高阻硅基铝硅合金弹性膜MEMS相移器

级联式MEMS相移器可通过悬浮于共平面波导之上的微机械可调电容的变化,来改变传输线的特性阻抗和相速,达到相移的目的.文中讨论了MEMS相移器特性对微机械电容和下拉电压的要求,并通过轻质量的铝硅合金弹性膜,获得了较低的下拉电压.测试结果表明,相移器的下拉电压不大于40V,且当控制电压大于10V时,即有明显的相移.该MEMS相移器制备于电阻率大于4000Ω*cm的高阻硅衬底上,获得了较好的传输特性,在整个测试频段1～40GHz,S21均小于3dB,并在25V时获得了大于25°的相移量.     

基于多孔硅的共平面波导制备及传输特性研究

多孔硅被认为是RF应用领域中较有潜力的衬底材料。文章利用多孔硅作衬底，制备了微型微波共平面波导，采用多线方法计算出该波导在多孔硅上的插入损耗和有效介电常数；提出了通过多孔硅的相对介电常数来确定多孔度的方法。实验测试结果表明，在20μm多孔硅上的波导，其插入损耗在1-30GHz范围内为1—40dB/cm；而在70μm多孔硅上制备的波导，其插入损耗在整个测试频段内不超过7dB/cm。通过有效介电常数的计算，推算出实验制备的70μm多孔硅材料的多孔度约为65％。     

低损耗微波MEMS共平面波导在低阻硅上的实现

在低阻硅衬底上采用常规CMOS工艺和后处理微机械加工技术实现了微波MEMS共平面波导,并与高阻硅基平面结构共平面波导特性进行了比较.采用混合相似剖分有限元方法设计了一组不同特性阻抗值的传输线,并通过关键的混合腐蚀技术制备了50Ω和120Ω两种特性阻抗的传输线.由于腐蚀去除了信号线下方导致损耗的低阻硅衬底,使得传输线插入损耗、散射特性等得以改善.实验中,使用矢量网络分析仪分别在微机械加工前后对传输线进行了1GHz到40GHz频段的参数测试,利用多线分析技术对测试结果进行了分析.结果表明在微结构悬浮后共平面波导的损耗特性有了大幅度的降低,30GHz处插入损耗约为7dB/cm,较腐蚀前降低了10dB/cm.     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.     

低电压驱动的硅基Ka波段级联式MEMS移相器

通过在共平面波导上周期性地分布微机械电容,外加电压驱动改变电容值,可实现级联式MEMS移相器.本文讨论了优化相移特性对共平面波导特性阻抗及下拉电压的要求,通过工艺参数优化制备了高阻硅基上的Ka波段级联式MEMS移相器,测试结果表明制备器件具有较低的驱动电压,8V时即产生明显的相移量,在36GHz处15V驱动电压时相移量为118°,25V时为286°.对微结构弹性膜的机械振动寿命测试表明,13级级联的MEMS移相器所有弹性膜同步振动的寿命为3×10⁶次.为器件的实用化提供了重要保障.     

铝硅合金膜在MEMS电容式开关中的应用

对几种可用于MEMS电容式开关中的弹性薄膜材料进行了分析,含硅4%的轻质量铝合金具有较佳的性能。应用该弹性膜制备了微波MEMS电容式开关,实验结果表明,开关具有较低的激励电压,约为28V,在10GHz处的隔离度大于15dB。     

电容式MEMS开关中弹性膜应力对驱动电压的影响

详细分析了多种参数对 MEMS电容式开关驱动电压的影响 ,包括材料选取和工艺参数变化 ,并对驱动电压理论值进行计算。利用表面微机械加工技术在硅衬底上实现了电容式开关 ,测试结果表明采用 Al0 .96 Si0 .0 4弹性膜和厚胶牺牲层工艺能获得适中的剩余应力释放 ,微桥应力约为 10 6 N/m2 ,这为获得较低的开关驱动电压提供了可能。对长 1m m的 MEMS开关 ,当弹性膜厚为 0 .5μm,桥高为 3μm、桥宽为 30 μm、桥长为 2 50 μm时获得了 2 5V的驱动电压 ,S参数测试表明该电容式开关 1～ 4 0 GHz频段内的插入损耗低于 1d B。     

高阻硅基铝硅合金弹性膜MEMS相移器

级联式MEMS相移器可通过悬浮于共平面波导之上的微机械可调电容的变化,来改变传输线的特性阻抗和相速,达到相移的目的.文中讨论了MEMS相移器特性对微机械电容和下拉电压的要求,并通过轻质量的铝硅合金弹性膜,获得了较低的下拉电压.测试结果表明,相移器的下拉电压不大于40V,且当控制电压大于10V时,即有明显的相移.该MEMS相移器制备于电阻率大于4000Ω*cm的高阻硅衬底上,获得了较好的传输特性,在整个测试频段1～40GHz,S21均小于3dB,并在25V时获得了大于25°的相移量.     

微机电微波/射频开关的力学分析及其工艺研究

文章主要讨论了微机电微波／射频开关的原理、制备工艺和特性测试。微机电接触式微波／射频开关的关键结构是悬臂梁,当控制电压大于吸合电压时,悬臂梁发生吸合,使开关导通。考虑到微机电制备工艺的兼容性,选择PECVD生长的氮化硅作悬臂梁,聚酰亚胺作牺牲层。测试结果表明,研制的微机电开关在0．5～5GHz的范围内插入损耗为2dB,隔离度达30～50dB。     

压控式毫米波MEMS移相器的可动薄膜

介绍了采用金、铝硅合金等金属分别用作压控式RF MEMS开关阵列——移相器的可动薄膜,实验表明金的延展性比较好,弹性比铝硅合金稍差,启动电压较高.相比较含硅4%的轻质量铝硅合金具有较低的启动电压( 5 V ) ,用该弹性膜制备的2 1桥压控式开关阵列——毫米波移相器的下拉电压为2 0 V时,相移量可达到3 70°/3 .5 mm以上( 3 5 GHz) ,并能在不同的控制电压下根据要求改变相移量,其传输损耗为5 5～90°/ d B,比金可动膜结构要高