CN102163516A - 一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关 - Google Patents

一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关 Download PDF

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一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关，在低损耗衬底上制作有作为射频传输线的共面波导，其中心电极的中间部分覆盖有一层绝缘介质薄膜，其上横跨有开关膜桥，膜桥两端为制作在共面波导地电极上的可动偏置电极，其外侧有固定偏置电极，膜桥和可动偏置电极均采用软质电镀金制作。采用软质金膜桥，膜桥自然下垂而与共面波导中心电极上的绝缘介质薄膜接触，实现开关的关态，而通过在可动偏置电极和固定偏置电极间施加侧向偏置电压，使软质金可动偏置电极向外侧偏移，张紧膜桥，使膜桥中间下垂部分脱离绝缘介质薄膜并向上偏移一定高度而实现开关的开态，避免了为实现并维持开关的关态而施加的纵向偏置电压所产生的电荷注入效应，提高了开关的可靠性。

Description

一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关
技术领域
本发明涉及一种新的电容式射频微机电系统开关。
背景技术
电容式射频微机电系统开关的电荷注入效应被认为是导致开关失效的主要原因。现有减小电荷注入效应的方法主要有：（1）选择低陷阱密度的绝缘介质材料如PECVD氧化硅，其缺点是材料的介电常数相应变小，从而减小了开关的电容比；（2）采用双极性偏置电压并使极性变化周期小于介质层电荷注入时间，减小电荷的注入量，缺点是较高的电压波形变化频率会在应用系统中产生大量的低频噪声。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种可以消除电荷注入效应的无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关。
技术方案：本发明的一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关，在低损耗衬底上制作有作为射频传输线的共面波导，共面波导的中心电极的中间部分覆盖有一层绝缘介质薄膜，共面波导上横跨有开关膜桥，膜桥的两端位于可动偏置电极上，可动偏置电极位于共面波导的地电极上，在可动偏置电极外侧有固定偏置电极。
膜桥和可动偏置电极均采用软质电镀金制作，采用软质电镀金制作膜桥，膜桥自然下垂，与共面波导中心电极上的绝缘介质薄膜接触，实现开关的关态。
通过在可动偏置电极和固定偏置电极间施加侧向偏置电压，使采用软质电镀金制作的可动偏置电极向外侧偏移，张紧膜桥，使膜桥中间下垂部分脱离绝缘介质薄膜并向上偏移一定高度而实现开关的开态。
有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果为：开关膜桥采用软质电镀金制作，膜桥自然下垂，与共面波导中心电极上的绝缘介质薄膜接触，实现开关的关态，而通过在可动偏置电极和固定偏置电极间施加侧向偏置电压，使采用软质电镀金制作的可动偏置电极向外侧偏移，张紧膜桥，使膜桥中间下垂部分脱离绝缘介质薄膜并向上偏移一定高度而实现开关的开态，避免了常规开关结构中为实现并维持开关的关态而施加的纵向偏置电压所产生电荷注入效应，提高了开关的可靠性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，对最佳实施例进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：如图1、图2所示，本发明的电容式射频微机电系统开关的制作过程，包括以下步骤：
（1）在低损耗衬底上溅射金并刻蚀形成共面波导；
（2）淀积一层绝缘介质薄膜并刻蚀只保留覆盖共面波导中心电极与膜桥重叠区域的部分；
（3）涂覆牺牲层，在牺牲层上刻蚀出可动偏置电极窗口；
（4）溅射金并刻蚀以形成膜桥和可动偏置电极图形，然后进行软质金电镀增厚，形成膜桥和可动偏置电极结构；
（5）再次涂覆牺牲层，覆盖膜桥和可动偏置电极，在牺牲层上刻蚀出固定偏置电极窗口；
（6）溅射金并刻蚀以形成固定偏置电极图形，然后进行常规金电镀增厚，形成固定偏置电极结构；
（7）湿法腐蚀移除牺牲层，即释放膜桥。
熟知本领域的人士将理解，虽然这里为了便于解释已描述了具体实施例，但是可在不背离本发明精神和范围的情况下做出各种改变。因此，除了所附权利要求之外，不能用于限制本发明。

Claims (3)

1.一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关，其特征在于：在低损耗衬底（1）上制作有作为射频传输线的共面波导（2），共面波导（2）的中心电极（21）的中间部分覆盖有一层绝缘介质薄膜（3），共面波导（2）上横跨有开关膜桥（4），开关膜桥（4）的两端位于可动偏置电极（5）上，可动偏置电极（5）位于共面波导（2）的地电极（22）上，在可动偏置电极（5）外侧有固定偏置电极（6）。
2.根据权利要求1所述的一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关，其特征在于膜桥（4）和可动偏置电极（5）均采用软质电镀金制作，采用软质电镀金制作膜桥，膜桥自然下垂，与共面波导中心电极上的绝缘介质薄膜接触，实现开关的关态。
3.根据权利要求1所述的一种无电荷注入效应高可靠性电容式射频微机电系统开关，其特征在于通过在可动偏置电极和固定偏置电极间施加侧向偏置电压，使采用软质电镀金制作的可动偏置电极向外侧偏移，张紧膜桥，使膜桥中间下垂部分脱离绝缘介质薄膜并向上偏移一定高度而实现开关的开态。
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