基于lift-off工艺的RF MEMS开关触点平坦化方法

1

作者 杨彪 诸葛明华 +1 位作者 吴国才 容炎森 《微纳电子技术》 2025年第2期116-121,共6页

采用表面微加工工艺制备射频微机电系统(RF MEMS)开关,开关触点的平坦化是一项关键工艺,直接影响RF MEMS开关的机械和电学性能。设计静电驱动接触式的RF MEMS开关结构,然后通过在触点上进行套刻制备光刻胶岛、蒸镀制备铝牺牲层,利用lift... 采用表面微加工工艺制备射频微机电系统(RF MEMS)开关,开关触点的平坦化是一项关键工艺,直接影响RF MEMS开关的机械和电学性能。设计静电驱动接触式的RF MEMS开关结构,然后通过在触点上进行套刻制备光刻胶岛、蒸镀制备铝牺牲层,利用lift-off工艺解决触点与牺牲层平坦化的问题。再采用电镀工艺制备金悬臂梁,使用氢氧化钠溶液腐蚀铝释放获得RF MEMS开关。通过原子力显微镜(AFM)、聚焦离子束显微镜(FIB)等仪器对样品进行形貌测量,数据显示开关触点与铝牺牲层的高度差约为27.36 nm,悬臂梁与下方平面的左右空隙差约为22 nm,结果表明通过该方法能够实现开关触点与牺牲层的高度平坦化。 展开更多

关键词 射频微机电系统(rf mems)开关 开关触点 牺牲层 平坦化 lift-off工艺

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静电式RF MEMS开关的可靠性 被引量：6

2

作者 张永华 曹如平 赖宗声 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第11期701-707,共7页

MEMS开关是最常见的RF MEMS控制元件,是RF结构中一个关键的MEMS器件。长期可靠性是目前制约MEMS开关商业化进程中的一个主要问题。主要综述了静电式RF MEMS开关可靠性的新进展。欧姆式开关通常由于黏附或接触电阻的增大而失效,电容式开... MEMS开关是最常见的RF MEMS控制元件,是RF结构中一个关键的MEMS器件。长期可靠性是目前制约MEMS开关商业化进程中的一个主要问题。主要综述了静电式RF MEMS开关可靠性的新进展。欧姆式开关通常由于黏附或接触电阻的增大而失效,电容式开关的主要失效机理则与电介质层的充电有关。接触材料的选择是决定欧姆开关可靠性最重要的一个因素,"主动断开/被动接触"MEMS开关适用于软金属材料欧姆接触的可靠性要求。改善电容式开关可靠性的途径是改善介电层、优化驱动电压波形等以减小介质层的充电。 展开更多

关键词 射频微电子机械系统(rf mems) 开关 可靠性 欧姆接触 介质充电

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基于RF MEMS开关的移相器设计 被引量：1

3

作者 陈华君 郭东辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期32-35,共4页

传统电子移相器由于损耗问题难以向更高频率发展,射频微机电系统(RF MEMS)技术的出现使其得以替代半导体开关来设计更高频率的移相器.利用具有优异RF性能的串联电阻式RFMEMS开关来进行开关线式移相器设计,通过开关切换不同的信号延迟通... 传统电子移相器由于损耗问题难以向更高频率发展,射频微机电系统(RF MEMS)技术的出现使其得以替代半导体开关来设计更高频率的移相器.利用具有优异RF性能的串联电阻式RFMEMS开关来进行开关线式移相器设计,通过开关切换不同的信号延迟通路,以实现从0°-180°步进22.5°的相移功能.仿真结果表明,该移相器在5.8 GHz时,插入损耗在-0.3--0.7 dB变化,输入回损低于-20 dB,相移功能正确. 展开更多

关键词 移相器 开关线式移相器 相控阵天线 射频微机电系统

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RF MEMS开关的研究进展及其应用 被引量：13

4

作者 黄成远 张斌珍 +2 位作者 段俊萍 王雄师 徐永庆 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第9期652-659,共8页

射频微电子机械系统（RF MEMS）开关是射频电子系统中的关键器件,首先简要介绍了RF MEMS开关的结构特点及分类方式,综述了RF MEMS开关的发展现状,列举了国内著名科研机构具有代表性的成果,并对比了其结构特点及性能参数,指出国内RF MEM... 射频微电子机械系统（RF MEMS）开关是射频电子系统中的关键器件,首先简要介绍了RF MEMS开关的结构特点及分类方式,综述了RF MEMS开关的发展现状,列举了国内著名科研机构具有代表性的成果,并对比了其结构特点及性能参数,指出国内RF MEMS开关正向着小体积、宽频化、低驱动电压、高性能指标的方向发展。此外,还阐述了RF MEMS开关在多位移相器、可调滤波器、可重构天线等方面的应用,其在与多器件的集成和联合运用中潜力巨大。最后,分析了现有的RF MEMS开关的发展瓶颈,并展望了其以设计新结构、探寻新材料、探索新工艺、多种驱动方式相结合、多器件相集成为未来发展新方向。研发制作新的RF MEMS开关及其功能系统必将会对射频微波领域造成巨大影响。 展开更多

关键词 射频微电子机械系统(rf mems)开关 移相器 可调滤波器 可重构天线 微波

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基于谐振原理的RF MEMS滤波器的研制 被引量：3

5

作者 康中波 韩国威 +3 位作者 司朝伟 钟卫威 赵永梅 宁瑾 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第7期467-470,共4页

采用与IC工艺兼容的硅表面MEMS加工技术,以碳化硅材料作为结构材料,研制出一种新型的基于谐振原理工作的RF MEMS滤波器。详细介绍了器件的工作原理、制备方法、测试技术和结果,并对测试结果做出分析。该RF MEMS滤波器由弹性耦合梁连接... 采用与IC工艺兼容的硅表面MEMS加工技术,以碳化硅材料作为结构材料,研制出一种新型的基于谐振原理工作的RF MEMS滤波器。详细介绍了器件的工作原理、制备方法、测试技术和结果,并对测试结果做出分析。该RF MEMS滤波器由弹性耦合梁连接两个结构尺寸和谐振频率完全相同的MEMS双端固支梁谐振器构成,MEMS谐振器的结构决定了滤波器的中心频率,弹性耦合梁的刚度决定了滤波器的带宽。在大气环境下测试器件的频响特性,得到中心工作频率为41.5MHz,带宽为3.5MHz,品质因数Q为11.8。 展开更多

关键词 射频微机电系统(rfmems) 滤波器 谐振原理 碳化硅 亚微米间隙

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一种基于Au-TiW触点的提高RF MEMS开关寿命的方法 被引量：2

6

作者 朱光州 王志斌 +1 位作者 吴倩楠 李孟委 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第8期801-806,812,共7页

针对基于Au-Au触点的射频微电子机械系统(RF MEMS)开关寿命低的问题,提出了一种高寿命RF MEMS开关的研制方法。对比Au与其他金属的硬度、杨氏模量以及方阻,最终选择性能优良的TiW金属作为新触点材料,其制备参数为溅射功率300 W,气压5 mT... 针对基于Au-Au触点的射频微电子机械系统(RF MEMS)开关寿命低的问题,提出了一种高寿命RF MEMS开关的研制方法。对比Au与其他金属的硬度、杨氏模量以及方阻,最终选择性能优良的TiW金属作为新触点材料,其制备参数为溅射功率300 W,气压5 mTorr(1 mTorr=0.133 Pa),溅射时间1 568 s。设计了基于Au-TiW触点的RF MEMS开关工艺流程,给出了详细工艺参数,为进一步提高可靠性,设计了RF MEMS开关封装工艺流程并制作了封装样品。测试比较了基于Au-Au触点的RF MEMS开关与基于Au-TiW触点的RF MEMS开关的寿命与射频性能。结果表明,虽然基于Au-TiW触点的RF MEMS开关的射频性能有所降低,但开关寿命提高了两个数量级。该研究为提高RF MEMS开关的寿命提供了一种解决办法。 展开更多

关键词 微电子机械系统(mems) 射频(rf)开关 开关寿命 触点材料 可靠性

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基于改进PSO算法优化RF MEMS功分器设计 被引量：1

7

作者 回海生 刘建霞 梁军 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第4期254-260,272,共8页

为了实现对射频微电子机械系统(MEMS)波段威尔金森功分器电路的精确设计和优化,使达到的设计目标满足性能要求,采用先进设计系统(ADS)软件对工作频带为32~36 GHz的RF MEMS功分器进行了建模仿真,并得到初始的电路设计参数。通过使用结合... 为了实现对射频微电子机械系统(MEMS)波段威尔金森功分器电路的精确设计和优化,使达到的设计目标满足性能要求,采用先进设计系统(ADS)软件对工作频带为32~36 GHz的RF MEMS功分器进行了建模仿真,并得到初始的电路设计参数。通过使用结合柯西变异的改进的粒子群优化(PSO)算法对RF MEMS功分器的初始电路设计参数进行优化,采用矩阵实验室(MATLAB)软件和高频结构仿真器(HFSS)软件进行联合仿真实现优化过程,最终得到满足设计目标的RF MEMS功分器的性能曲线,以及对应的功分器优化后的电路设计参数。结果表明,优化后的RF MEMS功分器回波损耗比设计目标优化了2.5 dB,插入损耗优化了0.3 dB,隔离度达到了-20 dB的设计要求。最终通过仿真验证了改进的PSO算法能够快速有效地对RF MEMS功分器的电路参数进行优化达到RF MEMS功分器设计的性能要求。 展开更多

关键词 粒子群优化(PSO)算法 射频微电子机械系统(rf mems) 功分器 先进设计系统(ADS) 高频结构仿真器(HFSS)

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RF MEMS国内外现状及发展趋势 被引量：6

8

作者 焦海龙 赵广宏 +2 位作者 李文博 骆伟 金小锋 《遥测遥控》 2017年第5期1-10,61,共11页

概述基于微电子机械系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术的各类射频RF(Radio Frequency)无源器件及微小型单片集成系统的概念与内涵及其应用市场,重点介绍RF MEMS电容电感、开关、移相器、谐振器、滤波器、微型同轴结构、天... 概述基于微电子机械系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术的各类射频RF(Radio Frequency)无源器件及微小型单片集成系统的概念与内涵及其应用市场,重点介绍RF MEMS电容电感、开关、移相器、谐振器、滤波器、微型同轴结构、天线、片上集成微纳系统等的国内外研究现状、典型研究成果和产品、技术方案和微纳制造工艺及性能特点等,最后浅析RF MEMS领域的发展趋势。 展开更多

关键词 rfmems 微电子机械系统 射频 研究现状 发展趋势

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射频MEMS技术在雷达中的应用现状与优势 被引量：3

9

作者 张蕾 沙舟 林晶 《中国电子科学研究院学报》 2012年第6期565-570,共6页

射频MEMS技术为实现微型化、集成化及智能化,以及探索具有新原理和新功能的器件与系统提供了重要途径。概述了射频MEMS的主要优势和在雷达领域的主要应用方向,在此基础上重点介绍了国外基于射频MEMS技术的T/R组件设计、X波段相控阵天线... 射频MEMS技术为实现微型化、集成化及智能化,以及探索具有新原理和新功能的器件与系统提供了重要途径。概述了射频MEMS的主要优势和在雷达领域的主要应用方向,在此基础上重点介绍了国外基于射频MEMS技术的T/R组件设计、X波段相控阵天线演示验证系统及针对Ka波段低成本无源相控阵的探索情况,并给出了新一代MEMS高集成度电子扫描阵列研究项目的最新进展。 展开更多

关键词 射频微机电系统(rf mems) 电子扫描阵列(ESA)雷达 基于mems的射频前端 mems实时延迟线

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单偏置电压多位分布式MEMS传输线移相器

10

作者 邓成 鲍景富 +3 位作者 杜亦佳 凌源 赵兴海 郑英彬 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第2期102-107,共6页

针对传统多位分布式MEMS传输线(DMTL)移相器需要多个偏置电压控制的问题,提出了一种单电压控制多位DMTL移相器的设计方案。这种移相器的每一位具有不同的弹性系数,因此它们的下拉电压各不相同。给出了这种移相器的相关理论、设计实例及... 针对传统多位分布式MEMS传输线(DMTL)移相器需要多个偏置电压控制的问题,提出了一种单电压控制多位DMTL移相器的设计方案。这种移相器的每一位具有不同的弹性系数,因此它们的下拉电压各不相同。给出了这种移相器的相关理论、设计实例及仿真结果。通过仿真结果可知,单偏置电压3位DMTL移相器低位到高位的下拉电压分别为19.73,40.49和74.89 V,低位发生下拉时高位相移偏移小于0.062%(10 GHz,2.925×10-4 rad)。单偏置电压4位DMTL移相器低位到高位的下拉电压分别为19.73,32.55,48.41和74.89 V,低位发生下拉时高位相移偏移小于0.094%(10 GHz,4.425×10-4 rad)。 展开更多

关键词 射频微机电系统(rfmems) 分布式mems传输线移相器 下拉电压 单偏置电压 相移偏移

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MEMS可变电容的研究现状及进展 被引量：3

11

作者 李玲玉 童富 +2 位作者 杨月寒 赵建明 刘海文 《微纳电子技术》 CAS 2008年第5期287-292,共6页

介绍了微机电系统(MEMS)技术以及MEMS可变电容器,基于MEMS的可变电容具有高Q值、低损耗、宽调节范围和低噪声等优点,阐述了MEMS可变电容器设计的基本原理,列举了现有的几种典型结构模型。通过指定频率下Q值及调谐范围的具体数值,比较不... 介绍了微机电系统(MEMS)技术以及MEMS可变电容器,基于MEMS的可变电容具有高Q值、低损耗、宽调节范围和低噪声等优点,阐述了MEMS可变电容器设计的基本原理,列举了现有的几种典型结构模型。通过指定频率下Q值及调谐范围的具体数值,比较不同结构的MEMS可变电容的特点,展望了MEMS可变电容的发展并得出结论。 展开更多

关键词 平行板可变电容 面积调谐可变电容 微机电系统(mems) Q值 调谐范围 射频

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高隔离度阶跃结构MEMS开关的设计 被引量：1

12

作者 凌源 鲍景富 +3 位作者 李昕熠 黄裕霖 寇波 赵兴海 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第10期623-628,共6页

针对MEMS开关提高电容比需要提高驱动电压的问题,提出了一种应用于Ku频段的阶跃结构MEMS开关,该结构结合了固支梁开关和悬臂梁开关,使得开关有两个驱动高度。当固支梁被吸合时,悬臂梁高度会随之降低,在增加开关电容比的同时降低了驱动... 针对MEMS开关提高电容比需要提高驱动电压的问题,提出了一种应用于Ku频段的阶跃结构MEMS开关,该结构结合了固支梁开关和悬臂梁开关,使得开关有两个驱动高度。当固支梁被吸合时,悬臂梁高度会随之降低,在增加开关电容比的同时降低了驱动电压。利用开关悬臂梁引入的电感,将开关闭合态LCd谐振点设计在14.5 GHz,使得开关在Ku频段的隔离度尤为优异。使用ANSYS和HFSS软件进行模拟,结果显示所设计开关驱动电压小于32 V,关态和开态电容比达到280,12～18 GHz的隔离度大于37 dB,插入损耗低于0.23 dB,回波损耗高于-17 dB。 展开更多

关键词 射频微电子机械系统（rf mems） 驱动电压 隔离度 插入损耗 回波损耗

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铜基空气微同轴工艺技术 被引量：4

13

作者 史光华 王建 +5 位作者 徐达 郭诚 常青松 王真 周彪 张延青 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第8期597-603,共7页

铜基空气微同轴传输线是由悬空的中心内导体、将其包围的接地外导体和周期性介质支撑结构组成。与传统的平面微带器件相比,基于微同轴工艺研制的毫米波器件具有宽频带、高隔离度、低损耗、高功率容量等特点,同时又保留了平面微带器件集... 铜基空气微同轴传输线是由悬空的中心内导体、将其包围的接地外导体和周期性介质支撑结构组成。与传统的平面微带器件相比,基于微同轴工艺研制的毫米波器件具有宽频带、高隔离度、低损耗、高功率容量等特点,同时又保留了平面微带器件集成度高等优势。系统地研究了铜基空气微同轴结构及制备工艺,并利用该工艺制备了W波段微同轴传输线和功率合成器。样件测试结果显示,基于微同轴技术的射频器件在高频下表现出可以与波导结构制作的器件相比拟的插入损耗和合成效率,在110 GHz处实测的传输线插入损耗≤0.045 dB/mm,功率合成器的一级合成效率(即两路合成)大于92%。该测试结果证明了微同轴结构及工艺的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 微同轴 高频低损耗 功率合成器 毫米波(MMW) 射频微电子机械系统(rf mems)

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氮化铝面内伸缩模态谐振器的研究现状 被引量：2

14

作者 杨健 韩国威 +2 位作者 司朝伟 赵永梅 宁瑾 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第6期374-380,393,共8页

综述了氮化铝面内伸缩模态的射频MEMS谐振器。氮化铝面内伸缩模态谐振器(contour-mode resonator,CMR)利用了氮化铝薄膜的压电效应,由器件的机械谐振再通过机电转化实现谐振功能,基本结构为电极层-氮化铝层-电极层。当前研究的两种典型... 综述了氮化铝面内伸缩模态的射频MEMS谐振器。氮化铝面内伸缩模态谐振器(contour-mode resonator,CMR)利用了氮化铝薄膜的压电效应,由器件的机械谐振再通过机电转化实现谐振功能,基本结构为电极层-氮化铝层-电极层。当前研究的两种典型的器件结构为方形振子梳齿电极结构和圆盘振子电容式结构。概述了氮化铝CMR的制备工艺,并重点介绍了磁控溅射法生长薄膜和ICP刻蚀等主要工艺环节。分别对氮化铝CMR的谐振频率、品质因子、温度稳定性和动态电阻等主要性能参数进行了理论分析,针对谐振器各参数的提升给出了具体的改进方向,同时讨论了某些性能的提升所带来的负面影响。氮化铝CMR具备面内集成的优点,随着器件频率的提高,将在无线通信领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 射频微机电系统(rf-mems) 氮化铝(AlN) 面内伸缩模态谐振器 谐振频率 品质因子 温度稳定性 动态电阻

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一种集成环行器的X波段三维异构集成T/R模组 被引量：2

15

作者 彭桢哲 李晓林 +2 位作者 董春晖 赵宇 吴洪江 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第1期37-42,共6页

微电子机械系统(MEMS)环行器被广泛应用于射频(RF)T/R微系统中,解决共用天线且收发隔离的问题。基于硅基三维(3D)异构集成工艺,设计了一种集成MEMS环行器的X波段T/R模组。该模组以高阻硅为介质基板,在硅基板上、下表面电镀金属图形,并... 微电子机械系统(MEMS)环行器被广泛应用于射频(RF)T/R微系统中,解决共用天线且收发隔离的问题。基于硅基三维(3D)异构集成工艺,设计了一种集成MEMS环行器的X波段T/R模组。该模组以高阻硅为介质基板,在硅基板上、下表面电镀金属图形,并堆叠多层硅基晶圆,在硅基模组上封装了集成无源器件(IPD)环行器,完成了多种微波芯片和MEMS环行器的系统级封装(SiP),将环行器紧凑集成在硅基T/R模组中。模组尺寸为12.0 mm×11.3 mm×2.0 mm。测试结果表明,在8~12 GHz频带内,模组接收通道增益为27 dB,接收通道噪声系数小于3.2 dB;发射通道增益为33 dB,饱和输出功率大于2 W。 展开更多

关键词 微电子机械系统(mems)环行器 射频(rf)微系统 硅基三维(3D)异构集成 硅基T/R模组 系统级封装(SiP)

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射频微机电系统器件质量评价方法分析 被引量：1

16

作者 周俊 刘芳 《信息技术与标准化》 2021年第1期30-33,共4页

在分析射频MEMS器件面临的可靠性问题的基础上,结合器件结构特点及应用环境要求,提出射频MEMS器件的可靠性试验项目以及筛选、鉴定和质量一致性检验的质量评价程序和方法。

关键词 射频 微机电系统 质量评价

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