專利名稱：硅、金屬、介質膜橋射頻微機電系統開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子電路技術和微機電系統(簡稱MEMS)技術領域，尤其是采用MEMS技術設計制作的射頻(RF)開關。
采用微機電系統(簡稱MEMS)技術設計制作的射頻(RF)開關具有插入損耗低、電功率消耗小等獨特的優(yōu)點。RF開關是無線通訊等電子電路系統的最基本元件之一，在雷達探測、無線通訊等方面的應用十分廣泛；以微型化、高功能密度為發(fā)展方向的新一代信息技術呼喚新一代高性能元器件。與傳統的FET或PIN二極管構成的開關相比，RF MEMS開關具有插入損耗低、電功率消耗和傳輸信號失真小等優(yōu)點。但關鍵的技術指標有待進一步開發(fā)、提高。與本發(fā)明最接近的同類技術有如下兩種一種是如附圖1所示的懸臂梁式RF開關，其采用一端固定另一端自由的懸臂(彈性)梁結構。這種開關通常有一個金屬臂，通過控制金屬臂的運動，完成金屬-金屬觸點間的導通或斷開操作。
另一種是如附圖2所示的金屬膜橋式RF開關，這種結構的開關采用兩端支撐的橋式結構，當在上電極和下電極之間加上直流電壓時，由于在電極之間的靜電吸引力，作為橋的金屬薄膜朝下彎曲，當電壓達到一定程度，膜彎曲到達下電極，這樣形成通路，為了在隔離直流的同時實現交流信號的導通，在下電極的上面加了一層介質膜。這種開關將介質層制備在傳輸線上，從而引起一定的信號傳輸損耗；此外，以金屬為橋膜，其機械特性和開關的可靠性不太理想；橋膜支架要用電鍍等特殊工藝制作，難于實現RF MEMS開關的制備工藝與IC工藝的兼容，實現大批量生產困難。總體說來，RF MEMS開關是還沒有成熟的技術。
本發(fā)明的目的是在現有RF MEMS開關的技術路線的基礎上，引入新型橋膜結構，開發(fā)低成本、高性能，可大批量生產的RF MEMS開關。
本發(fā)明的RF MEMS開關，由活動橋、信號電極、地電極和低損耗襯底組成，其特點是活動橋由支架和硅梁、介質膜、金屬膜(同時也是上電極)組成，介質膜制備在活動橋上，而不是制備在信號電極上。
采用本發(fā)明的技術方案，將介質層制備在橋膜上，消除了介質層制備在傳輸線上引起的信號傳輸損耗，進一步減小RF MEMS開關的插入損耗。以硅為橋膜，充分利用硅遠比金屬優(yōu)越的機械特性，從而提高RF MEMS開關的開關性能、使用壽命和可靠性，同時便于實現RF MEMS開關的制備工藝與IC工藝的兼容，有望實現大批量生產，降低成本。


圖1為現有懸臂梁式RF開關的結構示意圖；圖2為現有金屬膜橋式RF開關結構示意圖；圖3為本發(fā)明的硅、金屬、介質膜橋RF MEMS開關結構示意圖。
圖中，11-懸臂梁(同時也是上電極)，2-地電極，3-襯底，14-信號電極，16-控制電極，21-支架與金屬膜橋(同時也是上電極)，310-支架與硅梁，311-金屬膜(同時也是上電極)，24-信號電極(同時也是控制電極，或稱下電極)。
實施例如附圖3所示，本發(fā)明的RF MEMS開關由支架和硅梁(310)、介質膜(5)、金屬膜(同時也是上電極)(311)組成的硅、金屬、介質膜活動橋、信號電極(同時也是控制電極，或稱下電極)(24)、地電極(2)和低損耗襯底(3)組成，介質層制備在活動橋上，而不是制備在信號電極(同時也是控制電極，或稱下電極)(24)上。
權利要求
1．一種硅、金屬、介質膜橋RF MEMS開關，由活動橋、信號電極、地電極和低損耗襯底組成，其特征是活動橋由支架和硅梁、介質膜、金屬膜(同時也是上電極)組成，介質膜制備在活動橋上，而不是制備在信號電極上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅、金屬、介質膜橋RF MEMS開關,其活動橋由支架和硅梁、介質膜、金屬膜(同時也是上電極)組成,介質膜制備在活動橋上,而不是制備在信號電極上。采用本發(fā)明的技術方案,消除了介質層制備在傳輸線上引起的信號傳輸損耗,減小RF MEMS開關的插入損耗;以硅為橋膜,提高RF MEMS開關的開關性能、使用壽命和可靠性,也便于實現RFMEMS開關的制備工藝與IC工藝的兼容。
文檔編號H01H13/702GK1314689SQ0110211
公開日2001年9月26日 申請日期2001年1月21日 優(yōu)先權日2001年1月21日
發(fā)明者金玉豐, 張錦文, 郝一龍, 張大成, 王陽元 申請人:北京大學