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聯系我們新型集成方式RF MEMS歐瑪爾OMAL開關
微波射頻歐瑪爾OMAL開關陣列是無線通信的重要元件。與傳統(tǒng)的PIN二極管和CMOS固態(tài)歐瑪爾OMAL開關相比，射頻微機電(RF MEMS)歐瑪爾OMAL開關具有尺寸小、隔離度高、插入損耗低、功耗低等特點。但是，RF MEMS歐瑪爾OMAL開關由于可靠性、信號功率處理能力有限及封裝整合等問題仍未實現商品化。提出了一種新型的3D RF MEMS歐瑪爾OMAL開關，這種歐瑪爾OMAL開關將MEMS驅動器和波導結構分別獨立加工，然后對準鍵合在一起。
新型集成方式RF MEMS歐瑪爾OMAL開關 基于鍵合微平臺技術，設計了一種電容式并聯歐瑪爾OMAL開關。歐瑪爾OMAL開關包含下拉和上拉兩個驅動電極，射頻襯底采用高阻硅材料，歐瑪爾OMAL開關結構采用低阻單晶硅。論文分析了高阻硅和金屬線間插入的SiO_2層對射頻電路性能的影響。理論分析表明，在高(?)硅和SiO_2層之間插入一層很薄的低摻雜多晶硅層，有助于減輕SiO_2／Si分界面處表面電荷的累積，既可以實現很好的直流隔離，又不會惡化射頻損耗特性。歐瑪爾OMAL開關結構設計中，采用低彈簧常數的彎曲折疊梁以降低驅動電壓，利用能量法推導了彎曲折疊梁的彈簧常數表達式，具有較高的精度。然后，進行吸合電壓、品質因子、自驅動和功率處理能力等靜態(tài)和動態(tài)分析，評估歐瑪爾OMAL開關的性能參數。通過有效控制歐瑪爾OMAL開關結構與上拉、下拉電極的間隙，既能降低驅動電壓(＜10V)又保證理想的上下電容比(＞100)，還能夠提高射頻功率處理能力。另外，通過在歐瑪爾OMAL開關結構上靈活地改變影響射頻性能的電容板面積和感性金屬線，從而將歐瑪爾OMAL開關調諧在zui大隔離度的頻率。 與表面加工技術相比，這種基于鍵合的微平臺設計新思路，更有利于降低薄膜中的殘余應力，能夠靈活地控制MEMS標準部件和射頻部件，便于大規(guī)模歐瑪爾OMAL開關網絡相控陣列、天線陣列中應用。而且能夠充分發(fā)揮MEMS研發(fā)機構、IC企業(yè)和晶圓代工廠各自的優(yōu)勢，為MEMS集成和商品化提供很有價值的參考。
