述第一空腔的圆周(238a)与所述第二空腔的圆周(238b)重叠。
6.根据任一前述权利要求所述的谐振器结构，其中所述调谐结构包含柱(110)，且其中所述柱从所述内部空腔表面(230，240)的中心区向远端延伸。
7.根据权利要求6所述的谐振器结构，其中所述柱(110)与所述空腔部分(102)一体式形成。
8.根据权利要求6或7所述的谐振器结构，其进一步包含柱顶部(112)，所述柱顶部处于所述柱(110)的远端(114)处且具有比所述柱的对应宽度或半径大的宽度或半径。
9.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的谐振器结构，其中所述调谐结构包含柱(1910)，且其中所述柱在所述空腔(1906a)上径向或横向延伸。
10.根据权利要求9所述的谐振器结构，其进一步包含定位于所述柱(1910)的远端处的柱顶部(1912)，所述柱顶部具有比所述柱的对应宽度大的宽度且具有与所述内部空腔表面(230，242)分离所述间隙距离的远表面(1922)。
11.根据任一前述权利要求所述的谐振器结构，其中所述间隙距离为可调整的以动态地改变所述空腔谐振器结构(100，1900，2100，2200)的谐振频率或模式。
12.根据任一前述权利要求所述的谐振器结构，其进一步包含一或多个调谐元件(124)，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空腔谐振器结构(100，1900，2100，2200)的所述谐振频率或模式的所述改变。
13.根据权利要求12所述的谐振器结构，其中所述一或多个调谐元件(124)包含一或多个调谐元件阵列，每一个别调谐元件或调谐元件阵列分别可独立于其它调谐元件或调谐元件阵列而选择性激活。
14.根据权利要求12或13所述的谐振器结构，其中每一调谐元件(124)为可静电或压电激活的。
15.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的谐振器结构，其中每一调谐元件(124)包含一或多个微机电系统MEMS。
16.根据权利要求12到15中任一权利要求所述的谐振器结构，其进一步包含布置于所述间隙距离内的一或多个电介质间隔件(126)，所述一或多个电介质间隔件界定所述调谐结构(110/112)的远表面(122)与所述空腔平顶(104，120)之间的所述间隙距离的所述量值的静态部分。
17.一种显示设备(11，40)，其包括：
根据任一前述权利要求所述的谐振器结构(100，1900，2100，2200)；
显示器(30)；
处理器(21)，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
 存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
18.根据权利要求17所述的显示设备，其进一步包含：
驱动器电路(22)，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器(30)；以及控制器(29)，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

说明书全文

用于渐逝模式电磁波空腔 谐振器的 各向同性蚀刻空腔

[0001] 相关申请案

[0002] 本发明主张斯蒂法诺(Stephanou)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各向同性蚀刻空腔(ISOTROPICALLY-ETCHED CAVITIES FOR EVANESCENT-MODE ELECTROMAGNETIC-WAVE CAVITY RESONATORS)”的第13/451,385号(代理人案号111104U1/QUALP104A)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。

技术领域

[0003] 本发明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各向同性蚀刻空腔。

背景技术

[0004] 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。

[0005] 一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。如本文使用，术语IMOD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，IMOD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IMOD上的光的光学干涉。IMOD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。

[0006] 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0.5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。

[0007] 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。

发明内容

[0008] 本发明的结构、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。

[0009] 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，所述谐振器包含各向同性蚀刻空腔，所述空腔可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式，所述各向同性蚀刻空腔包含内部空腔表面和所述空腔的外围周围的配合表面，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，所述谐振器还包含空腔平顶，所述空腔平顶经布置以结合所述各向同性蚀刻空腔形成体积，所述空腔平顶包含具有沉积或图案化于其上的导电层的空腔平顶表面。在一些实施方案中，所述谐振器还包含电容性调谐结构，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，所述调谐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，所述调谐结构的远表面和与其最靠近的表面分离一间隙距离，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。

[0010] 在一些实施方案中，所述各向同性蚀刻空腔大体上为半球形。在一些实施方案中，所述调谐结构包含柱。在一些实施方案中，所述柱为垂直延伸的柱，其从所述空腔的内部空腔表面的中心区向远端延伸。在一些其它实施方案中，所述柱是在所述各向同性蚀刻空腔上径向或横向延伸的平面内柱。在一些实施方案中，所述谐振器还包含柱顶部，其与所述柱同心且具有比所述柱的对应半径或宽度大的半径或宽度。

[0011] 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调谐结构的远表面与所述空腔平顶之间的所述间隙距离的静态量值。

[0012] 根据本发明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，所述谐振装置包含各向同性蚀刻空腔装置，所述空腔装置可操作以支持一或多个渐逝电磁波模式，所述各向同性蚀刻空腔装置包含内部空腔表面和所述空腔的外围周围的配合装置，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，所述谐振装置还包含空腔平顶装置，所述空腔平顶装置经布置以结合所述各向同性蚀刻空腔装置形成体积，所述空腔平顶装置包含具有沉积或图案化于其上的导电装置的空腔平顶表面。在一些实施方案中，所述谐振装置还包含电容性调谐装置，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，所述调谐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，所述调谐装置的远表面和与其最靠近的表面分离一间隙距离，所述空腔谐振装置的谐振电磁波模式至少部分地取决于所述间隙距离。

[0013] 在一些实施方案中，所述各向同性蚀刻空腔装置大体上为半球形。在一些实施方案中，所述调谐装置包含柱。在一些实施方案中，所述柱为垂直延伸的柱，其从所述空腔装置的内部空腔表面的中心区向远端延伸。在一些其它实施方案中，所述柱是在所述各向同性蚀刻空腔装置上径向或横向延伸的平面内柱。在一些实施方案中，所述谐振装置还包含顶部装置，其与所述柱同心且具有比所述柱的对应半径或宽度大的半径或宽度。

[0014] 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装置的谐振频率或模式。在一些实施方案中，所述谐振装置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装置的谐振模式的改变。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，所述谐振装置还包含布置于所述间隙距离内的一或多个电介质间隔件装置，所述一或多个电介质间隔件装置界定所述调谐装置的远表面与所述空腔平顶装置之间的所述间隙距离的静态量值。

[0015] 根据本发明中描述的标的物的另一创新方面，一种方法包含：产生空腔衬底；将所述空腔衬底定位于蚀刻止挡衬底上；连接所述空腔衬底的下部表面与所述蚀刻止挡衬底的上部表面；以及各向同性蚀刻所述空腔衬底以产生多个空腔，每一空腔适合在渐逝模式电磁波空腔谐振器中使用。

[0016] 在一些实施方案中，各向同性蚀刻空腔衬底以产生多个空腔包含：在蚀刻已暴露蚀刻止挡衬底之后继续各向同性蚀刻空腔衬底，直到蚀刻止挡衬底的所要区在每一对应空腔内暴露为止。在一些实施方案中，每一空腔的下部表面为平面的且由相应空腔内的蚀刻止挡衬底的上部表面界定，且每一空腔的侧表面由于各向同性蚀刻而弯曲。在一些实施方案中，各向同性蚀刻空腔衬底以产生多个空腔包含：在蚀刻已暴露蚀刻止挡衬底之后继续各向同性蚀刻空腔衬底，直到蚀刻止挡衬底的所要区在每一对应空腔内暴露为止，同时留下每一空腔内的材料的一部分以便形成每一空腔内的电容性调谐结构。在一些此类实施方案中，空腔中的一或多者各自具有截断的大体上半球形形状。

[0017] 在附图和以下描述中陈述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。虽然本发明中提供的实例可在基于EMS和MEMS的显示器方面描述，但本文提供的概念可应用于其它类型的显示器，例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器和场发射显示器。从描述、附图和权利要求书将明了其它特征、方面和优点。应注意，附图的相对尺寸可能未按比例绘制。

附图说明

[0018] 图1A展示实例性渐逝模式电磁波空腔谐振器的横截面侧视图描绘。

[0019] 图1B展示处于经激活状态的图1A的实例性渐逝模式电磁波空腔谐振器的横截面侧视图描绘。

[0020] 图2A到2D展示使用一或多个各向同性蚀刻操作形成的实例性空腔形状的模拟的横截面侧视图。

[0021] 图3A展示例如图2C中展示的实例性空腔的顶视图。

[0022] 图3B展示图3A的实例性空腔的横截面透视图。

[0023] 图4A展示例如图2D中展示的实例性空腔的顶视图。

[0024] 图4B展示图4A的实例性空腔的横截面透视图。

[0025] 图5A展示具有“环形状”横截面形状的实例性空腔的顶视图。

[0026] 图5B展示图5A的实例性空腔的横截面透视图。

[0027] 图6展示包含蚀刻止挡件的实例性空腔衬底。

[0028] 图7展示描绘用于形成大量渐逝模式电磁波空腔谐振器的实例性两衬底过程的流程图。

[0029] 图8展示描绘用于形成实例性空腔衬底的实例性过程的流程图。

[0030] 图9A展示实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0031] 图9B展示在各向同性蚀刻操作之后图9A的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0032] 图9C展示在导电镀敷操作之后图9B的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0033] 图9D展示在焊料施加操作之后图9C的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0034] 图10展示描绘用于形成实例性作用衬底的实例性过程的流程图。

[0035] 图11A到11F展示在图10的实例性过程期间的各种实例性阶段的横截面侧视图描绘。

[0036] 图12A展示布置于实例性空腔衬底上的实例性作用衬底的横截面侧视图描绘。

[0037] 图12B展示在移除牺牲层之后图12A的布置的横截面侧视图描绘。

[0038] 图12C展示在一或多个单一化操作之后图12B的布置的横截面侧视图描绘。

[0039] 图13展示描绘用于形成大量渐逝模式电磁波空腔谐振器的实例性三衬底过程的流程图。

[0040] 图14展示描绘用于形成实例性空腔衬底的实例性过程的流程图。

[0041] 图15A展示实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0042] 图15B展示在各向同性蚀刻操作之后图15A的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0043] 图16展示描绘用于形成实例性柱衬底的实例性过程的流程图。

[0044] 图17A展示实例性柱衬底的横截面侧视图描绘。

[0045] 图17B展示在各向同性蚀刻操作之后图17A的实例性柱衬底的横截面侧视图描绘。

[0046] 图18A展示布置于图15B的空腔衬底上方且与其连接的图17B的柱衬底的横截面侧视图描绘。

[0047] 图18B展示在导电镀敷操作之后图18A的布置的横截面侧视图描绘。

[0048] 图18C展示布置于图15B和17B的空腔衬底和柱衬底上方的图11F的作用衬底的横截面侧视图描绘。

[0049] 图18D展示在移除牺牲层之后图18C的布置的横截面侧视图描绘。

[0050] 图18E展示在一或多个单一化操作之后图18D的布置的横截面侧视图描绘。

[0051] 图19展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的分解轴测视图描绘。

[0052] 图20A展示例如可在图19的空腔谐振器中使用的实例性下部空腔部分的模拟的俯视图。

[0053] 图20B展示例如可在图19的空腔谐振器中使用的实例性光刻界定的平面内电容性调谐结构的模拟的俯视图。

[0054] 图20C展示包含例如图19中展示的光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的模拟的分解横截面透视图。

[0055] 图21展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的分解轴测视图描绘。

[0056] 图22A展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的轴测横截面俯视图描绘。

[0057] 图22B展示图22A的实例性空腔谐振器的轴测横截面侧视图和横截面俯视图。

[0058] 图23A展示例如可在图22A和22B的空腔谐振器中使用的实例性下部空腔部分的模拟的俯视图。

[0059] 图23B展示例如可在图22A和22B的空腔谐振器中使用的实例性光刻界定的平面内电容性调谐结构的模拟的俯视图。

[0060] 图23C展示包含例如图22A和22B中展示的光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的模拟的分解横截面透视图。

[0061] 图24A展示描绘实例性IMOD显示装置的一系列像素中的两个邻近实例性像素的等距视图。

[0062] 图24B展示描绘并入有IMOD显示器的实例性电子装置的实例性系统框图。

[0063] 图25A和25B展示描绘包含多个IMOD的实例性显示装置的系统框图的实例。

[0064] 各图中的相同参考标号和指定指示相同元件。

具体实施方式

[0065] 为了描述创新方面的目的，以下详细描述是针对某些实施方案。然而，本文的教示可以大量不同方式应用和实施。

[0066] 所揭示实施方案包含EMS和MEMS谐振器装置的结构和配置的实例，包含渐逝模式电磁波空腔谐振器(下文称为“渐逝模式空腔谐振器”或简称为“空腔谐振器”)。还揭示相关设备、系统和制造过程和技术。

[0067] 一些实例性实施方案包含两衬底或三衬底制造和组装过程。举例来说，各种工艺实施方案可在衬底、晶片、面板或批次层级处执行。在这些层级处执行处理可减少成本，同时增加效率和均匀性。一些实施方案还利用标准低成本批次处理技术，例如块体湿式蚀刻。一些工艺实施方案可以对于大量应用所需或所要的必要成本结构和尺寸公差来产生空腔谐振器的批次。举例来说，此些工艺可产生具有大于100的质量(Q)因数的具有在近似0.5与近似4GHz之间的操作范围的可调谐空腔谐振器。一些实施方案产生可用以合成多频率或可再配置滤波器的空腔谐振器，例如用于移动手持机或其它便携式消费型电子器件装置中。

[0068] 一些实例性实施方案包含用于在渐逝模式电磁波空腔谐振器中使用的各向同性蚀刻空腔。在一些实施方案中，各向同性蚀刻操作产生多个空腔。在一些实施方案中，各向同性蚀刻操作得到空腔阵列，每一空腔适合在渐逝模式电磁波空腔谐振器中使用。在一些实施方案中，空腔阵列可具有大量可能的形状。在一些实施方案中，给定阵列内的空腔可具有各种形状和大小。举例来说，在一些实施方案中，在衬底上执行各向同性湿式蚀刻操作，在所述衬底的一侧上具有蚀刻止挡件，从而得到具有平面底部表面和弯曲侧表面的多个空腔。

[0069] 一些实例性实施方案包含用于在渐逝模式电磁波空腔谐振器中使用的顶部柱结构(下文也称为“顶部柱结构”、“顶部柱”或“柱顶部”)。也就是说，在一些实例性实施方案中，产生空腔谐振器，其在空腔体积内包含电容性调谐结构或柱，其自身包含定位于柱的远表面上、布置于其上或以另外方式与其连接或邻近于其一体式形成的柱顶部。

[0070] 一些实例性实施方案包含布置于渐逝模式电磁波空腔谐振器的柱顶部(或柱)的远表面与所述谐振器的空腔平顶表面之间的间隙中的电介质间隔件。在一些实施方案中，间隙距离由电介质间隔件的厚度静态界定。

[0071] 一些实例性实施方案包含布置于渐逝模式电磁波空腔谐振器的柱顶部(或柱)的远表面与所述谐振器的空腔平顶表面之间的间隙中的一或多个调谐元件。在一些实施方案中，每一调谐元件包含至少一个可静电或压电致动的MEMS。在一些实施方案中，间隙距离的实际量值由电介质间隔件的厚度静态界定，且动态地或可调整地取决于调谐元件的实际状态。因为柱顶部(或柱)与空腔平顶之间的电容取决于间隙距离的实际量值，所以一或多个谐振电磁波模式取决于或可借助于激活调谐元件而调谐。

[0072] 一些实例性实施方案包含用于在渐逝模式电磁波空腔谐振器中使用的光刻图案化平面内谐振器结构。举例来说，在一些实施方案中，使用光刻工艺来产生具有间隙的平面内谐振器结构，所述间隙的基底或稳态尺寸经光刻方式界定，同时保留谐振器结构的若干部分。相比之下，传统工艺产生其中间隙经组装方式界定的空腔谐振器；即，由分开制造且随后布置成彼此接近的两个相异导电部分之间的距离界定。

[0073] 图1A展示实例性渐逝模式电磁波空腔谐振器100的横截面侧视图描绘。空腔谐振器100包含下部空腔部分102和上部空腔部分104。下部空腔部分102包含空腔106。在一些实施方案中，空腔106通过蚀刻操作从下部空腔部分102形成。在特定实施方案中，空腔106通过得到弯曲空腔壁的各向同性湿式蚀刻操作形成。在一些其它实施方案中，空腔106通过得到大体上笔直或垂直空腔壁的各向异性蚀刻操作形成。在一些实施方案中，空腔
106被抽空空气或填充有其它气体。

[0074] 在一些实施方案中，下部空腔部分102或上部空腔部分衬底104的块体衬底部分可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，在一些实施方案中，下部空腔部分102或上部空腔部分衬底104的块体衬底部分可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如氧化铝(AlOx)、氧化钇(Y2O3)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)和氮化镓(GaNx)。在一些其它实施方案中，可使用高电阻率Si。在一些实施方案中，也可使用绝缘体上硅(SOI)衬底、砷化镓(GaAs)衬底、磷化铟(InP)衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。

[0075] 在一些实施方案中，用一或多个导电层108镀敷空腔106。举例来说，可通过用导电金属或金属合金镀敷下部空腔部分102的表面来形成导电层108。举例来说，可由镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、氮化铝(AlN)、氮化钛(TiN)、铝铜(AlCu)、钼(Mo)、铝硅(AlSi)、铂(Pt)、钨(W)、钌(Ru)或其它适当或合适材料或其组合来形成导电层108。在一些实施方案中，在近似1μm到近似20μm的范围中的厚度可为合适的。然而，在其它实施方案或应用中，较薄或较厚的厚度可为适当或合适的。

[0076] 空腔谐振器100还包含电容性调谐结构或“柱”110。在一些实施方案中，柱110在界定对应空腔106的蚀刻操作期间从下部空腔部分102一体式形成。柱110可具有弯曲或笔直垂直柱壁。举例来说，在使用各向同性蚀刻操作来形成空腔106时柱110的壁可弯曲。也可以导电层108镀敷柱110。在一些实施方案中，柱110可具有圆形横截面形状。在一些其它实施方案中，柱110可具有椭圆形、正方形、矩形或其它横截面形状。在一些实施方案中，柱110的横截面形状的尺寸(例如直径或宽度)或自身的横截面形状的形状沿着柱110的长度变化。举例来说，各向同性湿式蚀刻操作可导致具有直径沿着柱110的长度向远端减小的圆形横截面形状的柱110。在各种实施方案中，柱110可具有在近似100μm到近似
1000μm的范围中的厚度或高度，以及在近似0.1mm到近似1mm的范围中的宽度或直径。

[0077] 在一些实施方案中，柱顶部112布置于柱110上。在一些实施方案中，柱顶部112安置于柱110的远表面114上且使用例如焊接等工艺而紧固。举例来说，在柱110上布置柱顶部112之前，可用焊料116镀敷柱110的远表面114以及下部空腔部分102的其它配合表面或区。在一些实施方案中，柱顶部112由导电材料形成。在一些其它实施方案中，柱顶部112可由电介质或其它合适材料制成，且随后以例如导电层108等导电层镀敷。举例来说，柱顶部112可由Cu形成或以具有近似10μm的厚度的Cu层镀敷。在各种实施方案中，柱顶部112可以具有在近似2μm到近似20μm的范围中的厚度的由Cu形成的导电层镀敷。在一些实施方案中，柱顶部112可具有圆形横截面形状。在一些其它实施方案中，柱顶部112可具有椭圆形、正方形、矩形或其它横截面形状。在一些实施方案中，柱顶部112可具有与柱110相同的横截面形状(但一般不同大小)。在一些其它实施方案中，柱顶部112可具有与柱110不同的横截面形状。

[0078] 在特定实施方案中，与柱110相比，柱顶部112具有较薄厚度但较宽尺寸。举例来说，在一些应用中，柱110可具有近似1mm的高度h以及近似0.5mm的在柱110的远端处的直径。在此些应用或其它应用中，柱顶部112可具有近似10μm的厚度或高度t以及近似2mm的直径。也就是说，在一些实施方案中，柱顶部112的直径或宽度显著大于下伏柱110的直径或宽度。在一些其它实施方案中，柱顶部112可具有在近似2μm到近似100μm的范围中的厚度，以及在近似0.2mm到近似5mm的范围中的宽度或直径。下文描述由柱顶部
112提供的增加表面积的优点。

[0079] 在一些实施方案中，上部空腔部分104包含组装平台，其在与下方的柱110结合时用作柱顶部112。在一些实施方案中，上部空腔部分104的内表面形成空腔平顶120。空腔谐振器100的一或多个渐逝电磁波模式和对应谐振频率取决于柱顶部112的远表面122与空腔平顶120之间的间隙间距g，其又可取决于一或多个调谐元件或装置124的状态。

[0080] 在特定实施方案中，一或多个调谐元件或装置124形成或布置于柱顶部112的远表面122与空腔平顶120之间。在所说明实施方案中，调谐元件124的阵列连接到柱顶部112和空腔平顶120两者。在一些其它实施方案中，调谐元件124可仅与柱顶部112连接(或当不包含柱顶部112时连接到柱110)但不连接到空腔平顶120。在一些其它实施方案中，调谐元件124可仅与空腔平顶120连接但不连接到柱110或柱顶部112。

[0081] 在一些实施方案中，调谐元件124可经布置为一或多个调谐元件124的一或多个阵列。在一些实施方案中，每一调谐元件作为或用作个别地或另外可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些其它实施方案中，每一调谐元件阵列作为或用作在阵列层级可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些实施方案中，每一调谐元件124包含个别地或另外可静电或压电致动的一或多个MEMS。在一些其它实施方案中，调谐元件124还可实施为模拟装置，例如模拟变抗器。通过将调谐元件124中的若干者选择性激活到一或多个经激活状态，调谐元件124可用以选择性改变间隙距离或间距g的实际或有效量值，以便选择性实现柱顶部112与空腔平顶表面120之间的电容的改变。通过改变此电容，调谐元件124可用以改变空腔谐振器的一或多个渐逝电磁波模式且因此调谐空腔谐振器100的谐振频率。

[0082] 在一些实施方案中，MEMS元件122中的第一若干者连接到“支架”或“间隔件”126。举例来说，间隔件126可由例如氧化硅或氮化物等电介质材料形成。在一些实施方案中，间隔件126和上覆调谐元件124的组合厚度界定间隙间距g的静态未激活量值。在一些实施方案中，通过激活调谐元件124的选定者，可增加间隙间距g，进而减小有效电容。在一些实施方案中，通过激活调谐元件124的选定者，可减小间隙间距g，进而增加有效电容。在一些其它实施方案中，增加有效间隙间距g是借助于减小间隙间距中的电容来实现，而减小有效间隙间距g是借助于增加间隙间距中的电容来实现。在一些此类实施方案中，间隙间距g的实际绝对长度或距离可保持静态或恒定。在又其它实施方案中，调谐元件124可用以增加或减小实际间隙间距g以及进一步修改间隙间距内的电容(例如，超过仅由间距的改变造成的对电容的修改)。

[0083] 图1B展示处于经激活状态的图1A的实例性渐逝模式电磁波空腔谐振器的横截面侧视图描绘。在其中MEMS元件122经压电激活的一些实施方案中，在调谐元件124的厚度上施加电场。在其中调谐元件124经静电激活的一些实施方案中，在从柱122的远表面和调谐元件124的近表面延伸的间隙上施加电场。

[0084] 在此些实施方案中，与组装界定相反，间隙间距g的静态界定或基线量值是工艺界定的。更具体来说，间隙间距g可借助于在上部空腔部分104的形成期间使用的工艺技术来准确且可再生地界定。举例来说，间隙间距g可至少部分地通过选择性图案化且随后移除一或多个牺牲层来界定。这确保了使用下文描述的方法中的一些方法产生的所得空腔谐振器中的间隙间距的均匀性和准确性。

[0085] 在再其它实施方案中，空腔谐振器100不包含任何调谐元件124。在此些实施方案中，间隙间距g可完全取决于电介质间隔件126的固定或静态界定的厚度。在一些其它实施方案中，空腔谐振器100不包含柱顶部112。在一些此类实施方案中，调谐元件124可布置于柱110的远表面上。

[0086] 在一些其它实施方案中，柱顶部112可与柱110一体式形成，而不是定位或另外布置于柱110上或上方且与柱110连接。举例来说，在一些此类实施方案中，柱110和柱顶部112可通过光刻界定的蚀刻操作一体式形成。在一些此类实施方案中，蚀刻操作的一些或全部可为各向同性湿式蚀刻操作。

[0087] 在一些应用中，包含柱顶部112的实施方案的优点包含与下伏柱110的远表面114的较小面积相比用于布置在柱顶部112上的调谐元件124的较大面积。举例来说，在传统设计中，柱110的半径a与空腔106的半径b的比率可受到针对所要高Q因数的大空腔体积的要求约束。而且，在传统设计中，必要的h/g比率可能难以在低成本下可靠地实现。但在具有顶部柱设计的一些特定实施方案中，柱半径a可保持较小以用于改善的Q因数，同时可使柱顶部112的半径c较大以增加电容性加载，且因此实现空腔谐振器100的谐振频率的所要范围。这实现空腔谐振器大小减小到毫米尺度和毫米尺度以下。

[0088] 另外，使用例如下文描述的一或多个批次过程，此柱顶部设计实现多个空腔谐振器100的阵列，其各自具有相同高度h和半径b但具有相应空腔谐振器100内的对应柱顶部112的潜在不同半径c。在一些实施方案中，空腔谐振器100的谐振频率一般与柱顶部112的半径c成反比。相比之下，在常规设计中，谐振频率可与柱的半径成正比。以此方式，频率确定的加载可针对阵列的每一空腔谐振器100通过光刻界定的尺寸(柱顶部112和调谐元件124的半径)来设定，以产生如下文描述的空腔谐振器100的阵列，所述空腔谐振器针对给定的柱半径a、空腔半径b和间隙距离g具有潜在不同的谐振频率。

[0089] 如上文描述，在一些实施方案中，空腔106是使用各向同性湿式蚀刻操作来形成。举例来说，下部空腔部分102的配合表面128可经光刻或另外方式掩蔽，然后是产生多种形状的各向同性湿式蚀刻操作。图2A到2D展示使用一或多个各向同性蚀刻操作形成的实例性空腔形状的模拟的横截面侧视图。举例来说，图2A展示具有大体上半球形形状即在从上方观看时具有圆形横截面形状的空腔106的横截面侧视图。图2A中展示的空腔106包含内部空腔表面230。空腔106的外围由配合表面232围绕。

[0090] 作为另一实例，图2B展示具有大体上“花生”形状的空腔106的横截面侧视图。举例来说，当从上方观看时，图2B中展示的空腔106包含第一各向同性蚀刻空腔部分234和第二各向同性蚀刻空腔部分236，所述第二各向同性蚀刻空腔部分具有与所述第一各向同性蚀刻空腔的配合表面232a共面的配合表面232b。在此些实施方案中，第一各向同性蚀刻空腔部分234的圆周可与第二各向同性蚀刻空腔部分236的圆周重叠，如虚线238a和238b指示。

[0091] 作为另一实例，图2C展示具有特征类似于椭圆体的一半的形状的空腔106的横截面侧视图。举例来说，各向同性蚀刻空腔106的配合表面232可与平行于所述椭圆体的一半的长轴和短轴两者的平面共面。图3A展示例如图2C中展示的实例性空腔106的顶视图。图3B展示图3A的实例性空腔106的横截面透视图。

[0092] 作为另一实例，图2D展示具有大体上“浴盆”形状的空腔106的横截面侧视图。举例来说，当从上方观看时，图2D中展示的空腔106可具有特征例如为圆形(如图2A中)或椭圆形(如图2C中)的形状。然而，在此些实施方案中，图2D的空腔106可具有平行于各向同性蚀刻空腔106的配合表面232但从其凹入的第一近似平面内部底部表面240，以及连接各向同性蚀刻空腔106的配合表面232与第一平面内部底部表面240的第二弯曲内部空腔侧表面242。举例来说，如图2D中展示的此空腔106可通过各向同性蚀刻衬底来形成，所述衬底在衬底的一侧上具有蚀刻止挡材料层。图4A展示例如图2D中展示的实例性空腔106的顶视图。图4B展示图4A的实例性空腔106的横截面透视图。

[0093] 各向同性蚀刻空腔106的建议设计和其它类似设计也可结合电容性调谐结构或柱110使用。在一些实施方案中，柱110可在各向同性湿式蚀刻操作期间在每一空腔的中心区中一体式形成。图5A展示具有“环形状”横截面形状的实例性空腔106的顶视图。在此类似中，“环形孔”实际上是柱110。图5B展示图5A的实例性空腔106的横截面透视图。举例来说，图1中展示的空腔谐振器100并入有如图5A和5B中展示的类似空腔106和柱
110。

[0094] 图6展示包含蚀刻止挡件644的实例性空腔衬底602。举例来说，衬底602可包含一或多个下部空腔部分102。在一些实施方案中，衬底602可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，衬底602可为低成本、高性能、大面积绝缘衬底。在一些实施方案中，衬底602可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。可形成衬底602的其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如AlO、Y2O3、BN、SiC、AlN和GaN。在一些其它实施方案中，衬底602可由高电阻率Si形成。在一些实施方案中，也可使用SOI衬底、GaAs衬底、InP衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。衬底602还可呈常规集成电路(IC)晶片形式，例如4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或大面积面板形式。举例来说，可使用具有例如370mmx470mm、920mmx730mm和2850mmx3050mm或更大的尺寸的平板显示器衬底。

[0095] 在一些实施方案中，可在各向同性湿式蚀刻操作之前以蚀刻止挡件材料镀敷衬底602的底部表面646以形成蚀刻止挡件644。举例来说，蚀刻止挡件644可由例如Ni或Cu形成。以此方式，在各向同性蚀刻操作期间，蚀刻可各向同性地继续，但在蚀刻操作期间蚀刻剂的到达蚀刻止挡件的部分可不再蚀刻。这可得到具有平坦或平面底部表面240和弯曲侧表面242的空腔106，如图6中展示。另外，对于衬底604的给定厚度，空腔106的体积与空腔106的高度h的比率可显著增加，从而潜在地得到改善的Q因数以及其它优点或所要特性。

[0096] 图7展示描绘用于形成大量渐逝模式电磁波空腔谐振器的实例性两衬底过程700的流程图。举例来说，过程700可用以产生图1A和1B中展示的大量空腔谐振器100。在一些实施方案中，两衬底过程700在框702中以提供第一或“空腔”衬底902开始。举例来说，空腔衬底902可包含多个下部空腔部分102，其各自适合于在空腔谐振器100中使用。

[0097] 图8展示描绘用于形成实例性空腔衬底902的实例性过程800的流程图。图9A展示实例性空腔衬底902的横截面侧视图描绘。空腔衬底902包含具有配合表面948的第一块体衬底部分946。在一些实施方案中，块体衬底部分946可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，块体衬底部分946可为低成本、高性能、大面积绝缘衬底。在一些实施方案中，块体衬底部分946可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。可形成块体衬底部分946的其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如AlO、Y2O3、BN、SiC、AlN和GaN。在一些其它实施方案中，块体衬底部分946可由高电阻率Si形成。在一些实施方案中，也可使用SOI衬底、GaAs衬底、InP衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。块体衬底部分946还可呈常规IC晶片形式，例如4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或大面积面板形式。举例来说，可使用具有例如
370mmx470mm、920mmx730mm和2850mmx3050mm或更大的尺寸的平板显示器衬底。

[0098] 在一些实施方案中，过程800在框802中以在如图9A中描绘的空腔衬底902的配合表面948上沉积第一掩蔽层950开始。在一些实施方案中，掩蔽层950是正或负光刻光致抗蚀剂。在一些其它实施方案中，掩蔽层950可由金属或电介质薄膜形成，其不会被用以蚀刻空腔衬底902的相同蚀刻剂蚀刻。在一些实施方案中，过程800在框804中以各向同性地蚀刻块体衬底部分946的未掩蔽部分继续。在一些实施方案中，框804中的各向同性蚀刻操作可为各向同性湿式蚀刻操作。举例来说，图9B展示在各向同性蚀刻操作之后图9A的实例性空腔衬底902的横截面侧视图描绘。如图9B中展示，在各向同性蚀刻操作之后，空腔衬底902可包含多个空腔106以及一体式形成的柱110。另外，如图9B中展示，各向同性蚀刻固有地导致蚀刻块体衬底946在经掩蔽层950的边缘区下方的部分。

[0099] 在其它实施方案中，空腔衬底902可以各向异性移除操作来形成。举例来说，各向异性移除操作可以各向异性干式蚀刻操作、光图案化或精密制造来实现。在此些实施方案中，所得空腔以及一体式形成的柱可具有大体上垂直的壁(或使用多个掩蔽和各向异性移除操作的阶梯式壁)。

[0100] 在一些实施方案中，过程800在框806中以在空腔106的内部表面上或上方且在一些实施方案中在柱110、柱110的远表面或配合表面114以及配合表面128上或上方镀敷或另外沉积导电层108而继续。举例来说，导电层108可由Cu形成且具有近似10μm的厚度。在各种实施方案中，导电层108也可由Ni、Al、Ti、AlN、TiN、AlCu、Mo、AlSi、Pt、W、Ru或其它适当或合适材料或其组合形成，且具有在近似1μm到近似20μm的范围中的厚度。图9C展示在导电镀敷操作之后图9B的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。在一些实施方案中，在框806中的镀敷操作之前移除第一掩蔽层950。

[0101] 在一些实施方案中，过程800在框808中以在配合表面114和128上或上方丝网印刷激光印刷或另外沉积焊料层116而继续。图9D展示在焊料施加操作之后图9C的实例性空腔衬底的横截面侧视图描绘。

[0102] 虽然图9A到9D为了教示目的描绘为沿着空腔衬底902的长度包含三个下部空腔部分102，但在多种实施方案中，空腔衬底902可包含数十、数百、数千或更多下部空腔部分102和对应空腔106的二维阵列。

[0103] 另外，如上文起初描述，在一些实施方案中，可将蚀刻止挡件施加于空腔衬底902的背表面952。举例来说，在框804中的各向同性蚀刻操作之前可在块体衬底部分946的背表面952上形成蚀刻止挡件，例如上文参考图6描述。

[0104] 返回参见图7的流程图，在一些实施方案中，两衬底过程700在框704中以提供第二或“作用”衬底1104继续。举例来说，衬底1104可包含多个上部空腔部分104。

[0105] 图10展示描绘用于形成实例性作用衬底1104的实例性过程1000的流程图。图11A到11F展示在图10的实例性过程1000期间的实例性阶段。在一些实施方案中，过程
1000在框1002中以在作用衬底1104的作用表面1158上沉积第一牺牲层1154开始。图
11A展示实例性作用衬底1104的横截面侧视图描绘。作用衬底1104包含块体衬底部分
1156。在作用表面1158上可沉积、图案化、生长或另外形成调谐元件124的阵列、电介质间隔件126的阵列以及将用作柱顶部的组装平台112，如上文参考图1描述。

[0106] 在一些实施方案中，块体衬底部分1156可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，块体衬底部分1156可为低成本、高性能、大面积绝缘衬底。在一些实施方案中，块体衬底部分1156可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。可形成块体衬底部分1156的其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如AlO、Y2O3、BN、SiC、AlN和GaN。在一些其它实施方案中，块体衬底部分1156可由高电阻率Si形成。在一些实施方案中，也可使用SOI衬底、GaAs衬底、InP衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。块体衬底部分1156还可呈常规IC晶片形式，例如4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或大面积面板形式。举例来说，可使用具有例如370mmx470mm、920mmx730mm和2850mmx3050mm或更大的尺寸的平板显示器衬底。

[0107] 在一些实施方案中，第一牺牲层1154由可蚀刻材料形成。举例来说，牺牲层1154可由例如钼(Mo)、非晶硅(a-Si)、SiO2或聚合物等材料形成。在一些实施方案中，牺牲层1154具有在近似到近似的范围中的厚度。

[0108] 在一些实施方案中，过程1000在框1004中以沉积或另外形成第一MEMS装置层124a继续，如图11B中展示。在一些实施方案中，过程1000随后在框1006中以沉积或另外形成第二MEMS装置层124b继续，如图11C中展示。在一些实施方案中，MEMS装置层124a和124b中的一者或两者由例如一或多个AlN层等一或多个压电层形成。作为另一实例，MEMS装置层124a和124b中的一者或两者可包含一或多个可静电激活层。MEMS装置层中的一者或两者可由例如非晶硅(a-Si)、a-Si氧化物或氮化物、另一电介质或例如Ni或Al等金属形成。在一些实施方案中，MEMS装置层124a和124b中的一者或两者可具有在近似
0.25μm到近似2μm的范围中的厚度。在一些实施方案中，MEMS装置层124a包含具有例如5μm的厚度的由例如Ni形成的结构层。在此实例中，MEMS装置层124b可包含具有例如近似0.3μm的厚度的由例如Au形成的一或多个可焊接层。在一些实施方案中，第一和第二MEMS装置层124a和124b在进一步处理之后得到调谐元件124。

[0109] 在一些实施方案中，随后可在框1008中在上部空腔部分104的整个阵列的部分上沉积、图案化或另外形成第二牺牲层1160，如图11D中展示。在一些实施方案中，第二牺牲层1160由可蚀刻材料形成。举例来说，牺牲层1160可由例如钼(Mo)、非晶硅(a-Si)、SiO2或聚合物等材料形成。在一些实施方案中，牺牲层1160具有在近似到近似的范围中的厚度。

[0110] 在一些实施方案中，过程1000随后在框1010中以在第二MEMS装置层124b上或上方沉积、图案化或另外形成或布置电介质间隔件126的阵列而继续，如图11E中展示。举例来说，电介质间隔件126的第一支撑部分1162可至少部分地形成于第二MEMS装置层124b的未由第二牺牲层1160覆盖的部分上。在此些实施方案中，电介质间隔件126的其它较宽部分1164可至少部分地形成于第二牺牲层1160的部分上。在一些实施方案中，过程1000随后在框1012中以在电介质间隔件126和第二牺牲层1160上方形成、定位或另外布置和连接组装平台118而继续，如图11F中展示。

[0111] 虽然图11A到11F为了教示目的描绘为沿着作用衬底1104的长度包含三个上部空腔部分104，但在多种实施方案中，作用衬底1104可包含数十、数百、数千或更多上部空腔部分104和对应顶部柱112的二维阵列。

[0112] 返回参见图7，在一些实施方案中，过程700在框706中以布置作用衬底1104的配合侧与空腔衬底902的配合侧而继续。作用衬底1104可布置于空腔衬底902上或上方以使得配合表面对准。图12A展示布置于空腔衬底902上方的作用衬底1104的横截面侧视图描绘。举例来说，在一些实施方案中，作用衬底1104可布置于空腔衬底902上以使得柱顶部112中的每一者的近表面123定位于下伏柱110的对应远表面114上方，且使得组装平台118的其它配合表面1168定位于空腔衬底902的其它配合表面128上方(例如图2A到2D中描绘的配合表面232)在相应空腔106的外围周围。

[0113] 在一些实施方案中，过程700随后在框708中以物理且电连接柱110的远表面114与对应柱顶部112的近表面123且连接配合表面128(或232)与组装平台118的配合表面1168而继续。举例来说，在一些实施方案中，在框708中用焊料层116焊接柱110的远表面114与对应柱顶部112的近表面123，如图12A中展示。类似地，在一些实施方案中，在框
708中焊接配合表面128(或232)与组装平台118的配合表面1168。

[0114] 随后，在一些实施方案中，在框710中随后可经由牺牲释放蚀刻操作蚀刻或另外移除第一牺牲层1154的全部或一部分。在移除第一牺牲层1154之前、同时或之后，可在框712中蚀刻或另外移除第二牺牲层1160的全部或一部分。在一些实施方案中，例如沿着衬底的长度或宽度周期性布置的一或多个释放通孔1166可促进至少第二牺牲层1160的移除。图12B展示在移除牺牲层1154和1160之后图12A的布置的横截面侧视图描绘。在一些实施方案中，随后对空腔106进行通孔密封。

[0115] 在一些实施方案中，移除第二牺牲层1160以使得组装平台118的部分变为柱顶部112。另外，在一些实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得柱顶部112不与调谐元件124直接接触。在一些此类实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得衬底的作用表面1158上柱顶部112直接接触的仅有部分是电介质间隔件126。在一些此类实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得电介质间隔件126仅经由调谐元件124连接到作用表面1158。
也就是说，在一些实施方案中，移除第一和第二牺牲层1154和1160以从第一衬底的作用表面1158释放MEMS调谐元件124，且还从柱顶部112释放MEMS调谐元件124。可使用例如各向同性湿式或干式蚀刻等工艺移除第一和第二牺牲层1154和1160。在一些此类实施方案中，这留下电介质间隔件126作为机械地连接MEMS调谐元件124与柱顶部112的仅有结构。

[0116] 在一些实施方案中，过程700可随后以在框714中锯切、切割、切片或另外单一化整个阵列以提供一或多个空腔谐振器100的一或多个阵列而结束。图12C展示在一或多个单一化操作之后图12B的布置的横截面侧视图描绘。

[0117] 虽然图12C为了教示目的描绘为包含三个空腔谐振器100，但在多种实施方案中，过程700的结果可包含数十、数百、数千或更多空腔谐振器100的二维阵列。

[0118] 如上文参考图1A和图1B描述，调谐元件124可经布置为一或多个调谐元件124的一或多个阵列。在一些实施方案中，每一调谐元件作为或用作个别地或另外可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些其它实施方案中，调谐元件124的每一阵列作为或用作在阵列层级可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些实施方案中，每一调谐元件124包含个别地或另外可静电或压电致动的一或多个MEMS。通过将调谐元件124中的一或多者选择性激活到一或多个经激活状态，调谐元件124可用以选择性改变柱顶部112与空腔平顶120之间的间隙距离或间距g的实际或有效量值，以选择性实现柱顶部112与空腔平顶之间的电容的改变。通过改变此电容，调谐元件124可用以改变空腔谐振器100的一或多个渐逝电磁波模式且因此调谐空腔谐振器100的谐振频率。

[0119] 在一些实施方案中，间隔件126和上覆调谐元件124的组合厚度界定间隙间距g的静态未激活量值。在一些实施方案中，通过激活调谐元件124的选定者，可增加实际或有效间隙间距g，进而减小有效电容。在一些实施方案中，通过激活调谐元件124的选定者，可减小实际或有效间隙间距g，进而增加有效电容。在此些实施方案中，与组装界定相反，间隙间距g的静态界定或基线量值是工艺界定的。更具体来说，间隙间距g可借助于在上部空腔部分104的形成期间使用的工艺技术来准确且可再生地界定。举例来说，间隙间距g可至少部分地由电介质间隔件126的厚度以及牺牲层1154和1160的图案化和后续移除界定。整个阵列的所得空腔谐振器100之间的间隙间距的均匀性和准确性也得以确保，因为表面123和1168彼此共面且因为表面114和128(232)彼此共面。这使得能够在空腔谐振器100的整个阵列上的一个并行操作中使表面123和1168分别与表面114和128(232)连接。

[0120] 图13展示描绘用于形成大量渐逝模式电磁波空腔谐振器的实例性三衬底过程1300的流程图。举例来说，过程1300可用以产生图1A和1B中展示的大量空腔谐振器100。
在一个实例性三衬底实施方案中，如上所述产生作用衬底1104，但并非使用单个一体式组合的空腔和柱衬底，在所述过程中用两个相异衬底代替衬底902：空腔衬底1502和单独柱衬底1702。在一些实施方案中，三衬底过程1300在框1302中以提供第一空腔衬底1502开始。

[0121] 图14展示描绘用于形成实例性空腔衬底1502的实例性过程1400的流程图。图15A展示实例性空腔衬底1502的横截面侧视图描绘。空腔衬底1502包含具有配合表面
1548和背表面1552的第一块体衬底部分1546。在一些实施方案中，过程1400在框1402中以在空腔衬底1502的配合表面1548上沉积第一掩蔽层1550且在沉积第一掩蔽层1550之前、之后或并行地在背表面1552上沉积第二掩蔽层1551而开始，如图15A中描绘。在一些实施方案中，掩蔽层1550和1551中的一者或两者可为正或负光刻光致抗蚀剂。在一些其它实施方案中，掩蔽层1550和1551可由Si形成。在再其它实施方案中，掩蔽层1550和
1551可由未经蚀刻或不可由将用以蚀刻衬底1546的蚀刻剂蚀刻的金属形成。

[0122] 在一些实施方案中，过程1400在框1404中以各向同性地蚀刻块体衬底部分1546的表面1548的未掩蔽部分且在各向同性地蚀刻衬底1548的未掩蔽部分之前、之后或并行地各向同性地蚀刻衬底1552的未掩蔽部分而继续。在一些实施方案中，框1404中的各向同性蚀刻操作可为各向同性湿式蚀刻操作。举例来说，图15B展示在各向同性蚀刻操作之后图15A的实例性空腔衬底1502的横截面侧视图描绘。如图15B中展示，在各向同性蚀刻操作之后，空腔衬底1502包含延伸穿过整个衬底1502的多个空腔106。

[0123] 在一些其它实施方案中，空腔衬底1502可以各向异性移除操作来形成。举例来说，各向异性移除操作可以各向异性干式蚀刻操作、光图案化或精密制造来实现。在此些实施方案中，所得空腔以及一体式形成的柱可具有大体上垂直的壁。另外，如上文描述，在一些实施方案中，可将蚀刻止挡件施加于空腔衬底1502的背表面1552。举例来说，在框1404中的各向同性蚀刻操作之前可在块体衬底部分1546的背表面1552上形成蚀刻止挡件，例如上文参考图6描述。在一些实施方案中，随后可在进一步处理之前移除蚀刻止挡件。

[0124] 返回参见图13的流程图，在一些实施方案中，三衬底过程1300在框1304中以提供柱衬底1702继续。图16展示描绘用于形成实例性柱衬底1702的实例性过程1600的流程图。图17A展示实例性柱衬底1702的横截面侧视图描绘。柱衬底1702包含具有配合表面1748和背表面1752的第一块体衬底部分1746。在一些实施方案中，过程1600在框1602中以在如图17A中描绘的柱衬底1702的配合表面1748上沉积第一掩蔽层1750开始。在一些实施方案中，掩蔽层1750可为正或负光刻光致抗蚀剂。在一些其它实施方案中，掩蔽层1750可由Si形成。在再其它实施方案中，掩蔽层1750可由未经蚀刻或不可由将用以蚀刻衬底1746的蚀刻剂蚀刻的金属形成。

[0125] 在一些实施方案中，过程1600在框1604中以各向同性地蚀刻块体衬底部分1746的表面1748的未掩蔽部分继续。在一些实施方案中，框1604中的各向同性蚀刻操作可为各向同性湿式蚀刻操作。举例来说，图17B展示在各向同性蚀刻操作之后图17A的实例性柱衬底1702的横截面侧视图描绘。如图17B中展示，在各向同性蚀刻操作之后，柱衬底1702包含多个柱110。

[0126] 在一些其它实施方案中，空腔衬底1502可以各向异性移除操作来形成。举例来说，各向异性移除操作可以各向异性干式蚀刻操作、光图案化或精密制造来实现。在此些实施方案中，所得空腔以及一体式形成的柱可具有大体上垂直的壁。

[0127] 在一些实施方案中，块体衬底部分1546和1746可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，块体衬底部分1546和1746可为低成本、高性能、大面积绝缘衬底。在一些实施方案中，块体衬底部分1546和1746可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。可形成块体衬底部分1546和1746的其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如AlO、Y2O3、BN、SiC、AlN和GaN。在一些其它实施方案中，块体衬底部分1546和1746可由高电阻率Si形成。在一些实施方案中，也可使用SOI衬底、GaAs衬底、InP衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。块体衬底部分1546和1746还可呈常规IC晶片形式，例如4英寸、6英寸、8英寸、12英寸或大面积面板形式。举例来说，可使用具有例如370mmx470mm、920mmx730mm和2850mmx3050mm或更大的尺寸的平板显示器衬底。

[0128] 返回参见图13的流程图，在一些实施方案中，三衬底过程1300在框1306中以连接空腔衬底1502与柱衬底1702继续。图18A展示布置于图15B的空腔衬底1502上方且与其连接的图17B的柱衬底1702的横截面侧视图描绘。在一些实施方案中，空腔衬底1502的背表面1552借助于粘合剂层与柱衬底1702连接。举例来说，粘合剂层可为环氧树脂层。环氧树脂可符合衬底厚度或蚀刻深度的变化，从而确保组合件呈现作用衬底1104可附接到的共面表面。

[0129] 在一些其它实施方案中，空腔衬底1502的背表面1552与柱衬底1702焊接。举例来说，焊料可经先前丝网印刷、激光印刷或另外沉积于背表面1552或柱衬底1702的在空腔衬底1502下方的区上。

[0130] 返回参见图13的流程图，在一些实施方案中，三衬底过程1300在框1308中以在空腔106的内部表面上或上方且在一些实施方案中在柱110、柱110的远表面或配合表面114以及配合表面128上或上方镀敷或另外沉积导电层108而继续。举例来说，导电层108可由Cu形成且具有近似10μm的厚度。在各种实施方案中，导电层108也可由Ni、Al、Ti、AlN、TiN、AlCu、Mo、AlSi、Pt、W、Ru或其它适当或合适材料或其组合形成，且具有在近似
1μm到近似20μm的范围中的厚度。图18B展示在导电镀敷操作之后图18A的布置的横截面侧视图描绘。在一些其它实施方案中，在连接柱衬底1702与空腔衬底1502之前可在空腔衬底1502或柱衬底1702上沉积导电层。

[0131] 返回参见图13的流程图，在一些实施方案中，三衬底过程1300在框1310中以提供作用衬底1104继续。在一些实施方案中，过程1300随后在框1312中以布置作用衬底1104的配合侧与图18B的布置的配合侧而继续。图18C展示布置于图15B和17B的空腔衬底1502和柱衬底1702上方的图11F的作用衬底1104的横截面侧视图描绘。举例来说，作用衬底1104可布置于柱衬底1702上且与其接近以使得每一柱顶部112的近表面123定位于下伏柱110的对应远表面114上方，且布置于空腔衬底上方以使得组装平台118的其它配合表面1168定位于空腔衬底1502的其它配合表面128上方在相应空腔106的外围周围。

[0132] 在一些实施方案中，过程1300随后在框1314中以物理且电连接柱110的远表面114与对应柱顶部112的近表面123且连接配合表面128与组装平台118的配合表面1168而继续。举例来说，在一些实施方案中，在框1314中用焊料层116焊接柱110的远表面114与对应柱顶部112的近表面123。类似地，在一些实施方案中，在框1314中焊接配合表面
128与组装平台118的配合表面1168。

[0133] 随后，在一些实施方案中，在框1316中随后可经由牺牲释放蚀刻操作蚀刻或另外移除第一牺牲层1154的全部或一部分。在移除第一牺牲层1154之前、同时或之后，可在框1318中蚀刻或另外移除第二牺牲层1160的全部或一部分。在一些实施方案中，例如沿着衬底的长度或宽度周期性布置的一或多个释放通孔1166可促进至少第二牺牲层1160的移除。图18D展示在移除牺牲层1154和1160之后图18C的布置的横截面侧视图描绘。在一些实施方案中，随后对空腔106进行通孔密封。

[0134] 在一些实施方案中，移除第二牺牲层1160以使得组装平台118的部分变为柱顶部112。另外，在一些实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得柱顶部112不与调谐元件124直接接触。在一些此类实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得衬底的作用表面1158上柱顶部112直接接触的仅有部分是电介质间隔件126。在一些此类实施方案中，可移除第二牺牲层1160以使得电介质间隔件126仅经由调谐元件124连接到作用表面1158。
也就是说，在一些实施方案中，移除第一和第二牺牲层1154和1160以从第一衬底的作用表面1158释放MEMS调谐元件124，且还从柱顶部112释放MEMS调谐元件124。可使用例如各向同性湿式或干式蚀刻等工艺移除第一和第二牺牲层1154和1160。在一些此类实施方案中，这留下电介质间隔件126作为机械地连接MEMS调谐元件124与柱顶部112的仅有结构。

[0135] 在一些实施方案中，过程1300可随后以在框1320中锯切、切割、切片或另外单一化整个阵列以提供一或多个空腔谐振器100的一或多个阵列而结束。图18E展示在一或多个单一化操作之后图18D的布置的横截面侧视图描绘。与图1的空腔谐振器100或根据过程700的方法产生的空腔谐振器相比，图18E以及根据过程1300、1400和1500的方法产生的空腔谐振器针对给定空腔半径b可具有增加的空腔体积106，且因此可能实现较高Q因数。

[0136] 虽然图18E为了教示目的描绘为包含三个空腔谐振器100，但在多种实施方案中，过程1300的结果可包含数十、数百、数千或更多空腔谐振器100的二维阵列。

[0137] 通过在比作用衬底粗略的技术节点中制造空腔或柱衬底可实现进一步成本节省。在其它实施方案中，空腔和柱衬底可通过微喷砂、微压印来图案化或可由光图案化玻璃形成。所述衬底也可由聚合物或金属材料形成，从而实现卷轴式制造。

[0138] 虽然已参考空腔谐振器柱设计描述了前述实施方案，其中如上文初始呈现柱从空腔谐振器的衬底部分“垂直地”延伸，但一些实例性实施方案也可包含光刻图案化平面内谐振器结构。在一些实施方案中，平面内谐振器结构指代沿着与空腔配合表面平行的平面延伸的谐振器结构。举例来说，平面内谐振器结构可包含径向或横向延伸的柱，其沿着平行于空腔的配合表面的平面从空腔的外部圆周向空腔体积的一部分内或在所述部分上延伸。在一些实施方案中，使用光刻工艺来产生具有间隙间距g的平面内谐振器结构，所述间隙的基底或稳态尺寸经光刻方式界定，同时保留谐振器结构的若干部分。

[0139] 图19展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构或柱1910的实例性空腔谐振器1900的分解轴测视图描绘。空腔谐振器1900包含下部空腔部分1902、柱结构部分1903和上部空腔部分1904。下部空腔部分1902包含下部空腔体积1906a。类似地，在一些实施方案中，上部空腔部分1904包含上部空腔体积1906b(从图19中的视图隐藏)，其结合下部空腔体积1906a和柱结构部分1903界定总空腔体积。在一些实施方案中，上部空腔部分1904或上部空腔体积1906b大体上为下部空腔部分1902或下部空腔体积1906a的镜像。图20A展示例如可在图19的空腔谐振器1900中使用的实例性下部空腔部分1902的模拟的俯视图。

[0140] 在一些实施方案中，下部和上部空腔体积1906a和1906b通过相应蚀刻操作从相应空腔衬底在阵列或批次层级处形成。在一些实施方案中，下部空腔部分1902和上部空腔部分1904各自经由各向同性湿式蚀刻操作形成，从而得到弯曲空腔壁和大体上球形或椭圆形总空腔体积。在一些其它实施方案中，下部空腔部分1902和上部空腔部分1904各自通过各向异性蚀刻操作形成，从而得到大体上笔直或垂直的空腔壁。在一些实施方案中，下部空腔部分1902和上部空腔部分1904经通孔密封、抽空空气或以其它气体填充。

[0141] 在一些实施方案中，下部空腔部分1902或上部空腔部分1904的块体衬底部分可由绝缘或电介质材料形成。举例来说，在一些实施方案中，下部空腔部分1902或上部空腔部分1904的块体衬底部分可由显示器级玻璃(例如碱土硼铝硅酸盐)或碱石灰玻璃制成。其它合适的绝缘材料包含硅酸盐玻璃，例如碱土铝硅酸盐、硼硅酸盐或改质硼硅酸盐。而且，在一些实施方案中也可使用陶瓷材料，例如氧化铝(AlOx)、氧化钇(Y2O3)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)和氮化镓(GaNx)。在一些其它实施方案中，可使用高电阻率Si。
在一些实施方案中，也可使用绝缘体上硅(SOI)衬底、砷化镓(GaAs)衬底、磷化铟(InP)衬底和例如与柔性电子器件相关联的塑料(聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底。

[0142] 在一些实施方案中，以一或多个导电层镀敷下部空腔部分1902和上部空腔部分1904。举例来说，可通过用导电金属或金属合金镀敷下部空腔部分1902的表面和上部空腔部分1904的表面来形成导电层。举例来说，可由镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、氮化铝(AlN)、氮化钛(TiN)、铝铜(AlCu)、钼(Mo)、铝硅(AlSi)、铂(Pt)、钨(W)、钌(Ru)或其它适当或合适材料或其组合来形成导电层。在一些实施方案中，在近似1μm到近似10μm的范围中的厚度可为合适的。然而，在其它实施方案或应用中，较薄或较厚的厚度可为适当或合适的。

[0143] 柱结构1903包含光刻界定的平面内电容性调谐结构或柱1910，其在空腔体积上横向延伸，在柱1910的远端处在一体式形成的顶部柱1912中达到顶点。柱结构1903可由支撑环结构1911支撑。图20B展示例如可在图19的空腔谐振器中使用的实例性光刻界定的平面内电容性调谐结构的模拟的俯视图。

[0144] 柱1910和支撑环结构1911可通过例如图案化和蚀刻等光刻处理技术来形成。在一些实施方案中，柱结构1903也由电介质材料形成。在一些其它实施方案中，柱结构1903可由半导电或导电材料形成。也可用一或多个导电层镀敷柱1910和柱顶部1912。在各种实施方案中，包含柱1910和柱顶部1912的柱结构1903可具有在近似50μm到近似500μm的范围中的厚度。

[0145] 柱顶部1912具有比柱1910宽的尺寸。举例来说，在一些应用中，柱1910可具有近似0.5mm的在柱1910的远端处的宽度。在此些应用或其它应用中，柱顶部1912可具有近似2mm的宽度。也就是说，在一些实施方案中，柱顶部1912的直径或宽度显著大于一体式附接的柱1910的直径或宽度。在一些实施方案中，柱顶部1912可具有在近似1mm到近似3mm的范围中的宽度，而柱1910可具有在近似0.1mm到近似1mm的范围中的宽度。在一些实施方案中，柱顶部1912可具有在近似0.1mm到近似1mm的范围中的长度，而柱1910可具有在近似1mm到近似5mm的范围中的长度。另外在一些实施方案中，柱1910或柱顶部1912可经形成以便具有与支撑环结构1911不同的厚度。

[0146] 空腔谐振器1900的一或多个渐逝电磁波模式和对应谐振频率可取决于柱顶部1912的远表面1922与空腔的内部表面由邻近于柱顶部1912的支撑环结构1911的内部表面界定的的部分之间的间隙间距g。如所描述，因为间隙间距g是光刻界定的，所以可准确且可再生地控制间隙间距g。举例来说，柱长度h和顶部柱长度t的组合和与间隙间距g的比率可容易为1000∶1。

[0147] 在特定实施方案中，在间隙间距g内形成或布置一或多个调谐元件或装置。举例来说，调谐元件阵列可连接到柱顶部1912或另外或替代地连接到支撑环结构1911。在一些其它实施方案中，调谐元件可仅与柱顶部1912连接但不连接到支撑环结构1911。在一些其它实施方案中，调谐元件可仅与支撑环结构1911连接但不连接到柱1910或柱顶部1912。

[0148] 在一些实施方案中，调谐元件可经布置为一或多个调谐元件的一或多个阵列，如上所述。在一些实施方案中，每一调谐元件作为或用作个别地或另外可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些其它实施方案中，每一调谐元件阵列作为或用作在阵列层级可静电或压电致动的双态装置、变抗器或位。在一些实施方案中，每一调谐元件包含个别地或另外可静电或压电致动的一或多个MEMS。通过将调谐元件中的若干者选择性激活到一或多个经激活状态，调谐元件可用以选择性改变间隙距离或间距g的实际或有效量值，以便选择性实现柱顶部1912与支撑环结构1911之间的电容的改变。通过改变此电容，调谐元件可用以改变空腔谐振器1900的一或多个渐逝电磁波模式且因此调谐空腔谐振器1900的谐振频率。在一些实施方案中，通过激活调谐元件中的选定者，可增加间隙间距g，进而减小有效电容。在一些实施方案中，通过激活调谐元件中的选定者，可减小间隙间距g，进而增加有效电容。

[0149] 在此些实施方案中，与组装界定相反，间隙间距g的静态界定或基线量值是工艺界定的。更具体来说，间隙间距g可借助于在柱衬底的形成期间使用的光刻工艺技术来准确且可再生地界定。

[0150] 在特定实施方案中，柱结构1903也在阵列或批次层级处实行。举例来说，在特定实施方案中，下部空腔部分1902、柱结构1903和上部空腔部分1904中的每一者是在阵列、批次或面板层级形成，且随后在阵列、批次或面板层级彼此连接。图20C展示包含例如图19中展示的光刻界定的平面内电容性调谐结构的实例性空腔谐振器的模拟的分解横截面透视图。

[0151] 在一些实施方案中，柱结构衬底的下部配合表面通过环氧树脂或其它粘合剂材料层定位于下部空腔部分的配合表面上且与其连接。在一些实施方案中，上部空腔部分的配合表面通过环氧树脂或其它粘合剂材料层定位于柱结构衬底的上部配合表面上且与其连接。在一些其它实施方案中，柱结构衬底可焊接到下部空腔部分衬底或上部空腔部分衬底中的一者或两者。在一些实施方案中，所得阵列布置可经单一化以提供多个渐逝模式电磁波空腔谐振器1900。

[0152] 另外，使用例如下文描述的一或多个批次过程，此光刻界定的电容性调谐结构设计实现多个空腔谐振器1900的阵列，其各自具有相同空腔大小但具有相应空腔谐振器1900内的对应柱顶部1912的潜在不同半径和间隙间距g。在一些实施方案中，空腔谐振器
1900的谐振频率一般与柱顶部1912的半径成反比。以此方式，频率确定的加载可通过光刻界定的尺寸(间隙距离g和柱顶部1912的半径)来设定。

[0153] 图21展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构2110的实例性空腔谐振器2100的分解轴测视图描绘。空腔谐振器2100包含下部空腔部分2102、柱结构部分2103和上部空腔部分2104。柱结构部分2103支撑平面内电容性调谐结构2110。不同于图19的空腔谐振器1900，电容性调谐结构2110是以悬置开口环电容性调谐结构的形式光刻界定。也就是说，在一些实施方案中，电容性调谐结构2110经布置为布置于由下部和上部空腔体积部分2106a和2106b形成的空腔周围和内部的圆形结构。电容性调谐结构2110在电容性调谐结构2110的远表面2122与电容性调谐结构2110的近表面2123之间具有间隙间距g。又，在特定实施方案中，在间隙间距g内形成或布置一或多个调谐元件或装置。

[0154] 另外，在特定实施方案中，下部空腔部分2102、柱结构部分2103(包含电容性调谐结构2110)和上部空腔部分2104中的每一者也在阵列层级形成且随后在阵列层级彼此连接。又，使用一或多个批次过程，此光刻界定的电容性调谐结构设计实现多个空腔谐振器2100的阵列，其各自具有相同空腔大小但具有相应空腔谐振器2100内的潜在不同的间隙间距g。

[0155] 图22A展示包含光刻界定的平面内电容性调谐结构2210的实例性空腔谐振器2200的轴测横截面俯视图描绘。图22B展示图22A的实例性空腔谐振器的轴测横截面侧视图和横截面俯视图。类似于图21的电容性调谐结构2100，电容性调谐结构2210经配置为布置于空腔2206内的开口环结构。然而，空腔谐振器2200进一步包含支撑部件2280，其可通过一或多个支撑链接2282与周围结构连接。

[0156] 图23A展示例如可在图22A和22B的空腔谐振器2200中使用的实例性下部空腔部分2202的模拟的俯视图。图23B展示例如可在图22A和22B的空腔谐振器2200中使用的实例性光刻界定的平面内电容性调谐结构2210的模拟的俯视图。图23C展示具有例如图22A和22B中展示的支撑部件2280和一或多个支撑链接2282的实例性空腔谐振器的模拟的分解横截面透视图。

[0157] 所描述的平面内谐振器设计由于间隙g是光刻图案化且蚀刻的而实现较高(或较长)的柱与间隙纵横比。此设计有效地使柱高度与总体装置厚度解耦，以及简化了到平面I/O传输线的耦合。

[0158] 为了描述本发明的创新方面的目的，本文的描述是针对某些实施方案。然而所属领域的技术人员将容易认识到，本文的教示可以大量不同方式应用。所描述实施方案可在可经配置以显示图像(无论是运动中(例如，视频)还是静止(例如，静态图像)，且无论是文字、图形还是图片)的任何装置或系统中实施。更特定来说，预期所描述实施方案可包含在多种电子装置中或与多种电子装置相关联，所述装置例如(但不限于)：移动电话、具有多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真装置、GPS接收器/导航仪、相机、MP3播放器、摄录机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(即，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表和速度计显示器等等)、驾驶舱控制件和/或显示器、相机视图显示器(例如交通工具中的后视相机的显示器)、电子相片、电子公告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波、电冰箱、立体声系统、盒带录音机或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、无线电、便携式存储器芯片、洗衣机、干衣机、洗衣机/干衣机、停车计时器、封装(例如在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)和非MEMS应用中)、美学结构(例如，一件珠宝上的图像显示)以及多种EMS装置。本文的教示也可用于非显示器应用中，例如(但不限于)电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子器件的惯性组件、消费型电子器件产品的零件、变抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺和电子测试设备。因此，所述教示既定不限于仅在图中描绘的实施方案，而是具有广泛适用性，如所属领域的技术人员将容易明了。

[0159] 所描述实施方案可应用的合适的EMS或MEMS装置的实例是反射性显示装置。反射性显示装置可并入有干涉式调制器(IMOD)以使用光学干涉的原理选择性地吸收和/或反射入射于其上的光。IMOD可包含吸收器、相对于吸收器可移动的反射器，以及界定于吸收器与反射器之间的光学谐振腔。反射器可移动到两个或两个以上不同位置，其可改变光学谐振腔的大小且进而影响IMOD的反射率。IMOD的反射光谱可产生相当宽的光谱带，其可在可见波长上移位以产生不同颜色。通过改变光学谐振腔的厚度，即通过改变反射器的位置，可调整光谱带的位置。

[0160] 图24A展示描绘IMOD显示装置的一系列像素中的两个邻近像素的等距视图的实例。IMOD显示装置包含一或多个干涉式MEMS显示元件。在这些装置中，MEMS显示元件的像素可处于亮或暗状态。在亮(“松弛”、“打开”或“接通”)状态中，显示元件将入射可见光的大部分反射到例如用户。相反，在暗(“激活”、“关闭”或“断开”)状态中，显示元件反射极少的入射可见光。在一些实施方案中，接通和断开状态的光反射性质可反转。MEMS像素可经配置以主要在特定波长处反射，从而允许除了黑色和白色之外的彩色显示。

[0161] IMOD显示装置可包含IMOD的行/列阵列。每一IMOD可包含一对反射层，即可移动反射层和固定部分反射层，其定位于彼此的可变且可控距离处以形成气隙(也称为光学间隙或腔)。所述可移动反射层可在至少两个位置之间移动。在第一位置(即，松弛位置)中，可移动反射层可定位于距固定部分反射层相对大的距离处。在第二位置(即，激活位置)中，可移动反射层可较靠近部分反射层而定位。从所述两个层反射的入射光可取决于可移动反射层的位置而相长地或相消地干涉，从而产生每一像素的总体反射或非反射状态。在一些实施方案中，IMOD可在未经激活时处于反射状态，从而反射具有可见光谱的光，且可在未经激活时处于暗状态，从而反射可见范围之外的光(例如红外光)。然而在一些其它实施方案中，IMOD可在未经激活时处于暗状态，且在经激活时处于反射状态。在一些实施方案中，所施加电压的引入可驱动像素改变状态。在一些其它实施方案中，所施加电荷可驱动像素改变状态。

[0162] 图24A中的像素阵列的所描绘部分包含两个邻近IMOD 12。在左边(如所说明)的IMOD 12中，可移动反射层14说明为处于距包含部分反射层的光学堆叠16预定距离处的松弛位置中。在左边的IMOD 12上施加的电压V0不足以造成可移动反射层14的激活。在右边的IMOD 12中，可移动反射层14说明为处于接近或邻近于光学堆叠16的激活位置中。在右边的IMOD 12上施加的电压Vbias足以维持可移动反射层14处于激活位置。

[0163] 在图24A中，以指示入射于像素12上的光的箭头13和从左边的IMOD 12反射的光15一般地说明像素12的反射性质。虽然未详细说明，但所属领域的技术人员将了解，入射于像素12上的大部分光13将朝向光学堆叠16透射通过透明衬底20。入射于光学堆叠16上的光的一部分将透射通过光学堆叠16的部分反射层，且一部分将反射回通过透明衬底20。光13的透射通过光学堆叠16的部分将在可移动反射层14处朝向(且通过)透明衬底20反射回。从光学堆叠16的部分反射层反射的光与从可移动反射层14反射的光之间的干涉(相长或相消)将确定从IMOD 12反射的光15的波长。

[0164] 光学堆叠16可包含单个层或若干层。所述层可包含电极层、部分反射且部分透射层和透明电介质层中的一或多者。在一些实施方案中，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可例如通过将以上层中的一或多者沉积到透明衬底20上来制造。电极层可从多种材料形成，例如各种金属，例如氧化铟锡(ITO)。部分反射层可从部分反射的多种材料形成，例如各种金属(例如，铬(Cr))、半导体和电介质。部分反射层可由一或多个材料层形成，且所述层中的每一者可由单一材料或材料组合形成。在一些实施方案中，光学堆叠16可包含单一半透明厚度的金属或半导体，其用作光学吸收器和导体两者，而(例如，光学堆叠16的或IMOD的其它结构的)不同的较导电的层或部分可用以在IMOD像素之间汇流信号。光学堆叠16还可包含一或多个绝缘或电介质层，其覆盖一或多个导电层或导电/吸收层。

[0165] 在一些实施方案中，光学堆叠16的层可经图案化为平行条带，且可形成如下文进一步描述的显示装置中的行电极。如所属领域的技术人员将了解，本文使用术语“图案化”来指代掩蔽以及蚀刻工艺。在一些实施方案中，例如铝(Al)等高度导电且反射的材料可用于可移动反射层14，且这些条带可形成显示装置中的列电极。可移动反射层14可形成为经沉积的一或多个金属层的一系列平行条带(与光学堆叠16的行电极正交)以形成沉积于柱18的顶部上的列以及沉积于柱18之间的介入牺牲材料。当牺牲材料被蚀刻掉时，经界定间隙19或光学腔可形成于可移动反射层14与光学堆叠16之间。在一些实施方案中，柱18之间的分隔可为近似1-1000um，而间隙19可小于

[0166] 在一些实施方案中，无论处于激活还是松弛状态，IMOD的每一像素都本质上是由固定和移动反射层形成的电容器。当未施加电压时，可移动反射层14保留在机械松弛状态，如图24A中左边的IMOD 12说明，其中在可移动反射层14与光学堆叠16之间具有间隙19。然而，当将电位差(例如，电压)施加于选定行和列中的至少一者时，在对应像素的行和列电极的相交点处形成的电容器变为充电，且静电力将电极拉动在一起。如果所施加电压超过阈值，那么可移动反射层14可变形且移动接近或抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(未图示)可防止短路，且控制层14与16之间的分隔距离，如图24A中右边的经激活IMOD 12说明。无论所施加电位差的极性如何，所述行为都相同。虽然阵列中的一系列像素在一些实例中可称为“行”或“列”，但所属领域的技术人员将容易了解，将一个方向称为“行”且将另一方向称为“列”是任意的。换句话说，在一些定向中，行可视为列，且列可视为行。此外，显示元件可均匀地布置成正交的行和列(“阵列”)，或布置成非线性配置，例如具有相对于彼此的特定位置偏移(“马赛克”)。术语“阵列”和“马赛克”可指代任一配置。因此，虽然将显示器称为包含“阵列”或“马赛克”，但在任一实例中元件自身不需要彼此正交布置或以均匀分布安置，但可包含具有不对称形状和不均匀分布元件的布置。

[0167] 图24B展示描绘并入有3x3IMOD显示器的电子装置的系统框图的实例。图24B中描绘的电子装置表示其中可并入根据上文相对于图1到23描述的实施方案构造的压电谐振器变压器的一个实施方案。装置11并入其中的电子装置可例如形成上文陈述的多种电装置和机电系统装置中的任一者的部分或全部，包含显示器和非显示器应用。

[0168] 此处，电子装置包含控制器21，其可包含一或多个通用单芯片或多芯片微处理器，例如 8051、 Power 或或专用微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。控制器21可经配置以执行一或多个软件模块。除了执行操作系统之外，控制器21还可经配置以执行一或多个软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。

[0169] 控制器21经配置以与装置11通信。控制器21还可经配置以与阵列驱动器22通信。阵列驱动器22可包含将信号提供到例如显示阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。虽然图24B为了清楚而展示3x3 IMOD阵列，但显示阵列30可含有极大数目的IMOD，且可在行中具有与列中不同数目的IMOD，且反之亦然。控制器21和阵列驱动器22可有时在本文称为“逻辑装置”和/或“逻辑系统”的部分。

[0170] 图25A和25B展示描绘包含多个IMOD的显示装置40的系统框图的实例。显示装置40可为例如智能电话、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变型也说明各种类型的显示装置，例如电视机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置和便携式媒体播放器。

[0171] 显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成，包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，包含(但不限于)：塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。外壳41可包含可装卸式部分(未图示)，其可与不同颜色的其它可装卸式部分互换，或含有不同的标志、图片或符号。

[0172] 显示器30可为多种显示器中的任一者，包含双稳态或模拟显示器，如本文描述。显示器30还可经配置以包含平板显示器，例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD，或非平板显示器，例如CRT或其它显像管装置。另外，显示器30可包含IMOD显示器，如本文描述。

[0173] 图25B中示意性说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41且可包含至少部分地封闭于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，其包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，所述处理器连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21还连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28和阵列驱动器22，所述阵列驱动器又耦合到显示阵列30。在一些实施方案中，电力供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的大体上所有组件。

[0174] 网络接口27包含天线43和收发器47，使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻例如处理器21的数据处理要求。天线43可发射和接收信号。在一些实施方案中，天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g、n)及其另外的实施方案来发射和接收RF信号。在一些其它实施方案中，天线43根据蓝牙标准发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况中，天线43经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用分组无线服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地干线无线电(TETRA)、宽带CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、
1xEV-DO、EV-DO修订A、EV-DO修订B、高速包接入(HSPA)、高速下行链路包接入(HSDPA)、高速上行链路包接入(HSUPA)、演进高速包接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用以在无线网络内通信的其它已知信号，例如利用3G或4G技术的系统。收发器47可预处理从天线43接收的信号以使得所述信号可由处理器21接收且进一步操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号以使得所述信号可从显示装置40经由天线43发射。

[0175] 在一些实施方案中，收发器47可由接收器代替。另外，在一些实施方案中，网络接口27可由图像源代替，所述图像源可存储或产生将发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收例如压缩图像数据等数据，且将数据处理为原始图像数据或容易处理为原始图像数据的格式。处理器21可将经处理数据发送到驱动器控制器29或帧缓冲器28用于存储。原始数据通常指代识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，此图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。

[0176] 处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含用于将信号发射到扬声器45和用于从麦克风46接收信号的放大器和滤波器。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或可并入到处理器21或其它组件内。

[0177] 驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，且可适当再格式化原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据再格式化为具有光栅状格式的数据流，使得其具有适合于在显示阵列30上扫描的时间次序。随后，驱动器控制器29将经格式化信息发送到阵列驱动器22。虽然例如LCD控制器等驱动器控制器29经常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但此些控制器可以许多方式实施。举例来说，控制器可作为硬件嵌入于处理器21中，作为软件嵌入于处理器21中，或以硬件与阵列驱动器22完全集成。

[0178] 阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息，且可将视频数据再格式化为平行的一组波形，所述波形每秒许多次施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百条且有时数千条(或更多)引线。

[0179] 在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示阵列30适用于本文描述的类型的显示器中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如IMOD控制器)。另外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如IMOD显示器驱动器)。而且，显示阵列30可为常规显示阵列或双稳态显示阵列(例如包含IMOD阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案可用于高度集成系统中，例如移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器。

[0180] 在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许例如用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含例如QWERTY 键盘或电话小键盘等小键盘、按钮、开关、摇臂开关、触敏屏幕、与显示阵列30集成的触敏屏幕，或者压敏或热敏薄膜。麦克风46可经配置为用于显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的话音命令可用于控制显示装置40的操作。

[0181] 电力供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，可再充电电池可使用来自例如壁装插座或光伏装置或阵列的电力充电。或者，可再充电电池可无线地充电。电力供应器50还可为可再新能量源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电力供应器50还可经配置以从壁装插座接收电力。

[0182] 在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上述优化可以任何数目的硬件和/或软件组件且以各种配置实施。

[0183] 结合本文揭示的实施方案描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的可互换性已大体上在功能性方面描述且在上述各种说明性组件、块、模块、电路和步骤中说明。此功能性以硬件还是软件实施取决于特定应用和强加于总体系统的设计约束。

[0184] 结合本文揭示的方面描述的用以实施各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备可以通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文描述的功能的任一组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器，或可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器，或任何其它此类配置。在一些实施方案中，特定步骤和方法可由特定于给定功能的电路执行。

[0185] 在一或多个方面中，所描述功能可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中揭示的结构及其结构等效物)或其任一组合来实施。本说明书中描述的标的物的实施方案也可实施为编码于计算机存储媒体上的一或多个计算机程序，即计算机程序指令的一或多个模块，以用于由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。

[0186] 所属领域的技术人员可容易明了对本发明中描述的实施方案的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可将本文界定的一般原理应用于其它实施方案。因此，权利要求书既定不限于本文展示的实施方案，而是应被赋予与本发明、本文揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。另外，所属领域的技术人员将容易了解，术语“上部”和“下部”是为便于描述图式而有时使用，且指示对应于图式在适当定向页上的定向的相对位置，且可能不反映所实施的IMOD的适当定向。

[0187] 在本说明书中在分开的实施方案的上下文中描述的某些特征也可在单个实施方案中组合地实施。相反，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可分开地在多个实施方案中或以任一合适的子组合来实施。而且，虽然上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至初始如此主张，但来自所主张组合的一或多个特征在一些情况下可从所述组合排除，且所主张组合可针对子组合或子组合的变型。

[0188] 类似地，虽然在图中以特定次序描绘操作，但这不应理解为要求以所展示的特定次序或以循序次序执行此些操作或要求执行所有所说明操作来实现合意的结果。此外，图式可以流程图的形式示意性描绘一或多个实例性过程。然而，在示意性说明的实例性过程中可并入未描绘的其它操作。举例来说，可在所说明操作中的任一者之前、之后、同时或之间执行一或多个额外操作。在某些情况下，多任务和并行处理可为有利的。而且，在上述实施方案中各种系统组件的分离不应理解为在所有实施方案中都要求此种分离，且应了解，所描述的程序组件和系统一般可共同集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求书中陈述的动作可以不同次序执行且仍实现合意的结果。

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