CN103177904B - 一种射频mems开关及其形成方法 - Google Patents

一种射频mems开关及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103177904B
CN103177904B CN201310066388.0A CN201310066388A CN103177904B CN 103177904 B CN103177904 B CN 103177904B CN 201310066388 A CN201310066388 A CN 201310066388A CN 103177904 B CN103177904 B CN 103177904B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
metal
contact point
switch contact
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310066388.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103177904A (zh
Inventor
刘泽文
赵晨旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201310066388.0A priority Critical patent/CN103177904B/zh
Publication of CN103177904A publication Critical patent/CN103177904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103177904B publication Critical patent/CN103177904B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

本发明提出一种射频MEMS开关及其形成方法,该开关包括:衬底;形成在衬底上的隔离层;形成在隔离层之上的驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,锚区与金属悬梁臂的固定端相连;以及形成在微波信号共面波导传输线之上的金属悬梁臂,其中,开关接触点由铜薄膜和形成在铜薄膜上的石墨烯薄膜组成,当驱动电极未施加驱动电压时,金属悬梁臂与开关接触点断开,使开关为关闭状态,当驱动电极施加驱动电压时,金属悬梁臂与驱动电极之间产生静电力,使金属悬梁臂弯曲后与开关接触点接触,使开关为开启状态。本发明具有热失效降低,开关功率容量高的优点。

Description

一种射频MEMS开关及其形成方法
技术领域
本发明属于射频微电子机械系统(MEMS)领域,具体涉及一种射频MEMS开关及其形成方法。
背景技术
射频MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,射频微电子机械系统)开关,是利用MEMS技术制作的一种射频开关,它通过微机械结构的运动,来控制射频信号的导通与断开。射频MEMS开关是微波、射频收发系统的核心器件之一,在卫星通讯、雷达、导弹控制等领域有着广泛的应用。与传统的PIN及FET微波开关器件相比,MEMS开关不但具有MEMS开关具有高隔离度、低损耗、低插损、高线性度等极其优异的微波性能,同时具有批量制作、尺寸小、易于与先进的微波、射频电路相集成的特点,是实现小型化、低成本、高性能的微波收发前端系统的关键技术。但传统射频MEMS开关其功率容量相对较低的问题是限制其应用的主要瓶颈。
传统的串联接触式MEMS开关通常由金属悬臂梁、下拉电极和带有金属接触点的信号线三部分组成。其工作原理为:当下拉电极未加驱动电压时,金属悬臂梁与信号线接触点断开,使射频信号隔离;当驱动电压施加在下拉电极时,金属悬臂梁与下电极之间产生静电力,金属悬臂梁在静电力的作用下发生下塌,实现金属悬臂梁与共面波导(CPW)信号线接触点之间的电接触,从而实现射频信号的导通;当下拉电极与地之间的驱动电压撤销时,金属悬臂梁由于弹性力的作用回复到初始的隔离状态。
对于接触式射频MEMS开关,其功率容量是指使射频MEMS开关不发生失效的输入功率极限。对于传统的利用金属-金属之间的直接接触来控制射频信号的导通与断开的接触式射频MEMS开关,其导通状态时的由于过高输入功率导致的微熔焊或者开关烧毁的热失效问题是制约其功率容量的主要因素,而金属-金属之间较大的接触电阻是产生局部高温导致微熔焊甚至烧毁问题的主要来源。因此,解决接触点热失效问题是提高接触式射频MEMS开关功率容量的关键。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此,本发明的目的在于提出一种具有工艺简单、开关功率容量优点的射频MEMS开关及其形成方法。
根据本发明实施例的射频MEMS开关,包括:衬底;形成在所述衬底之上的隔离层;形成在所述隔离层之上的驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,所述开关接触点的位置与所述金属悬梁臂的自由端相对应,所述锚区与所述金属悬梁臂的固定端相连;以及形成在所述微波信号共面波导传输线之上的金属悬梁臂,其中,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,当所述驱动电极未施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述开关接触点断开,使所述射频MEMS开关为关闭状态,当所述驱动电极施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述驱动电极之间产生静电力,使所述金属悬梁臂弯曲后与所述开关接触点接触,使所述射频MEMS开关为开启状态。
优选地,所述开关接触点的铜薄膜通过溅射及剥离工艺形成的,并且所述石墨烯薄膜是以所述铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成的。
优选地,所述铜薄膜的厚度为0.5-1微米。
优选地,所述金属悬梁臂的材料为金。
优选地,还包括形成在所述隔离层之上的隔离电阻,所述隔离电阻为非晶硅材料制成。
优选地,所述隔离电阻为硼掺杂的非晶硅。
根据本发明实施例的射频MEMS开关的形成方法,包括:提供衬底;在所述衬底之上形成隔离层;在所述隔离层之上形成驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,所述开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,所述锚区与所述金属悬梁臂的固定端相连;以及在所述微波信号共面波导传输线之上形成金属悬梁臂,其中,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点,所述开关接触点的位置与所述金属悬梁臂的自由端相对应,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,当所述驱动电极未施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述开关接触点断开,使所述射频MEMS开关为关闭状态,当所述驱动电极施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述驱动电极之间产生静电力,使所述金属悬梁臂弯曲后与所述开关接触点接触,使所述射频MEMS开关为开启状态。
优选地,所述形成开关接触点的过程中,通过溅射及剥离工艺形成所述铜薄膜,并且以所述铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成所述石墨烯薄膜。
优选地,所述铜薄膜的厚度为0.5-1微米。
优选地,所述金属悬梁臂的材料为金。
优选地,还包括:在所述隔离层之上形成非晶硅材料的隔离电阻。
优选地,还包括:对所述隔离电阻进行硼掺杂。
本发明的射频MEMS开关及其形成方法,至少具有如下优点:
(1)开关接触点利用了图形化铜薄膜直接通过石墨烯CVD外延生长法直接在其表面制备石墨烯,避免了使用石墨烯转移等复杂技术,使此发明的开关的工艺简单化,解决了石墨烯接触点与开关工艺的共集成;
(2)利用石墨烯极其优异的极高的电导率和热导率,基于石墨烯的开关接触点极大改善RFMEMS接触式开关接触点的电接触,进而改善了开关热失效的问题,可以使RFMEMS开关功率容量显著提高;
(3)为了避免射频信号通过驱动电极耦合到地,此开关结构通过内置隔离电阻的方式对射频信号与驱动电极旁路进行隔离。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例的射频MEMS串联接触式开关的结构示意图。
图2为图1所示的射频MEMS串联接触式开关在abcd平面的截面图。
图中标示解释如下:
1-金属悬臂梁;2-驱动电极;3-开关接触点;31-开关接触点的石墨烯薄膜;32-开关接触点的铜薄膜;4-锚点;5微波信号共面波导传输线;6-第一引线;7-第二引线;8-Pad电极;9-隔离电阻;10-衬底、11-绝缘介质、12-隔离层;13-金属桥。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
根据本发明实施例的一种射频MEMS开关,其特征在于,包括:衬底;形成在衬底之上的隔离层;形成在隔离层之上的驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,锚区与金属悬梁臂的固定端相连;以及形成在微波信号共面波导传输线之上的金属悬梁臂,其中,开关接触点由铜薄膜和形成在铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,当驱动电极未施加驱动电压时,金属悬梁臂与开关接触点断开,使射频MEMS开关为关闭状态,当驱动电极施加驱动电压时,金属悬梁臂与驱动电极之间产生静电力,使金属悬梁臂弯曲后与开关接触点接触,使射频MEMS开关为开启状态。需要说明的是,除上述结构之外,还包括引线、PAD电极等附加结构,这些附加结构可根据实际情况灵活设置。该实施例的射频MEMS开关中,利用了石墨烯高电导率和高热导率的优点,使得具有石墨烯薄膜的开关接触点的接触电阻很小,开关热失效的问题得到改善,可以使射频MEMS开关功率容量显著提高。
优选地,开关接触点的铜薄膜通过溅射及剥离工艺形成的,并且石墨烯薄膜是以铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成的。开关接触点利用了图形化铜薄膜直接通过石墨烯CVD外延生长法直接在其表面制备石墨烯,避免了使用石墨烯转移等复杂技术,使此发明的开关的工艺简单化,解决了石墨烯接触点与开关工艺的共集成。
优选地,铜薄膜的厚度为0.5-1微米。研究表明,该厚度范围组合的铜薄膜和石墨烯薄膜形成的双层结构的开关接触点具有较好性能。
优选地,金属悬梁臂的材料为金。金具有高的导电率,能够确保高频下较小的微波损耗及较快的开关速度。
优选地,还包括形成在隔离层之上的隔离电阻,隔离电阻为非晶硅材料制成。为了避免射频信号通过驱动电极耦合到地,此开关结构通过内置隔离电阻的方式对射频信号与驱动电极旁路进行隔离。
优选地,隔离电阻为硼掺杂的非晶硅。一般通过PECVD工艺沉积非晶硅,并通入乙硼烷进行N型掺杂,可以方便地调节隔离电阻的阻值。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,发明人结合图1和图2详细介绍射频MEMS开关如下。
如图1所示,本发明的开关使用覆有二氧化硅隔离层12的高阻硅作为衬底10;微波信号共面波导传输线5由两侧地线51及中心信号线52组成,其通过电镀工艺制备于隔离层12表面;共面波导地线51的一侧分为两段,并通过上层金属桥13连接;纯金属悬臂梁1通过锚点4固定在传输线5的中心信号线52上;开关接触点3位于微波信号共面波导信号线52上,并正对着悬臂梁1的自由端;位于悬臂梁1正下方的驱动电极2通过铝引线6与内置的隔离电阻9一端连接;隔离电阻9另一端同Pad电极8通过引线7互连;氮化硅作为绝缘介质11覆盖于驱动电极2及引线6和7表面。如图2,本发明的关键在于,开关接触点3由石墨烯薄膜31及铜薄膜32上下两层薄膜构成。石墨烯薄膜31直接以铜薄膜32为催化材料制备于铜薄膜32表面,避免了使用复杂的转移技术,简化了此开关的制造工艺。微波信号共面波导传输线5、锚点4及悬臂梁1均采用金作为材料,并且悬臂梁1的厚度为2μm~6μm以减少导体损耗。悬臂梁1的面积、形状以及锚点4的高度决定着开关的驱动电压、开关响应时间、隔离度等性能参数,因此,可以根据实际使用性能指标进行单独设计。的内置隔离电阻9采用了非晶硅材料,其电阻率可以通过制备过程中通入B2H6来调节。驱动电极2、Pad电极及互连引线6和引线7均采用铝作为材料。氮化硅绝缘介质11沉积于驱动电极、引线67和隔离电阻9表面,作为驱动电极2与悬臂梁1的隔离层,同时作为隔离电阻9的钝化层。
本发明的具体工作原理为:当驱动电极2未施加驱动电压时,金属悬臂梁1与传输线5上的接触点3断开,使射频信号隔离,此时开关处于“关”态;当驱动电压施加在驱动电极2时,金属悬臂梁1与驱动电极2之间产生的静电力使金属悬臂梁1发生弯曲,其自由端与开关接触点3接触,实现了金和石墨烯的电连接,从而实现射频信号的导通,此时开关处于“开”态;当下拉电极2的驱动电压撤销时,金属悬臂梁1由于弹性力的作用回复到初始位置,金属悬臂梁1自由端与开关接触点3断开,使射频信号隔离,此时开关返回“关”态。由此,开关实现了信号的通断。本发明在开关导通情况下,即在金悬臂梁1下榻与开关接触点3接触时,实现了金与石墨烯的电接触,从而改善了开关接触点处热失效的问题。
根据本发明实施例的射频MEMS开关的形成方法,包括:提供衬底;在衬底之上形成隔离层;在隔离层之上形成驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,锚区与金属悬梁臂的固定端相连;以及在微波信号共面波导传输线之上形成金属悬梁臂,其中,开关接触点由铜薄膜和形成在铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,其中,微波信号共面波导传输线具有开关接触点,开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,开关接触点由铜薄膜和形成在铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,当驱动电极未施加驱动电压时,金属悬梁臂与开关接触点断开,使射频MEMS开关为关闭状态,当驱动电极施加驱动电压时,金属悬梁臂与驱动电极之间产生静电力,使金属悬梁臂弯曲后与开关接触点接触,使射频MEMS开关为开启状态。需要说明的是,除上述结构之外,还包括在合适的时候形成引线、PAD电极等附加结构,这些附加结构的形成工艺可根据实际情况灵活设置。该实施例的射频MEMS开关的形成方法中,利用了石墨烯高电导率和高热导率的优点,使得最终得到的具有石墨烯薄膜的开关接触点的接触电阻很小,开关热失效的问题得到改善,可以使射频MEMS开关功率容量显著提高。
优选地,形成开关接触点的过程中,通过溅射及剥离工艺形成铜薄膜,并且以铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成石墨烯薄膜。开关接触点利用了图形化铜薄膜直接通过石墨烯CVD外延生长法直接在其表面制备石墨烯,避免了使用石墨烯转移等复杂技术,使此发明的开关的工艺简单化,解决了石墨烯接触点与开关工艺的共集成。
优选地,铜薄膜的厚度为0.5-1微米。研究表明,该厚度范围组合的铜薄膜和石墨烯薄膜形成的双层结构的开关接触点具有较好性能。
优选地,金属悬梁臂的材料为金。金具有高的导电率,能够确保高频下较小的微波损耗及较快的开关速度。
优选地,还包括:在隔离层之上形成非晶硅材料的隔离电阻。为了避免射频信号通过驱动电极耦合到地,此开关结构通过内置隔离电阻的方式对射频信号与驱动电极旁路进行隔离。
优选地,还包括:对隔离电阻进行硼掺杂。一般通过PECVD工艺沉积非晶硅,并通入乙硼烷进行N型掺杂,可以方便地调节隔离电阻的阻值。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,发明人提出的基于石墨烯的串联接触式射频MEMS开关的一种具体制作工艺流程如下,其得到的射频MEMS开关如图1所示。
S1.衬底准备:提供高阻硅衬底10,通过热氧化工艺在高阻硅衬底10表面形成的二氧化硅作为隔离层12。
S2.共面波导传输线的制备:利用溅射工艺在衬底10的隔离层12表面制备厚度分别为的Ti/Au薄膜作为粘附层和电镀种子层,利用光刻制备电镀模具,并电镀2μm~6μm厚的金作为共面波导传输线5,之后湿法刻蚀种子层及粘附层。
3.开关接触点的铜薄膜的制备:光刻、溅射及剥离工艺在共面波导传输线5上形成厚图形化的铜薄膜32。
S4.开关接触点的石墨烯层的制备:采用石墨烯化学气相沉积CVD外延生长法,以乙醇为碳源作为气体,氢气/氩气作为载气,利用图形化的铜薄膜层32作为催化剂,直接在铜薄膜层32上制备图形化石墨烯31。此为本发明开关制造的关键工艺,在于此工艺避免了使用石墨烯转移等复杂技术,使此发明的开关的工艺简单化,解决了石墨烯接触点与开关工艺的共集成。
S5.隔离电阻的制备:利用PECVD工艺淀积非晶硅作为隔离电阻9,然后光刻作为隔离电阻。非晶硅作为隔离电阻的优点是工艺简单,只需要在PECVD的过程中通入B2H6即可调节电阻,而不需要进行离子注入,适用于对电阻的阻值精度要求不高的场合。
S6.驱动电极、Pad电极及引线的制备:利用光刻、溅射铝及剥离工艺同时完成驱动电极2、Pad电极8以及第一引线6和第二引线7的制备。通过铝引线6和7实现驱动电极2、隔离电阻9及Pad电极的互联;
S7.绝缘介质的制备:利用PECVD淀积氮化硅,既作为驱动电极2与悬臂梁1的隔离层,同时也作为隔离电阻9的钝化层。之后利用RIE工艺刻蚀Pad区的氮化硅,形成Pad的接触孔;
S8.牺牲层的制备:悬涂光刻胶作为牺牲层。牺牲层的厚度为金悬臂梁1与共面波导传输线5的间距,可以根据开关所需性能指标相应设计。
S9.金属悬臂梁、锚点及金属桥的制备:利用光刻、刻蚀工艺对牺牲层刻蚀以获得锚点4通孔;溅射金种子层,并光刻形成金属悬臂梁1及金属桥13的电镀模具;电镀2μm~6μm厚的金并刻蚀掉种子层形成金属悬臂梁1及金属桥13结构。采用金电镀工艺以使金属悬臂梁1结构具有较小的残余应力。
S10.牺牲层释放,完成开关制备:为了避免阳等离子体干法刻蚀对石墨烯层的破坏,采用湿法的方式释放牺牲层,之后采用临界点干燥法处理器件,避免湿法释放造成的悬臂梁1与接触点3的粘附问题。
综上所述,本发明的射频MEMS开关及其形成方法,至少具有如下优点:
(1)开关接触点利用了图形化铜薄膜直接通过石墨烯CVD外延生长法直接在其表面制备石墨烯,避免了使用石墨烯转移等复杂技术,使此发明的开关的工艺简单化,解决了石墨烯接触点与开关工艺的共集成;
(2)利用石墨烯极其优异的极高的电导率和热导率,基于石墨烯的开关接触点极大改善RFMEMS接触式开关接触点的电接触,进而改善了开关热失效的问题,可以使RFMEMS开关功率容量显著提高;
(3)为了避免射频信号通过驱动电极耦合到地,此开关结构通过内置隔离电阻的方式对射频信号与驱动电极旁路进行隔离。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种射频MEMS开关,其特征在于,包括:
衬底;
形成在所述衬底之上的隔离层;
形成在所述隔离层之上的驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,所述开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,所述锚区与所述金属悬梁臂的固定端相连;
形成在所述微波信号共面波导传输线之上的金属悬梁臂;以及
形成在所述隔离层之上的隔离电阻,所述隔离电阻为非晶硅材料制成,所述隔离电阻为硼掺杂的非晶硅,
其中,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,所述石墨烯薄膜由CVD外延生长形成;
当所述驱动电极未施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述开关接触点断开,使所述射频MEMS开关为关闭状态,当所述驱动电极施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述驱动电极之间产生静电力,使所述金属悬梁臂弯曲后与所述开关接触点接触,使所述射频MEMS开关为开启状态。
2.如权利要求1所述的射频MEMS开关,其特征在于,所述开关接触点的铜薄膜通过溅射及剥离工艺形成的,并且所述石墨烯薄膜是以所述铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成的。
3.如权利要求1所述的射频MEMS开关,其特征在于,所述铜薄膜的厚度为0.5-1微米。
4.如权利要求1所述的射频MEMS开关,其特征在于,所述金属悬梁臂的材料为金。
5.一种射频MEMS开关的形成方法,其特征在于,包括:
提供衬底;
在所述衬底之上形成隔离层;
在所述隔离层之上形成驱动电极和微波信号共面波导传输线,其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点和锚区,所述开关接触点的位置与金属悬梁臂的自由端相对应,所述锚区与所述金属悬梁臂的固定端相连;
在所述微波信号共面波导传输线之上形成金属悬梁臂;以及
在所述隔离层之上形成非晶硅材料的隔离电阻,并对所述隔离电阻进行硼掺杂,
其中,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,
其中,所述微波信号共面波导传输线具有开关接触点,所述开关接触点的位置与所述金属悬梁臂的自由端相对应,所述开关接触点由铜薄膜和形成在所述铜薄膜之上的石墨烯薄膜组成,所述石墨烯薄膜由CVD外延生长形成;
当所述驱动电极未施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述开关接触点断开,使所述射频MEMS开关为关闭状态,当所述驱动电极施加驱动电压时,所述金属悬梁臂与所述驱动电极之间产生静电力,使所述金属悬梁臂弯曲后与所述开关接触点接触,使所述射频MEMS开关为开启状态。
6.如权利要求5所述的射频MEMS开关的形成方法,其特征在于,所述形成开关接触点的过程中,通过溅射及剥离工艺形成所述铜薄膜,并且以所述铜薄膜为催化材料通过CVD外延生长形成所述石墨烯薄膜。
7.如权利要求5所述的射频MEMS开关的形成方法,其特征在于,所述铜薄膜的厚度为0.5-1微米。
8.如权利要求5所述的射频MEMS开关的形成方法,其特征在于,所述金属悬梁臂的材料为金。
CN201310066388.0A 2013-03-01 2013-03-01 一种射频mems开关及其形成方法 Active CN103177904B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310066388.0A CN103177904B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 一种射频mems开关及其形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310066388.0A CN103177904B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 一种射频mems开关及其形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103177904A CN103177904A (zh) 2013-06-26
CN103177904B true CN103177904B (zh) 2016-06-01

Family

ID=48637687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310066388.0A Active CN103177904B (zh) 2013-03-01 2013-03-01 一种射频mems开关及其形成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103177904B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106298371A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 北京航天微电科技有限公司 一种基于表面半导体工艺的射频微机电开关及其制备方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103943420B (zh) * 2014-04-15 2017-06-23 清华大学 Mems继电器、悬臂梁开关及其形成方法
CN104064407B (zh) * 2014-06-12 2016-04-20 清华大学 微机电系统开关
CN104150434B (zh) * 2014-08-19 2016-09-21 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种毫米波rf mems开关的制备方法
CN104576126A (zh) * 2015-01-22 2015-04-29 清华大学 碳纳米管mems开关及其制备方法
CN105575734B (zh) * 2015-12-23 2018-11-06 北京时代民芯科技有限公司 一种射频mems开关及其制造方法
GB2548164B (en) * 2016-03-11 2018-04-11 Univ Bristol Electromechanical relay device
CN105845513B (zh) * 2016-04-22 2018-01-09 清华大学 基于石英基底共面波导的石墨烯射频机械开关
CN105742124B (zh) * 2016-05-03 2017-11-10 北京邮电大学 一种微机电系统开关
CN107437483A (zh) * 2017-07-24 2017-12-05 中北大学 一种直板型单刀单掷开关单片集成衰减器
CN114758928A (zh) * 2017-07-24 2022-07-15 中北大学 一种直板型实用化射频mems开关
CN107424875B (zh) * 2017-07-24 2020-06-09 中北大学 一种十字型单刀三掷开关
CN107437484A (zh) * 2017-07-24 2017-12-05 中北大学 一种带有弹性梁触点的射频mems开关
CN107782476B (zh) * 2017-10-27 2019-11-22 清华大学 Mems开关的自吸合功率测试系统及方法
CN107993857A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 苏州希美微纳系统有限公司 制备合金材料的移动微结构开关工艺及其移动微结构开关
CN108279330B (zh) * 2018-04-26 2023-09-19 南京邮电大学 基于悬臂梁的d33的压电式微波功率传感器
CN108648964B (zh) * 2018-06-15 2020-06-09 中北大学 一种基于无释放孔上电极结构的射频mems开关
CN109911845A (zh) * 2019-03-07 2019-06-21 无锡众创未来科技应用有限公司 一种低功耗静电驱动式rf mems开关的制造方法
CN110047662A (zh) * 2019-04-16 2019-07-23 苏州希美微纳系统有限公司 一种高开关电容比rf mems电容式开关
CN110931288B (zh) * 2019-11-27 2021-08-06 电子科技大学 一种平行双触点接触式开关的制造方法
CN111508780B (zh) * 2020-04-23 2022-04-15 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种单片集成多波段控制mems开关
CN111415844A (zh) * 2020-04-28 2020-07-14 无锡市伍豪机械设备有限公司 一种微机电系统开关及其制造方法
CN111533084A (zh) * 2020-05-18 2020-08-14 无锡市伍豪机械设备有限公司 一种rf mems开关的制造和封装方法
CN112839429B (zh) * 2021-01-15 2024-07-09 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种环形触点射频微机械开关及其制备方法
CN114142190B (zh) * 2021-11-29 2023-04-07 中北大学 一种王字型上电极式单刀双掷开关
CN114551166A (zh) * 2022-02-22 2022-05-27 北京京东方光电科技有限公司 微机电系统开关及其制备方法
CN115295362B (zh) * 2022-07-05 2024-05-28 清华大学 一种静电式双稳态rf mems开关及其制备方法
CN115377631B (zh) * 2022-09-16 2023-11-03 北京邮电大学 一种射频mems开关
CN115798949A (zh) * 2022-12-09 2023-03-14 深圳清华大学研究院 一种rf mems开关和电子设备
WO2024168697A1 (zh) * 2023-02-16 2024-08-22 京东方科技集团股份有限公司 一种mems开关及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101620952A (zh) * 2008-12-19 2010-01-06 清华大学 一种欧姆接触式射频开关及其集成工艺
CN102315831A (zh) * 2011-05-04 2012-01-11 西安电子科技大学 基于石墨烯的纳机电谐振器的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100678346B1 (ko) * 2005-06-29 2007-02-05 전자부품연구원 멤스 알에프 스위치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101620952A (zh) * 2008-12-19 2010-01-06 清华大学 一种欧姆接触式射频开关及其集成工艺
CN102315831A (zh) * 2011-05-04 2012-01-11 西安电子科技大学 基于石墨烯的纳机电谐振器的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106298371A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 北京航天微电科技有限公司 一种基于表面半导体工艺的射频微机电开关及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103177904A (zh) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103177904B (zh) 一种射频mems开关及其形成方法
TW564448B (en) Monolithic single pole double throw RF MEMS switch
US6746891B2 (en) Trilayered beam MEMS device and related methods
CN101202369B (zh) 一种小型化mems开关线移相器
CN102243268B (zh) 微电子机械定向耦合式微波功率传感器及其制备方法
CN103281074B (zh) 一种基于微机械间接热电式功率传感器的锁相环及制法
CN103956538A (zh) 一种基于石墨烯的低损耗介质移相器
CN103843089B (zh) 具有可动电极的可动电气设备
Park et al. V-band reflection-type phase shifters using micromachined CPW coupler and RF switches
Karmakar et al. Si-RF Technology
CN114551166A (zh) 微机电系统开关及其制备方法
Tang et al. A single-pole double-throw (SPDT) circuit using lateral metal-contact micromachined switches
US9053873B2 (en) Switches for use in microelectromechanical and other systems, and processes for making same
Aghaei et al. A low voltage vertical comb RF MEMS switch
Park Fabrication and measurements of direct contact type RF MEMS switch
Koul et al. Radio frequency micro electro mechanical systems-an overview
CN220570921U (zh) 一种凹槽加热结构的相变射频开关
CN115313010B (zh) 可调功率分配比的mems五端口环形结及其制备方法
CN203313160U (zh) 一种基于微机械间接热电式功率传感器的分频器
CN220326176U (zh) 一种三维阵列凹槽结构的相变射频开关
CN203313123U (zh) 一种基于微机械间接热电式功率传感器的倍频器
Oberhammer Overview and recent achievements in silicon micromachining for THz systems
KR100587289B1 (ko) 마이크로 스위치 및 그의 제조방법
Vahabisani et al. A new wafer-level CPW to waveguide transition for millimeter-wave applications
Ghassemiparvin et al. W-band true-time delay phase shifters using paraffin microactuators

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant