CN101777461A - 一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关，包括低损耗衬底，在衬底上有金属共面波导(简称：CPW)，CPW信号线中间部分有一层绝缘介质薄膜覆盖，绝缘介质薄膜上又有一层金属薄膜，CPW的两个地线由金属膜桥结构相连，金属膜桥中央有一个弯型金属结构，弯型金属结构两边的下表面有两组金属触点，每组两个。本发明采用金属膜桥中央的弯型金属结构来释放金属膜桥结构的应力，达到金属膜桥低应力的效果，而不改动锚区附近结构，使锚区附近结构对金属膜桥有很好的支撑，从而提高了开关的可靠性；同时采用金属触点结构，来减少金属膜桥与绝缘介质薄膜上的金属薄膜的粘附力，达到提高可靠性的效果。

Description

一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关
技术领域
本发明涉及一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关。
背景技术
现有的射频微机械系统(简称：RF MEMS)电容式开关，(1)主要采用在金属膜桥的锚区附近部分设计弯形结构、折合结构或折叠结构等来达到降低金属膜桥应力和减小执行电压的目的，这些方法的缺陷是：降低了锚区部分对金属膜桥的支撑强度，使得金属膜桥容易塌下，从而降低了RF MEMS电容式开关的可靠性；(2)一些RF MEMS电容式开关则采用在绝缘介质层上覆盖一层金属薄膜的方法增大开关的关态电容，这种方法的缺点为：金属膜桥与金属薄膜接触面积大，粘附力强，容易使RF MEMS电容式开关产生粘附而失效。
技术内容
技术问题：本发明的目的是提供一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关，提高了开关的可靠性。
技术方案：本发明的射频微机械系统电容式开关，包括低损耗衬底，在低损耗衬底上设有并排排列的三根金属共面波导(简称：CPW)，处于中间部分的金属CPW上设有一层绝缘介质薄膜覆盖，绝缘介质薄膜覆盖上设有一层金属薄膜；处于两边部分的金属CPW为地线，通过金属膜桥结构连接起来，金属膜桥中央有一个弯型金属结构，弯型金属结构的下表面即金属薄膜的正上方设有两组金属触点，每组两个触点，地线上与金属膜桥结构接触的部分为锚区。
采用金属膜桥中央的弯型金属结构来释放金属膜桥结构的应力，达到金属膜桥低应力的效果，而不改动锚区部分，使锚区对金属膜桥有很好的支撑，从而提高了开关的可靠性。采用金属触点结构，来减少金属膜桥与金属薄膜的粘附力，达到提高可靠性的效果。
有益效果：1)本发明采用金属膜桥中央的弯型金属结构来释放金属膜桥结构的应力，达到金属膜桥低应力的效果，而不改动锚区附近结构，使锚区附近结构对金属膜桥有很好的支撑，从而提高了开关的可靠性；
2)同时采用金属触点结构，来减少金属膜桥与绝缘介质薄膜上金属薄膜的粘附力，达到提高可靠性的效果。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明的主视图。
具体实施方案
基本结构：包括低损耗衬底1，在低损耗衬底上设有并排排列的三根金属CPW 2，处于中间部分的金属CPW 2上设有一层绝缘介质薄膜覆盖3，绝缘介质薄膜覆盖3上设有一层金属薄膜4；处于两边部分的金属CPW 2为地线，通过金属膜桥结构5连接起来，金属膜桥中央有一个弯型金属结构6，弯型金属结构6的下表面即金属薄膜4的正上方设有两组金属触点7，每组两个触点，地线上与金属膜桥结构5接触的部分为锚区8。
制作方法：首先在低损耗衬底1上溅射金属并刻蚀形成CPW 2。然后PECVD生长一层绝缘介质薄膜3并刻蚀只留下CPW信号线中间部分，再在绝缘介质薄膜上溅射一层金属薄膜4并刻蚀只留下绝缘介质上的部分。涂覆一层牺牲层，在牺牲层上刻出锚区8和金属触点7。再溅射一层金属并刻蚀出膜桥5和弯形金属结构6的形状，然后电镀增厚。最后采用湿法腐蚀的方法去除牺牲层，即释放膜桥结构。
工作原理：开关的制作工艺往往导致双端固支的金属膜桥结构含有应力，其中压应力使金属膜桥产生屈曲，张应力使金属膜桥紧绷。通过金属膜桥中央的弯型金属结构的形变，可以释放金属膜桥结构的应力，达到降低金属膜桥应力的效果。而不改动锚区附近结构，使锚区附近结构对金属膜桥有很好的支撑，从而提高了开关的可靠性。通过金属触点结构，来减少金属膜桥与绝缘介质薄膜上金属薄膜的接触面积，达到减小金属膜桥与金属薄膜之间粘附力的效果。
工作过程：开关制作完成后，双端固支金属膜桥结构中的应力将导致弯形结构产生形变，通过形变的方式金属膜桥结构中的应力得到了释放。开关“关”态时金属膜桥下表面的金属触点与绝缘介质薄膜上金属薄膜发生接触，由于接触面积小，金属膜桥与金属薄膜间的粘附力小，金属膜桥与金属薄膜不会发生粘连。
使用方法：  在开关的设计过程中，引入弯形结构和触点，则制作完成的开关的膜桥中的应力得到释放，金属膜桥与金属薄膜接触不会发生粘连。
制备工艺：
a：在低损耗衬底上溅射金属并刻蚀形成CPW共面波导；
b：PECVD生长一层绝缘介质薄膜并刻蚀；
c：在绝缘介质薄膜上溅射一层金属薄膜并刻蚀；
d：涂覆一层牺牲层，在牺牲层上刻出锚区和触点；
e：溅射一层金属并刻蚀出膜桥和弯形金属结构的形状，并电镀增厚；
f：湿法腐蚀的方法去除牺牲层。

Claims (1)

1.一种低应力高可靠的射频微机械系统电容式开关，其特征在于该开关包括低损耗衬底(1)，在低损耗衬底上设有并排排列的三根金属共面波导(简称：CPW)(2)，处于中间部分的金属CPW(2)上设有一层绝缘介质薄膜覆盖(3)，绝缘介质薄膜覆盖(3)上设有一层金属薄膜(4)；处于两边部分的金属CPW(2)为地线，通过金属膜桥结构(5)连接起来，金属膜桥中央有一个弯型金属结构(6)，弯型金属结构(6)的下表面即金属薄膜(4)的正上方设有两组金属触点(7)，每组两个触点，地线上与金属膜桥结构(5)接触的部分为锚区(8)。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103137385A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 富士通株式会社 电子器件及其制造方法
CN103547335A (zh) * 2013-03-20 2014-01-29 华为终端有限公司 电容式开关、信号收发装置及制造方法
CN103959418A (zh) * 2011-11-30 2014-07-30 通用电气公司 微机电开关及其相关方法
CN112768261A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 射频mems开关器件及其制作方法
CN114497929A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 京东方科技集团股份有限公司 一种移相器
WO2024000294A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 京东方科技集团股份有限公司 Mems开关器件及电子设备

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103137385A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 富士通株式会社 电子器件及其制造方法
US9272898B2 (en) 2011-11-29 2016-03-01 Fujitsu Limited Electric device and method of manufacturing the same
CN103959418A (zh) * 2011-11-30 2014-07-30 通用电气公司 微机电开关及其相关方法
CN103959418B (zh) * 2011-11-30 2016-10-19 通用电气公司 微机电开关及其相关方法
CN103547335A (zh) * 2013-03-20 2014-01-29 华为终端有限公司 电容式开关、信号收发装置及制造方法
EP2814174A4 (en) * 2013-03-20 2016-01-27 Huawei Device Co Ltd CAPACITIVE SWITCH, SIGNAL RECEIVING AND SENDING DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING
CN103547335B (zh) * 2013-03-20 2016-05-25 华为终端有限公司 电容式开关、信号收发装置及制造方法
CN114497929A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 京东方科技集团股份有限公司 一种移相器
US11631928B2 (en) 2020-10-23 2023-04-18 Boe Technology Group Co., Ltd. Phase shifter and manufacturing method thereof
CN114497929B (zh) * 2020-10-23 2023-12-15 京东方科技集团股份有限公司 一种移相器
CN112768261A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 射频mems开关器件及其制作方法
WO2024000294A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 京东方科技集团股份有限公司 Mems开关器件及电子设备

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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