论文部分内容阅读
射频微机电(RF MEMS)开关具有高隔离度、低插入损耗、低功耗、高线性度的优点,且具有尺寸小、工艺与CMOS工艺相兼容、容易集成的优势。本文对静电驱动的串联接触式RF MEMS开关进行了研究,旨在获得适用于雷达及其它通讯系统的高速RF MEMS开关。
论文分析了串联接触式RF MEMS开关的工作原理及它的力学和电磁学模型,并在理论分析的基础上设计了悬臂梁类型的RF MEMS开关。利用ANSYS和HFSS软件进行了开关的力学和微波特性仿真,所设计的悬臂梁开关下拉电压约为30-40 V,机械谐振频率约70-140 kHz,在DC-20 GHz的频率下,开关的隔离度高于25 dB,插入损耗小于0.3 dB。
设计了RF MEMS开关的工艺流程,并对开关制作过程中的关键工艺进行了研究。利用剥离工艺实现了高精度、高均匀性、微米级厚度的金属Cu结构的制作。调整光刻工艺,通过干法刻蚀,实现了倾斜侧壁的SiO2结构的制作,为实现具有良好电学连接和机械支撑的悬臂梁结构奠定了基础。调整SiNx的淀积条件,实现了低应力、较低腐蚀速率的SiNx的淀积。进行了工艺流片,对金属+介质复合梁开关的流片结果进行了分析,并制作了全金属梁开关进行验证。对全金属梁开关进行了简单的电学测试并对测试结果进行了分析。