黄蓉[1]2004年在《基于硅衬底的新型射频微机械开关》文中研究指明射频开关是射频通信网络中最基本的器件之一，本文提出了一种新型基于硅衬底的新型射频微机械丌关，介绍了射频微机械开关的设计原理和器件结构，提出了器件的近似力学分析模型，分析和优化器件的插入损耗和驱动电压参数，介绍了器件的制作工艺，最后给出器件的测试结果。具体内容包括： 介绍了各种射频微机械器件，特别是射频微机械开关。通过与其他传统射频开关的比较，总结了射频微机械开关具有结构简单、插入损耗小、工艺容差大、有利于降低成本和提高成品率等优势。基于此，我们在设计中采用了静电驱动式射频微机械开关结构。 详细分析了插入损耗与器件结构的关系，在此基础上提出了新型的射频传输线基于可动膜射频微机械开关的结构。通过大幅度的减小射频传输线的陈底厚度，可以达到降低插入损耗的目的。为了实现射频传输线的薄衬底结构，根据共面波导的设计思想，设计了腔体式共面波导型射频微机械开关。 给出了器件制作的完整的工艺流程，重点介绍了牺牲层的填充以及平整化等器件制作的关键微机械表面加工工艺，并根据射频微机械开关的特殊要求确定了相应的工艺参数，最后给出了器件的扫描电镜照片。 给出了相应的测试结果，并对测试结果进行了分析。在普通电阻率(4-8Ω·Cm)的硅片上，采用表面微机械加王技术制作出体积大小为：1000×600×300μm~3的射频开关，驱动电压为35V。在射频信号频率为50Mhz到10GHz的范围内，该开关的插入损耗低于2dB，隔离度高于40dB。
邢向龙[2]2005年在《新型锁存射频微机械开关的设计与工艺研究》文中研究指明本论文提出一种结构新颖的静电驱动、电容旁路式RF MEMS开关,利用双端固支薄膜在大于临界应力时的翘曲原理实现锁存功能。其特点是,当没有控制电压作用时,开关保持原有状态,即可以实现常开、常闭功能。 首先,详细地讨论了器件的机械设计和电学设计。分析了氮化硅/金复合膜的横向翘曲特性。有限元分析表明驱动电压随薄膜和驱动电极的间距增加而指数增加,随应力增大而迅速增大。设计了特征阻抗为50Ω的有限宽地平面共面波导,讨论了其损耗特性。提出了开关的等效电学模型并计算得到等效电路参数。ADS模拟表明开关具有很低的插入损耗(<0.13dB@50MHz-30GHz)和较高的隔离度(25dB@30GHz)。在此基础上,扩展到一种叁态锁存RF MEMS开关,简要阐述了其工作原理。 然后,采用表面微机械加工技术并以P(100)高阻硅为衬底制作了器件的硅基部分样品并进行了初步测试。着重研究了牺牲层平坦化、牺牲层腐蚀、薄膜淀积、薄膜应力控制以及离子束刻蚀等关键工艺。首次将新型接触平坦化技术用于有机牺牲层的平坦化,取得了很好的效果,并与CMP实现有机牺牲层的平坦化进行了对比研究。通过大量实验研究了氮化硅、金和铝等薄膜的应力,给出了单层膜以及复合膜的应力。分析了离子束刻蚀在器件制备中存在的问题,并提出了解决办法。初步测试结果得到开关的插入损耗和隔离度分别为0.3dB@30GHz和15dB@30GHz,最后探讨了进一步提高器件性能的途径。
参考文献：
[1]. 基于硅衬底的新型射频微机械开关[D]. 黄蓉. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2004
[2]. 新型锁存射频微机械开关的设计与工艺研究[D]. 邢向龙. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2005