CN114203487A - 射频mems开关及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频MEMS开关及其制作方法，所述射频MEMS开关包括衬底、共面波导、驱动电极以及可动电极组件。所述衬底用于提供开关整体结构的支撑基础。所述共面波导形成于所述衬底上，其包括彼此间隔设置的信号线和地线。所述驱动电极设置于所述信号线上。所述可动电极组件包括上电极以及可动梁，所述上电极位于所述驱动电极上方且连接所述地线设置，所述上电极与所述驱动电极之间彼此间隔，所述可动梁与所述上电极形状相同且覆盖于所述上电极上，所述可动梁具有一定弹性模量。本发明的射频MEMS开关，其通过在上电极上覆盖具有一定弹性模量的可变梁作为开关的可动电极组件，在降低开关驱动电压的同时又保证了开关的高可靠性。
Description
技术领域
本发明是关于半导体技术领域，特别是关于一种射频MEMS开关及其制作方法。
背景技术
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)指在微米量级内设计和制造集成多种元件，并适于低成本大量生产的系统。MEMS技术可将传统集成电路工艺无法集成的一些大尺寸器件集成到微型系统中，能够开发出各种性能更优、尺寸更小的器件和集微传感器、微处理器和微执行器于一体的微型系统。射频微电子机械系统是MEMS技术的重要应用领域之一，用于射频和微波频率电路中的信号处理，具有成本低、体积小、重量轻、可靠性高等优点。
RF MEMS器件主要可以分为两大类：一类称为无源MEMS，其结构无可动零件；另一类称为有源MEMS，有可动零件结构，在电应力作用下，可动零件会发生形变或移动。其关键加工技术分为四大类：平面加工技术、体硅腐蚀技术、固相键合技术和LIGA技术。
RF MEMS开关在MEMS器件中备受瞩目，RF MEMS开关是工作在射频到毫米波频率的微机械开关，其工作原理是通过施加驱动电压促使可动零件结构的机械运动从而实现对信号的通/断控制。RF MEMS开关与传统FET、PIN二极管开关相比具有线性度高、功耗低、隔离度高、插入损耗低、互调分量低等优点。而开关在通信系统中用途相当广泛，是雷达、电子对抗、无线通信等领域的重要控制元件。
国内射频MEMS开关一直处于研究热点，然而多数研究都处于材料选择、建模分析、模拟仿真、结构优化和工艺改进等相关阶段，并没有制造出应用于实际情况的射频MEMS开关产品，更没有形成开关及其系列产品的产业链，与国外的MEMS研究与制造能力还存在很大差距。
同时，射频MEMS的制作在工艺流片上依旧存在很大难题。比如，现有技术中，制作开关悬空结构的主流工艺为牺牲层技术，但该技术由存在难以彻底释放牺牲层的问题，牺牲层的释放不彻底影响开关的接触电阻与表面洁净度。再者，为降低开关的驱动电压通常采用金属上电极，但由于金属结构层本身的弹性模量较小，薄的金属上电极严重影响了开关的可靠性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频MEMS开关，其通过在上电极上覆盖具有一定弹性模量的可变梁作为开关的可动电极组件，在降低开关驱动电压的同时又保证了开关的高可靠性。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种射频MEMS开关，包括衬底、共面波导、驱动电极以及可动电极组件。所述衬底用于提供开关整体结构的支撑基础。所述共面波导形成于所述衬底上，其包括彼此间隔设置的信号线和地线。所述驱动电极设置于所述信号线上。所述可动电极组件包括上电极以及可动梁，所述上电极位于所述驱动电极上方且连接所述地线设置，所述上电极与所述驱动电极之间彼此间隔，所述可动梁与所述上电极形状相同且覆盖于所述上电极上，所述可动梁具有一定弹性模量。
在上述技术方案中，当射频MEMS开关处于初始状态时，射频信号通过信号线正常传输，当给驱动电极施加驱动电压时，上电极受到静电力的作用与可动梁一起向下运动，并与驱动电极接触，此时电容增大，射频信号通过接触的上电极耦合至地线，信号断开。本方案通过施加驱动电压促使可动电极组件向下运动，改变两极板之间空气间隙的大小从而改变电容大小，进而控制开关的通/断，从而达到对射频信号的控制。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述地线包括第一地线和第二地线，所述第一地线和所述第二地线彼此间隔，所述信号线设置于所述第一地线和所述第二地线之间且与所述第一地线和所述第二地线均平行，所述上电极的两端分别与所述第一地线和所述第二地线相连接。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述可动梁包括由SOI的顶层硅制作而成的梁结构。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述射频MEMS开关还包括：覆盖在所述驱动电极上的介质层。
本发明的实施例提供了一种射频MEMS开关，包括衬底、共面波导、驱动电极以及可动电极组件。所述衬底用于提供开关整体结构的支撑基础。所述共面波导形成于所述衬底上，其包括彼此间隔设置的信号线和地线，所述信号线中部设置有断口。所述驱动电极设置于所述地线上。所述可动电极组件包括上电极以及可动梁，所述上电极一端设置于所述衬底上，另一端悬空延伸于所述驱动电极以及所述信号线断口上方，所述上电极上正对所述信号线断口位置设置有具有一定厚度的触点，所述可动梁与所述上电极形状相同且覆盖于所述上电极上，所述可动梁具有一定弹性模量。
在上述技术方案中，当射频MEMS开关处于初始状态时，由于信号线断开，射频信号无法通过信号线传输，当给上电极施加驱动电压时，上电极受到静电力的作用与可动梁一起向下运动，触点与断开的信号线接触，射频信号可以通过信号线-触点-信号线的方式传播。本方案通过施加驱动电压促使可动电极组件向下运动，通过改变信号线的通/断，进而控制开关的通/断，从而达到对射频信号的控制。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述地线包括第一地线和第二地线，所述第一地线和所述第二地线彼此间隔，所述信号线设置于所述第一地线和所述第二地线之间且与所述第一地线和所述第二地线均平行。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述可动梁包括由SOI的顶层硅制作而成的梁结构。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述射频MEMS开关还包括：覆盖在所述驱动电极上的介质层。
本发明一实施例还提供了一种射频MEMS开关的制作方法，包括：制作可动电极组件；在衬底上形成共面波导以及在共面波导上形成驱动电极，并制作形成覆盖所述驱动电极的介质层；采用阳极键合工艺将所述衬底以及所述可动电极组件合二为一。
在本发明的一个或多个实施方式中，制作可动电极组件，包括：在SOI上溅射Ti与Au分别作为电镀Au粘附层和种子层；电镀Au，经处理形成上电极图形；通过光刻和深硅刻蚀SOI形成单晶硅可动梁。
在本发明的一个或多个实施方式中，在衬底上形成共面波导以及在共面波导上形成驱动电极，并制作形成覆盖所述驱动电极的介质层，包括：在衬底上溅射Cr/Au作为刻蚀玻璃槽的金属掩模，通过处理形成玻璃槽，所述玻璃槽的截面呈梯形；溅射Ti/Au作为电镀Au的粘附层和种子层，经处理形成电镀模具并电镀共面波导，其中共面波导上驱动电极所在部分不进行电镀；在构建好的上电极图形上气相沉积氮化硅薄膜，进行处理形成介质层；去除种子层。
在本发明的一个或多个实施方式中，射频MEMS开关的制作方法还包括，在对所述衬底以及所述可动电极组件合二为一后，对其进行处理以释放射频MEMS开关结构，具体包括：对SOI底硅进行减薄、抛光，去除剩余底硅以及SOI埋氧层后进行激光划片，形成射频MEMS开关结构。
与现有技术相比，本发明实施方式的射频MEMS开关，其通过在上电极上覆盖具有一定弹性模量的可变梁作为开关的可动电极组件，同时采用SOI的顶层硅作为开关的可变梁，在降低开关驱动电压的同时又保证了开关的高可靠性。
本发明实施方式的射频MEMS开关的制作方法，采用阳极键合技术代替了传统技术中的牺牲层技术，减小金属触点间的接触电阻，提升了开关表面的洁净度，免了牺牲层释放带来的缺陷。
附图说明
图1是本发明一实施方式的射频MEMS开关的结构示意图；
图2A至图2G是本发明一实施方式的射频MEMS开关的制程图；
图3是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的插入损耗进行仿真的结果图；
图4是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的隔离度进行仿真的结果图。
图5是本发明另一实施方式的射频MEMS开关结构示意图；
图6A至图6G是本发明另一实施方式的射频MEMS开关的制程图；
图7是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的另一实施方式的射频MEMS开关的插入损耗进行仿真的结果图；
图8是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的另一实施方式的射频MEMS开关的隔离度进行仿真的结果图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
首先对本申请中涉及的专有名词做一术语解释。
驱动电压：打破平行电极板的平衡状态，使上电极向下运动的临界电压值。施加驱动电压，上电极因为受到静电力的作用向下弯曲，当上电极的可动端下降至初始距离的2/3时，上下电极板吸合。
开关响应时间：在驱动电压的作用下，上电极从开态位置运动到关态位置的所需时间。
开关寿命：开关能够正常工作循环的最小次数。
隔离度：开关处于断开状态时的输出功率与输入功率的比值，即开关断开时的衰减。
插入损耗：开关处于导通状态时的输出功率与输入功率的比值，即开关导通时的衰减。
如背景技术所言，射频MEMS开关一直是国内外的研究热点。国外的知名企业比如Raytheon(雷声)公司、ADI(模拟器件)、Northrup Grumman公司、Motorola(摩托罗拉)公司、Samsung(三星)公司、Omron(欧姆龙)公司、NEC公司和ST微电子(意法半导体公司)都在从事着射频开关的研究和产品化。另外还有一些知名大学和MEMS实验室都在从事这方面的研究，比如密西根大学、日本东北大学、伊利诺斯大学、加利福尼亚大学伯克利分校、林肯实验室、休斯实验室等，都已经取得不错的研究成果。国内许多研究所和大学均在进行着RFMEMS的研究，如中国电子科技集团公司第13研究所、第55研究所、清华大学和北京大学微电子所、东南大学、南京理工大学、山东大学和中北大学等单位都已在RF MEMS器件方面作了相关的研究工作，有些单位己实现了具有较高可靠性的开关，然而多数研究都处于材料选择、建模分析、模拟仿真、结构优化和工艺改进等相关阶段，并没有制造出应用于实际情况的射频MEMS开关产品，更没有形成开关及其系列产品的产业链，与国外的MEMS研究与制造能力还存在很大差距。
因此，本发明创造性的提出了一种射频MEMS开关以及其制作方法，通过在上电极上覆盖具有一定弹性模量的可变梁作为开关的可动电极组件，同时采用SOI的顶层硅作为开关的可变梁，在降低开关驱动电压的同时又保证了开关的高可靠性。
以下将结合附图来详细描述本发明的实施例的射频MEMS开关器件及其制作方法。
如图1所示，本发明一实施方式提供了一种射频MEMS开关，包括衬底1、共面波导、介质层3、驱动电极4、上电极5与可动梁6。
衬底1作为基底，用于提供开关整体结构的支撑基础。在一具体实施例中，衬底1选用高阻硅片，因为高阻硅具有较小的损耗角，能够减小衬底1的损耗。
共面波导形成于衬底1上，共面波导包括彼此间隔设置的信号线21和地线。地线包括第一地线221和第二地线222，第一地线221和第二地线222彼此间隔平行设置，信号线21设置于第一地线221和第二地线222之间且与第一地线221和第二地线222均平行且等距设置。在一具体实施例中，共面波导的传输线选用Au，金的电导率高且化学性质稳定。
驱动电极4设置于信号线21上，且位于信号线21的中央。驱动电极4的正上方覆盖设置有一层薄的介质层3。介质层3的设置可以避免上电极5与驱动电极4发生短接而影响信号的传输。在一具体实施例中，介质层3选用传统介质材料Si3N4，其具有较大的介电常数且击穿场强较大。在其他实施例中，介质层3还可以选用介电常数较大的Ta2O5或纳米晶金刚石等新型介质层材料，以缓解充电现象，提升开关性能。
上电极5位于驱动电极4的正上方且两端分别与第一地线221和第二地线222相连接。上电极5与驱动电极4之间相对设置且在未被施加驱动电压的情况下保持预定间隔距离。在一具体实施例中，上电极5的材料选用Au，其具有较小的弹性模量和直流阻抗。
可动梁6与上电极5形状相同且覆盖于上电极5上，可动梁6具有一定弹性模量。在一具体实施例中，可动梁6的材料选用SOI晶圆的顶层Si，其具有较大的弹性模量和良好的机械性能。可动梁6的个数可根据需要进行适当增减。
上述射频MEMS开关还包括引线和电极PAD等，引线的设置和电极PAD的大小与位置应当根据具体测试情况略作调整，在本发明中不做进一步阐述。
下面以本实施例为例，对本发明的射频MEMS开关的使用方式或原理进行简要说明。
当射频MEMS开关处于初始状态时，射频信号通过信号线21正常传输，当给驱动电极4施加驱动电压时，上电极5受到静电力的作用与可动梁6一起向下运动，并与底部覆盖有介质层3的驱动电极4接触，其中介质层3的作用是防止上电极5与驱动电极4直接接触而发生短接。此时电容增大，射频信号通过接触的上电极5耦合至两端的第一地线221和第二地线222，信号断开。本发明的射频MEMS开关，通过施加驱动电压促使可动电极组件向下运动，改变两极板(驱动电极和上电极)之间空气间隙的大小从而改变电容大小，进而控制开关的通/断，从而达到对射频信号的控制。
本发明还提供了上述射频MEMS开关的制作方法，包括制作可动电极组件；在衬底上形成共面波导以及在共面波导上形成驱动电极，并制作形成覆盖所述驱动电极的介质层；采用阳极键合工艺将所述衬底以及所述可动电极组件合二为一。
图2A至图2G是本发明上述射频MEMS开关的制程图，下面参照图2A至图2G对本发明的射频MEMS开关的制作方法作详细阐述。
如图2A所示，备片：选用顶硅厚度为3um的高阻SOI 7，磁控溅射20nm的Ti与150nm的Au分别作为电镀Au粘附层和种子层。
如图2B所示，制作上电极5：电镀厚度为850nm的Au，经过光刻和IBE刻蚀形成上电极图形。
如图2C所示，制作可动梁6：经过光刻和深硅刻蚀形成单晶硅可动梁结构。
如图2D所示，制作衬底1上的玻璃槽：磁控溅射Cr/Au作为刻蚀玻璃槽的金属掩模，经过光刻和HF湿法刻蚀后形成玻璃槽。
在一具体实施例中，衬底1上玻璃槽的截面呈梯形结构，这是由于HF湿法刻蚀侧向刻蚀的影响，玻璃槽边缘不是垂直于衬底，而是形成45°-60°的倾斜角度，这种截面为梯形的阶梯实则便于后续构建地线，因为这样形成的连接处不是直角，比直角连接更容易达到良好的阶梯覆盖性。
如图2E所示，制作共面波导(21/221/222)，驱动电极4以及介质层3：磁控溅射Ti/Au作为电镀Au的粘附层和种子层，其中Ti厚度为20nm，Au厚度为180nm。然后光刻形成电镀模具，电镀1.8um厚的共面波导，其中驱动电极4所在部分不进行电镀，保持180nm的厚度，便于控制上下极板(驱动电极和上电极)之间的空气间隙。在构建好的上电极5上PECVD200nm的氮化硅薄膜，进行IRE刻蚀形成介质层3；最后再用IBE刻蚀将种子层去除。
如图2F所示，采用阳极键合标准工艺，经过对准，将SOI 7与衬底1合二为一。
如图2G所示，对SOI 7底硅进行减薄、抛光，通过深硅刻蚀去除剩余底硅，通过NLD刻蚀去除SOI埋氧层，进行激光划片。
图3是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的插入损耗进行仿真的结果图。参照图3，随着射频MEMS开关的工作频率的增加，射频MEMS开关的性能变差，在频率为15GHz时其插入损耗优于-0.80dB。
图4是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的隔离度进行仿真的结果图。参照图4，射频MEMS开关工作频率为13Gz时开关性能最好，隔离度为-50dB。
如图5所示，本发明另一实施方式提供了一种射频MEMS开关，包括衬底10、共面波导、介质层30、驱动电极40、上电极50、可动梁60以及触点70。
衬底10作为基底，用于提供开关整体结构的支撑基础。在一具体实施例中，衬底10选用高阻硅片，因为高阻硅具有较小的损耗角，能够减小衬底10的损耗。
共面波导形成于衬底10上，共面波导包括彼此间隔设置的信号线210和地线。地线包括第一地线2210和第二地线2220，第一地线2210和第二地线2220彼此间隔平行设置，信号线210设置于第一地线2210和第二地线2220之间且与第一地线2210和第二地线2220均平行且等距设置。信号线210中部设置有断口。在一具体实施例中，共面波导的传输线选用Au，金的电导率高且化学性质稳定。
驱动电极40设置于第一地线2210上，且位于第一地线2210的中央。驱动电极40的正上方覆盖设置有一层薄的介质层30。介质层30的设置可以避免上电极50与驱动电极40发生短接而影响信号的传输。在一具体实施例中，介质层30选用传统介质材料Si3N4，其具有较大的介电常数且击穿场强较大。在其他实施例中，介质层30还可以选用介电常数较大的Ta2O5或纳米晶金刚石等新型介质层材料，以缓解充电现象，提升开关性能。
上电极50的一端通过金属接触搭在衬底10上，另一端悬空延伸于驱动电极40以及信号线210的断口上方，上电极50上正对信号线210断口位置设置有具有一定厚度的触点70。上电极50与驱动电极40之间相对设置且在未被施加驱动电压的情况下保持预定间隔距离。在一具体实施例中，上电极50的材料选用Au，其具有较小的弹性模量和直流阻抗。
可动梁60与上电极50形状相同且覆盖于上电极50上，可动梁60具有一定弹性模量。在一具体实施例中，可动梁60的材料选用SOI晶圆的顶层Si，其具有较大的弹性模量和良好的机械性能。可动梁60的个数可根据需要进行适当增减。
上述射频MEMS开关同样包括引线和电极PAD等，引线的设置和电极PAD的大小与位置应当根据具体测试情况略作调整，在本发明中不做进一步阐述。
下面以上述实施例为例，对本发明的射频MEMS开关的使用方式或原理进行简要说明。
当射频MEMS开关处于初始状态时，由于信号线210断开，射频信号无法通过信号线210传输，当给上电极50施加驱动电压时，上电极50受到静电力的作用与可动梁60一起向下运动，触点70与断开的信号线210接触，其中介质层30的作用是防止上电极50与驱动电极40直接接触而发生短接。当触点70与信号线210接触时，射频信号可以通过信号线-触点-信号线的方式传播。本发明的射频MEMS开关，通过施加驱动电压促使可动电极组件向下运动，通过改变信号线210的通/断，进而控制开关的通/断，从而达到对射频信号的控制。
上述两个实施方式中，上电极的设计目的是为了降低开关的驱动电压，驱动电压的理论计算公式如下所示：
Ktotal＝nKm
其中，K为结构的弹性系数，E为上电极材料的弹性模量，w为梁的宽度，t为梁的厚度，l为梁的长度，Km为单个铰链的弹性系数，n为铰链个数，Vp为开关驱动电压，g0为空气间隙，ε0为真空介电常数，A为上下电极重合面积。
根据上述的理论公式可以得出，减小梁的厚度和宽度、增加梁的长度、减少折叠梁的折叠数目或增加铰链的弯曲程度均能使得上电极具有较小的弹性系数，从而降低开关的驱动电压。
综合以上考虑，本发明一实施方式提供了一种射频MEMS开关，如图1所示，通过减小梁的弹性系数来降低驱动电压，根据公式计算得出开关的驱动电压理论值为20.4V。本发明另一实施方式提供了一种射频MEMS开关，如图5所示，通过保持上电极上触点的较大厚度，减小上电极的厚度来降低驱动电压，根据公式计算得出开关的驱动电压理论值为15.0V。
图6A至图6G是本发明上述射频MEMS开关的制程图，下面参照图6A至图6G对本发明的射频MEMS开关的制作方法作详细阐述。
如图6A所示，备片：选用顶硅厚度为3um的高阻SOI 80，磁控溅射20nm的Ti与150nm的Au分别作为电镀Au粘附层和种子层。
如图6B所示，制作上电极50以及触点70：电镀厚度为850nm的Au，经过光刻和IBE刻蚀形成上电极和触点图形。
如图6C所示，制作可动梁60：经过光刻和深硅刻蚀形成单晶硅可动梁结构。
如图6D所示，制作衬底10上的玻璃槽：磁控溅射Cr/Au作为刻蚀玻璃槽的金属掩模，经过光刻和HF湿法刻蚀后形成玻璃槽。
在一具体实施例中，衬底10上玻璃槽的截面呈梯形结构，这是由于HF湿法刻蚀侧向刻蚀的影响，玻璃槽边缘不是垂直于衬底，而是形成45°-60°的倾斜角度，这种截面为梯形的阶梯实则便于后续构建地线，因为这样形成的连接处不是直角，比直角连接更容易达到良好的阶梯覆盖性。
如图6E所示，制作共面波导(210/2210/2220)，驱动电极40以及介质层30：磁控溅射Ti/Au作为电镀Au的粘附层和种子层，其中Ti厚度为20nm，Au厚度为180nm。然后光刻形成电镀模具，电镀1.8um厚的共面波导，其中驱动电极40在部分不进行电镀，保持180nm的厚度，便于控制上下极板(驱动电极和上电极)之间的空气间隙。在构建好的上电极50上PECVD200nm的氮化硅薄膜，进行IRE刻蚀形成介质层30；最后再用IBE刻蚀将种子层去除。
如图6F所示，采用阳极键合标准工艺，经过对准，将SOI 80与衬底10合二为一。
如图6G所示，对SOI 80底硅进行减薄、抛光，通过深硅刻蚀去除剩余底硅，通过NLD刻蚀去除SOI埋氧层，进行激光划片。
图7是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的插入损耗进行仿真的结果图。参照图7，随着射频MEMS开关的工作频率的增加，射频MEMS开关的性能变差，在频率为6GHz时其插入损耗优于-0.10dB。
图8是利用HFSS有限元仿真软件对本发明的一实施方式的射频MEMS开关的隔离度进行仿真的结果图。参照图8，射频MEMS开关工作频率为6Gz时开关性能最好，隔离度为-30dB。
为降低开关的驱动电压，传统做法是简单减小上电极的厚度，这样会影响开关的包含传输性能在内的可靠性指标。本发明射频MEMS开关，通过设置可动梁结构，减小了上电极的弹性系数，保证开关传输部分的效率，减少了不必要的上电极厚度，在降低开关驱动电压的同时保证其高的可靠性。
与包含牺牲层工艺的传统开关流片工艺不同，本发明射频MEMS开关的制作方法，采取阳极键合工艺，保证器件良好的接触电阻与表面的洁净，避免了牺牲层释放的漫长时间，简化了开关的流片工艺，提高了开关制作的效率和成品率。
与传统的开关的可动结构仅由金属材料制造不同，本发明利用SOI的顶层硅作为可动梁结构的主要材质，这样做可以增加开关可动梁结构的弹性系数，提升其机械性能与使用寿命。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种射频MEMS开关，其特征在于，包括：
衬底；
共面波导，所述共面波导形成于所述衬底上，其包括彼此间隔设置的信号线和地线；
驱动电极，所述驱动电极设置于所述信号线上；以及
可动电极组件，所述可动电极组件包括上电极以及可动梁，所述上电极位于所述驱动电极上方且连接所述地线设置，所述上电极与所述驱动电极之间彼此间隔，所述可动梁与所述上电极形状相同且覆盖于所述上电极上，所述可动梁具有一定弹性模量。
2.如权利要求1所述的射频MEMS开关，其特征在于，所述地线包括第一地线和第二地线，所述第一地线和所述第二地线彼此间隔，所述信号线设置于所述第一地线和所述第二地线之间且与所述第一地线和所述第二地线均平行，所述上电极的两端分别与所述第一地线和所述第二地线相连接。
3.一种射频MEMS开关，其特征在于，包括：
衬底；
共面波导，所述共面波导形成于所述衬底上，其包括彼此间隔设置的信号线和地线，所述信号线中部设置有断口；
驱动电极，所述驱动电极设置于所述地线上；以及
可动电极组件，所述可动电极组件包括上电极以及可动梁，所述上电极一端设置于所述衬底上，另一端悬空延伸于所述驱动电极以及所述信号线断口上方，所述上电极上正对所述信号线断口位置设置有具有一定厚度的触点，所述可动梁与所述上电极形状相同且覆盖于所述上电极上，所述可动梁具有一定弹性模量。
4.如权利要求3所述的射频MEMS开关，其特征在于，所述地线包括第一地线和第二地线，所述第一地线和所述第二地线彼此间隔，所述信号线设置于所述第一地线和所述第二地线之间且与所述第一地线和所述第二地线均平行。
5.如权利要求1或3所述的射频MEMS开关，其特征在于，所述可动梁包括由SOI的顶层硅制作而成的梁结构。
6.如权利要求1或3所述的射频MEMS开关，其特征在于，还包括：覆盖在所述驱动电极上的介质层。
7.一种射频MEMS开关的制作方法，其特征在于，包括：
制作可动电极组件；
在衬底上形成共面波导以及在共面波导上形成驱动电极，并制作形成覆盖所述驱动电极的介质层；
采用阳极键合工艺将所述衬底以及所述可动电极组件合二为一。
8.如权利要求7所述的射频MEMS开关的制作方法，其特征在于，制作可动电极组件，包括：
在SOI上溅射Ti与Au分别作为电镀Au粘附层和种子层；
电镀Au，经处理形成上电极图形；
通过光刻和深硅刻蚀SOI形成单晶硅可动梁。
9.如权利要求8所述的射频MEMS开关的制作方法，其特征在于，在衬底上形成共面波导以及在共面波导上形成驱动电极，并制作形成覆盖所述驱动电极的介质层，包括：
在衬底上溅射Cr/Au作为刻蚀玻璃槽的金属掩模，通过处理形成玻璃槽，所述玻璃槽的截面呈梯形；
溅射Ti/Au作为电镀Au的粘附层和种子层，经处理形成电镀模具并电镀共面波导，其中共面波导上驱动电极所在部分不进行电镀；
在构建好的上电极图形上气相沉积氮化硅薄膜，进行处理形成介质层；
去除种子层。
10.如权利要求9所述的射频MEMS开关的制作方法，其特征在于，还包括，在对所述衬底以及所述可动电极组件合二为一后，对其进行处理以释放射频MEMS开关结构，具体包括：
对SOI底硅进行减薄、抛光，去除剩余底硅以及SOI埋氧层后进行激光划片，形成射频MEMS开关结构。
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