新型鎖存射頻微機械開關(guān)的設(shè)計與工藝研究.pdf

1、本論文提出一種結(jié)構(gòu)新穎的靜電驅(qū)動、電容旁路式RFMEMS開關(guān)，利用雙端固支薄膜在大于臨界應(yīng)力時的翹曲原理實現(xiàn)鎖存功能。其特點是，當(dāng)沒有控制電壓作用時，開關(guān)保持原有狀態(tài)，即可以實現(xiàn)常開、常閉功能。 首先，詳細(xì)地討論了器件的機械設(shè)計和電學(xué)設(shè)計。分析了氮化硅/金復(fù)合膜的橫向翹曲特性。有限元分析表明驅(qū)動電壓隨薄膜和驅(qū)動電極的間距增加而指數(shù)增加，隨應(yīng)力增大而迅速增大。設(shè)計了特征阻抗為50Ω的有限寬地平面共面波導(dǎo)，討論了其損耗特性。提出了開

2、關(guān)的等效電學(xué)模型并計算得到等效電路參數(shù)。ADS模擬表明開關(guān)具有很低的插入損耗(＜0.13dB@50MHz-30GHz)和較高的隔離度(25dB@30GHz)。在此基礎(chǔ)上，擴展到一種三態(tài)鎖存RFMEMS開關(guān)，簡要闡述了其工作原理。 然后，采用表面微機械加工技術(shù)并以P(100)高阻硅為襯底制作了器件的硅基部分樣品并進(jìn)行了初步測試。著重研究了犧牲層平坦化、犧牲層腐蝕、薄膜淀積、薄膜應(yīng)力控制以及離子束刻蝕等關(guān)鍵工藝。首次將新型接觸平坦化