RF MEMS器件面面观

RF-MEMS器件的出现,适应了现代光刻技术和硅IC技术、无线通讯技术的发展的需要,因此很快引起学术界和工业的巨大的重视。可以预言,RF-MEMS器件将很快从实验室走向生产实际,在国民经济的各个方面包括通讯、航天航空技术、交通技术、生物医学领域以及国防工业中发挥重要作用。     

低电压电容式RF MEMS开关设计研究

本文设计了一种低电压电容式RFMEMS开关,开关采用了两端固支梁结构,在梁与CPW共面波导地线的四个固定支撑位置使用了折叠结构,该结构可以减低下拉电压;通过在MEMS开关梁上开孔（直径9μm圆孔）来减小残余应力和杨氏模量和选择合适的开关梁厚度,显著降低了MEMS开关梁的弹性系数和下拉电压。以上措施显著降低了电容式RFMEMS开关的下拉电压,在ANSYS仿真下拉电压约为6V,驱动电压约为8.4V,该MEMS开关依旧保持了较好的S参数,开关插入损耗大于-0.35dB(8-40GHz),回波损耗小于-22dB(8-40GHz),隔离度（down态S21）大于25dB(8-40GHz)。     

RF MEMS的关键技术与器件

文章介绍了RF MEMS的基本概念、基本特征与关键工艺技术。文章在介绍了RF-MEMS 元器件的基础上,对RF MEMS与MMIC进行了比较,分析了RF MEMS需解决的重点问题。最后对 RF MEMS的发展前景进行了展望。     

MEMS器件及其设备

MEMS(Microelectro mechanical system)器件是一种微型机电一体化的SOC。2008年MEMS器件市场为72.97亿美元,2011年将达到108亿美元,2006～2011年年复合平均增长率为13%。2011年MEMS系统级市场将达720亿美元。MEMS器件中发展最快的器件是传感器MEMS、光MEMS和RFMEMS。MEMS器件的应用已从汽车电子转向消费类电子领域。MEMS器件用于Wii无线游戏机与iphone是2007年MEMS器件应用的最大亮点。MEMS器件的制造类同IC制造,光刻、刻蚀、CVD和CMP设备都可兼用。     

MEMS器件及其设备

MEMS(Microelectro mechanical system)器件是一种微型机电一体化的SOC.2008年MEMS器件市场为72.97亿美元,2011年将达到108亿美元,2006-2011年年复合平均增长率为13%.2011年MEMS系统级市场将达720亿美元.MEMS器件中发展最快的器件是传感器MEMS、光MEMS和REMEMS.MEMS器件的应用已从汽车电子转向消费类电子领域.MEMS器件用于Wil无线游戏机与iphone是2007年MEMS器件应用的最大亮点.MEMS器件的制造类同IC制造,光刻、刻蚀、CVD和CMP设备都可兼用.     

电磁驱动RF MEMS开关的研究状况

RFMEMS技术在民用和军事方面有巨大的潜力,作为其核心器件的RFMEMS开关很有希望在雷达和通信领域之中成为关键器件。电磁驱动RFMEMS开关具有工作电压比较低,驱动力大,可以工作在恶劣的环境等优点,使其成为近年来RFMEMS开关研究的一个热点。     

MEMS器件封装技术

MEMS器件体积小,造价低,是未来传感器的发展方向,随着MEMS技术进步,惯性MEMS传感器、中等角频率传感器分辨率高且低成本的惯性组件,用于测量导弹姿态的偏航角和旋转滚动速率。MEMS器件中,封装技术极为重要性,坚固耐用的惯性MEMS器件,除集成技术外封装成为另一个核心,我们对封装技术进行探讨研究,旨在提高MEMS器件的可靠性。     

小尺寸IOGHz RF MEMS开关

Omron Type 2SMES-01 MEMS据称是最小的10GHz RF MEMS开关，8GHz时为1dB插入损此开关目标用于ATE，RF测量仪器以及类似应用，相比于标准电动机械器件，其耐用性，RF传输性能以及低功耗性能卓越，而且具有超紧凑外形因子。很多测试设备应用使用一系列开关器件，以及微型尺寸新器件提供一个重要的节约空间的机会，     

RF MEMS器件驱动机制理论与分析

介绍了驱动机制在RF MEMS器件制作中所处的地位。以悬梁类型的RF MEMS开关为例,介绍了RF MEMS器件的各种驱动方式,给出了其原理结构图;详细分析了静电驱动、压电驱动、热驱动和磁驱动的原理。对各种驱动机制进行了比较和分析,得出应根据不同场合和不同参数要求,选择不同驱动机制的驱动器。     

横向接触式RF MEMS开关

提出了一种横向接触式RF MEMS开关,采用金属叉指结构进行驱动。通过结构建模和性能仿真,对叉指结构进行了优化,提高了机械性能,减小开关的尺寸。通过加大横向接触面积,降低接触电阻,减小开关导通态的插损,提高了开关的射频性能。利用低温表面牺牲层工艺在砷化镓衬底上进行了开关的流片,通过工艺的改进最终得到满意的流片结果。测试结果表明:在DC-20GHz频率范围内,开关的插入损耗小于0.3dB,隔离度大于20dB。     

RF MEMS开关

由于能耗低、隔离度好、工作频带宽,MEMS开关在RF领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了RF MEMS开关的基本参数、分类以及典型制造工艺和设计时考虑因素等一些基本的概念。     

RF MEMS phase shifters based on PCB MEMS technology

An X-band main-line type loaded line RF MEMS phase shifter fabricated using printed circuit based MEMS technology is reported. The phase shifter provides a phase shift of 31.6/spl deg/ with a minimum insertion loss of 0.56 dB at 9 GHz for an applied DC bias voltage of 40 V. These phase shifters are suitable for monolithic integration with low-cost phased arrays on Teflon or Polyimide such as low dielectric constant substrates.     

硅基铝T形梁MEMS可变电容的设计与模拟

提出了一种新颖的运用于射频通信系统VCO中的RFMEMS可变电容。该电容使用平行板和T形梁结构,使用硅衬底,整个结构由铝材料组成,结构简单,与集成电路工艺兼容,从而能够实现片上可变电容。通过静电力驱动上极板向下运动,电容值相应地发生改变,当上极板加电压从2.4V变化到4.3V时,电容值从0.25pF变化到0.33pF,变化率为中心电容的27%。使用Coventor软件对该器件进行了模拟,给出的模拟结果包括容量、调节范围、瞬时响应、Pullin电压和运用该可变电容的VCO的电路模拟。     

多晶硅衬底上的RF MEMS开关

在微机械开关与硅IC工艺设计和兼容方面进行了改进,获得了一种可与IC工艺兼容的RFMEMS微机械开关.采用介质隔离工艺技术把这种RFMEMS微机械开关制作在绝缘的多晶硅衬底上,实现了与IC工艺兼容;采用在金属膜桥的端点附近刻蚀一些孔的优化方法,降低了RFMEMS微机械开关的下拉电压.用TE2 819电容测试设备测试开关的电容,测得开关的开态电容、关态电容和致动电压分别为0 32 pF、6 pF和2 5V .用HP875 3C网络分析仪对RFMEMS微机械开关进行了RF特性测试,得出RFMEMS微机械开关在频率1 5GHz下关态的隔离度为35dB ,开态的插入损耗为2dB ,用示波器测得该开关的开关     

多晶硅衬底上的RF MEMS开关

在微机械开关与硅IC工艺设计和兼容方面进行了改进,获得了一种可与IC工艺兼容的RF MEMS微机械开关.采用介质隔离工艺技术把这种RF MEMS微机械开关制作在绝缘的多晶硅衬底上,实现了与IC工艺兼容;采用在金属膜桥的端点附近刻蚀一些孔的优化方法,降低了RF MEMS微机械开关的下拉电压.用TE2819电容测试设备测试开关的电容,测得开关的开态电容、关态电容和致动电压分别为0.32pF、6pF和25V.用HP8753C网络分析仪对RF MEMS微机械开关进行了RF特性测试,得出RF MEMS微机械开关在频率1.5GHz下关态的隔离度为35dB,开态的插入损耗为2dB,用示波器测得该开关的开关速度为3μs.     

电容式RF MEMS谐振器

介绍了应用于通信领域的电容式RF MEMS谐振器及其在通信系统小型化中的优势。对电容式微机械谐振器进行了综合分析,包括基本工作过程分析、基本参数的理论分析及等效电路的分析。介绍了目前几种常用结构的谐振器,包括梳状谐振器、梁式谐振器及盘式谐振器的工作过程和谐振频率的发展空间。重点分析了谐振器的电容间隙及锚这两个重要的结构参数对谐振器性能的影响。最后,对电容式微机械谐振器存在的问题作了总结,对其发展趋势做出展望。     

可调谐微机电电感(英文)

射频可调谐微电感在当前发挥着重要作用,它能满足高性能紧凑型器件设计的要求。对于器件设计者来说,可调电感能调谐电感量并能保证较高或适当的品质因素(Q值),这种能力在可调谐系统中比可调电容更有优势,因为可调电容可靠性较低并且大量占用基片面积。可调电感能节省芯片面积,它为将来便携式通讯系统所需的大范围可调谐系统提供一个优选的方案。因此,从器件角度对可调电感进行综述。根据可调电感的调谐机制,可调电感可分为四大类:离散型、金属屏蔽型、磁芯调谐型和线圈耦合型。对文献报道的可调电感进行概括,讨论这些可调电感优点和缺点,同时也介绍了这些可调电感的制备工艺、结果比较和其应用等。     

RF MEMS技术

通信收发机、天线等无线设备的发展趋势是高性能、小体积、低成本。微电子机械系统技术在这一趋势中显现了技术潜力。本文阐述了RFMEMS技术的现状。