悬臂梁接触式RF MEMS开关的关键工艺研究

采用厚度为2μm的Au制作成共平面波导（CPW）、聚酰亚胺作为牺牲层、PECVD法淀积Si3N4薄膜作为悬臂梁,制作成悬臂梁接触式RF MEMS开关。着重对开关的关键工艺-CPV的Au剥离工艺和悬臂梁制作工艺进行研究,讨论了工艺中存在的问题及其解决方法。通过实验获得较佳的工艺参数,并制作出驱动电压为12-20V的悬臂梁接触式RF MEMS开关。     

串联电容式RF MEMS开关设计与制造研究

介绍了一种串联电容式RF MEMS开关的设计与制造。所设计的串联电容式RF MEMS开关利用薄膜淀积中产生的内应力使MEMS桥膜向上发生翘曲,从而提高所设计的开关的隔离度,克服了串联电容式RF MEMS开关通常只有在1GHz以下才能获得较高隔离度的缺点。其工艺与并联电容式RF MEMS开关完全相同,解决了并联电容式RF MEMS开关不能应用于低频段(<10GHz)的问题。其插入损耗为-0.88dB@3GHz,在6GHz以上,插入损耗为-0.5dB;隔离度为-33.5dB@900MHz、-24dB@3GH和-20dB@5GHz,适合于3~5GHz频段的应用。     

介质层充电对电容式RF MEMS 开关的影响

电容式RF MEMS开关介质层电荷累积被认为是导致开关失效的主要原因.基于电容式RF MEMS开关工作过程中电场强度的变化,分析讨论了累积电荷的来源,并推导出相应的计算公式.对于随机性较大的界面极化问题,根据理论计算公式,提出从工艺上减小极化现象发生的解决方案.在讨论影响介质层电荷注入各种因素及相互之间关系的基础上,建立了基于电荷累积的开关寿命预测模型.     

MEMS器件中多层金属薄膜溅射工艺研究

溅射工艺是制作微机电系统(MEMS)器件金属薄膜的主要方式,金属薄膜作为MEMS器件中的掩模层和功能层,要求薄膜应力小,粘附性、均匀性和可焊性好.通过对常用金属薄膜材料特性、多层金属薄膜溅射工艺和质量评价方法的研究得出了优化工艺的的方法,提高了多层金属薄膜的质量.     

基于CNTs/PDMS介电层的柔性压力传感特性研究

提出一种基于MEMS工艺的柔性压力传感器制备方法.采用MEMS工艺制备柔性压力传感器模板,结合纳米压印技术、射频磁控溅射技术和PDMS软光刻工艺在PDMS柔性基底上制备了具有"V"型阵列微结构的Ag薄膜平行板电极,基于碳纳米管(CNTs)/PDMS聚合物的压电容特性,制备出电容式柔性压力传感器.针对不同尺寸的压力传感器进行对比测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到3.98% kPa-1,具有良好的重复性,在智能穿戴和电子皮肤等方面有着广阔的应用前景.     

氮化硅薄膜力学性能的研究及其在射频MEMS开关中的应用

氮化硅薄膜具有致密的结构、高强度和良好的耐磨性能,可用于MEMS器件中作为结构部件.本文采用PECVD法制备氮化硅薄膜,对氮化硅薄膜的杨氏模量和硬度进行了测试,并分析了沉积温度、反应气体流量比对薄膜杨氏模量和硬度的影响.应用氮化硅薄膜作为悬梁,制作了射频MEMS开关.     

基于共平面波导的可调低通滤波器的设计和制作

介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点.滤波器截止频率的大小取决于MEMS开关的状态.实验结果表明,当MEMS开关受到激励时,低通滤波器的3-dB截止频率从12.5GHz转换至6.1GHz,带内纹波小于0.5dB,带外抑制大于40dB,开关的驱动电压在25V左右.     

基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计

给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。     

一种平板式MEMSRF射频开关的设计

介绍了一种实用的平板电容式MEMSRF射频开关。研究了外加驱动电压与由此所引起的极板间距和极板受力变化之间的非线性关系,提出了一种有效的基于有限元的设计分析方法,在此基础上设计了相应的MEMS加工工艺流程,并给出了具体的MEMS工艺。     

适用于RF MEMS能量耦合传输的高Q值电感

利用MEMS微电镀工艺技术制作了一种新型的适用于RF MEMS能量耦合传输的高Q值电感,采用ANSOFT公司的HFSS优化平面螺旋电感的结构。在具有高电阻率的玻璃衬底上溅射0.5μm的铜层作为下电极;PECVD淀积厚度为1μmSiO2作为中间介质层;在介质层上结合厚胶光刻技术电镀厚为22μm的铜作为电感线圈。这套电感制作工艺流程简单、易于与IC制备工艺集成。本文制备的微机械电感在微型植入系统中具有广阔的应用前景。测量结果表明:当工作频率在1GHz左右时,微电感的电感值达到55nH,Q值最大可达到25。