CN115295362A - 一种静电式双稳态rf mems开关及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关，包括：自下而上的衬底、硅锚区层、硅结构层及金属层；硅锚区层包括多个锚点，硅结构层与金属层上形成共面波导传输线、开关触点、第一驱动结构及第二驱动结构；第一驱动结构为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成第一可动结构，其在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动开关触点与共面波导传输线接触实现开关导通；第二驱动结构为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成第二可动结构；第二驱动结构在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动第二驱动结构的自锁触点与第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。本公开还提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法。
Description
技术领域
本公开涉及射频微机电系统(RF MEMS)开关技术领域，具体涉及一种静电式双稳态RF MEMS开关及其制备方法。
背景技术
RF MEMS开关是一种使用微纳工艺制造的通过机械运动实现通断功能的半导体器件，相比于传统的电磁继电器，其体积小、集成度高、功耗低；相比于固态电子开关，其插入损耗低、隔离度高、线性度更好。因此，RF MEMS开关在雷达、卫星通讯、无线通信系统等领域具有极大的应用潜力。
传统的MEMS开关为单稳态开关，若要保持导通开关需要外界一直输入电压或电流维持，从而造成不可忽略的功耗，而双稳态开关解决了这一问题，双稳态开关只需要在切换时输入电压或电流，在切换完成后通过本身的弹性势能保持导通状态。目前已有的双稳态开关采用电热驱动较多，且多为直流开关，而且需要复杂的时序控制，但电热驱动在切换过程中仍然会产生功耗而且电热驱动开关切换速度较慢，一般为5ms～30ms。
发明内容
鉴于上述问题，本公开提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关，旨在解决现有技术中的双稳态MEMS开关驱动控制复杂、功耗较大、切换速度慢且只能用于直流等技术问题。
本公开的第一个方面提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关，包括：自下而上的衬底、硅锚区层、硅结构层及金属层；其中，硅锚区层包括多个锚点，硅结构层与金属层上形成共面波导传输线、开关触点、第一驱动结构及第二驱动结构；第一驱动结构为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成第一可动结构；其中，第一驱动结构在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动开关触点与共面波导传输线接触，实现开关导通；第二驱动结构为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成第二可动结构；其中，第二驱动结构在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动第二驱动结构的自锁触点与第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。
进一步地，第一驱动结构包括：上固支梁结构、y方向驱动梁、y方向驱动电极、下固支梁结构及y方向驱动梁限位结构；其中，上固支梁结构与下固支梁结构相对设置且分别与部分锚点对应连接；y方向驱动梁设置于y方向驱动电极中且与y方向驱动电极非接触，y方向驱动梁在y方向驱动电极产生的静电力驱动下向y方向发生位移，从而推动开关触点与共面波导传输线的信号线接触，实现开关导通；y方向驱动梁限位结构用于限定y方向驱动梁的位移量，防止y方向驱动梁与y方向驱动电极接触导致开关短路。
进一步地，第一驱动结构还包括：双回形弹簧结构；其中，双回形弹簧结构设置于上固支梁结构中，且一端与开关触点连接，另一端与y方向驱动梁的上端连接；双回形弹簧结构作为y方向驱动梁与开关触点之间的缓冲结构，其用于防止y方向驱动梁运动速度过大时导致触点产生较大弹跳。
进一步地，y方向驱动梁包括2N个驱动梁，2N个驱动梁呈左右对称分布；其中，N为正整数。
进一步地，第二驱动结构包括：x方向驱动梁锚点、x方向驱动梁、x方向驱动电极及x方向驱动梁限位结构；其中，x方向驱动梁位于x方向驱动电极两侧且与x方向驱动电极非接触，x方向驱动梁的一端与x方向驱动梁锚点连接，另一端悬空；其中，x方向驱动梁在x方向驱动电极产生的静电力驱动下向x方向发生位移，进而实现第二驱动结构的自锁触点与第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态；x方向驱动梁限位结构用于限定x方向驱动梁的位移量，用于防止x方向驱动梁与x方向驱动电极接触导致开关短路。
进一步地，x方向驱动梁包括至少2组单端固支梁，至少2组单端固支梁对称分布于x方向驱动电极的两侧，且与x方向驱动电极非接触。
进一步地，在第一驱动结构及第二驱动结构上施加相同的直流电压激励，以使第一驱动结构及第二驱动结构在静电力作用下产生相互垂直的位移。
进一步地，衬底与硅锚区层阳极键合。
本公开的第二个方面提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法，包括：S1，将硅片刻蚀形成硅锚区层；其中，硅锚区层包括多个锚点；S2，将硅锚区层正面与衬底进行阳极键合；S3，将硅片的正面进行减薄处理，得到硅结构层；S4，将硅结构层进行光刻及刻蚀处理，形成共面波导传输线、开关触点、第一可动结构及第二可动结构；S5，在步骤S5得到的器件表面溅射共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离；其中，第一驱动结构为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成可动结构；其中，第一驱动结构在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动开关触点与共面波导传输线接触，实现开关导通；第二驱动结构为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成可动结构；其中，第二驱动结构在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动第二驱动结构的自锁触点与第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。
进一步地，S4包括：使用硬掩膜遮挡分别溅射共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离。
本公开相对于现有技术至少具备以下有益效果：
(1)、该开关采用惯性时序的双稳态原理，通过两组驱动梁结构的惯性差异，使得梁结构在运动时产生速度差，进而造成时序差异，实现开关的双稳态功能。相比于现有技术中通过外部时序电路控制产生时序差异的双稳态开关，本公开提供的开关原理简单，不需要复杂的时序控制，减小了系统的冗余度，提高了开关工作的可靠性。
(2)、通过采用开关驱动部分和传输线部分分离的设计，减小了直流偏置对射频信号的影响，且可以单独对传输线结构进行优化，得到了较好的射频性能。
(3)、采用了静电驱动方式，开关切换速度较快且切换过程中功耗较低，并通过双稳态功能实现开关导通时的零功耗。
(4)、开关触点行程较大(7μm)，从而实现了开关较大的隔离度。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了本公开实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的立体图；
图2示意性示出了根据本公开一实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的俯视图；
图3示意性示出了根据本公开一实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的自锁结构工作过程示意图；
图4示意性示出了根据本公开一实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法对应的结构图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
在详述本公开实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本公开保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
针对现有技术存在的问题，本公开提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关，该开关采用了惯性时序的双稳态原理，通过两组驱动梁结构的惯性差异，使得梁结构在运动时产生速度差，进而造成时序差异，实现开关的双稳态功能，相比于现有技术中通过外部时序电路控制产生时序差异的双稳态开关，本公开提供的静电式双稳态RF MEMS开关原理简单，不需要复杂的时序控制，减小了系统的冗余度，提高了开关工作的可靠性，其具备近零功耗、控制简单、切换速度快、小型化、插入损耗低、线性度高等优势。
下面将结合本公开具体的实施例中的静电式双稳态RF MEMS开关的具体结构，对本公开的技术方案进行详细说明。应当理解，附图中示出的静电式双稳态RF MEMS开关的结构、材料层、形状及层厚仅是示例性的，以帮助本领域的技术人员理解本公开的技术方案，并非用以限制本公开的保护范围。
图1示意性示出了本公开实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的立体图。
如图1所示，该静电式双稳态RF MEMS开关包括：自下而上的衬底I、硅锚区层II、硅结构层III及金属层IV。
其中，硅锚区层II包括多个锚点，硅结构层III与金属层IV上形成共面波导传输线10、开关触点20、第一驱动结构30及第二驱动结构40。第一驱动结构30为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成第一可动结构。其中，第一驱动结构30在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动开关触点20与共面波导传输线10接触，实现开关导通。第二驱动结构40为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成第二可动结构。其中，第二驱动结构40在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动第二驱动结构40的自锁触点与第一驱动结构30的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。
本公开的实施例中，衬底I可以为玻璃片等，其层厚优选300μm～600μm。
本公开的实施例中，硅锚区层II可以为硅片，其通过光刻硅背面后深反应离子刻蚀(DRIE)形成20μm～40μm的硅锚区层II，其与衬底I通过阳极键合。其中，硅锚区层II包括多个锚点，多个锚点分别与第一驱动结构30及第二驱动结构40中的驱动电极连接，用于固定支撑电极的作用，以形成可动结构。
硅结构层III为硅片中除去硅锚区层II的部分硅片减薄后形成，其层厚优选40μm～80μm。通过对硅结构层III表面光刻后DRIE刻蚀释放形成可动结构。
金属层IV可以为金或铜等，其位于硅结构层III上，通过硬掩膜遮挡分别溅射共面波导金属和驱动层金属，完成驱动结构和信号传输结构的电学隔离。
需说明的是，上述各半导体的组成材料及层厚仅为示例性的说明，其并不构成本公开实施例的限定，在其他一些实施例中，各半导体层层厚及材料可为其他的选择。
图2示意性示出了根据本公开一实施例的静电式双稳态RF MEMS开关的俯视图。
如图2所示，共面波导传输线10包括两侧地线和位于两侧地线中间的信号线，开关触点20设置于一地线和信号线之间。其中，共面波导传输线10中的信号线与开关触点20构成传输线，该传输线是实现开关通断的直接作用结构。举例而言，开关触点20与共面波导传输线10中的信号线接触时开关导通，开关触点20与共面波导传输线10中的信号线不接触时开关断开。其中，开关触点20是否运动至与共面波导传输线10稳定接触，其与第一驱动结构30及第二驱动结构40的运动状态相关。
本公开的实施例中，该静电式双稳态RF MEMS开关的驱动结构包括两组运动方向相互垂直的梁结构，即沿y方向运动的驱动梁结构为第一驱动结构30，沿x方向运动的驱动梁结构为第二驱动结构40。
如图2所示，第一驱动结构30包括：上固支梁结构301、双回形弹簧结构302、y方向驱动梁303、y方向驱动电极304、下固支梁结构305及y方向驱动梁限位结构306。
其中，y方向驱动梁303设置于y方向驱动电极304中且与y方向驱动电极304非接触。y方向驱动梁303包括2N个驱动梁，2N个驱动梁呈左右对称分布(即相对于y轴对称分布)；其中，N为正整数。具体地，每个驱动梁为单边梳齿梁，其与对应的y方向驱动电极304一侧上的梳齿梁错开设置。y方向驱动梁303通过相对设置的上固支梁结构301及下固支梁结构305连接至部分锚点上，以形成可动结构。
本公开的实施例中，y方向驱动梁303在y方向驱动电极产生的静电力驱动下向y方向(正方向)发生位移，从而推动开关触点20与共面波导传输线10的信号线接触，实现开关导通。具体地，通过在y方向驱动电极304上施加直流电压，y方向驱动梁303接地，y方向驱动电极304与y方向驱动梁303之间受静电力的吸引作用，由于y方向驱动电极304是固定状态，因此可动的y方向驱动梁303会产生y轴正方向的位移。
为限定y方向驱动梁303与y方向驱动电极304直接接触，在下固支梁结构305的一端设置有y方向驱动梁限位结构306。y方向驱动梁限位结构306用于限定y方向驱动梁303的位移量，防止y方向驱动梁303与y方向驱动电极304接触导致开关短路。
双回形弹簧结构302设置于上固支梁结构301中，且一端与开关触点20连接，另一端与y方向驱动梁303的上端连接。该双回形弹簧结构302作为y方向驱动梁303与开关触点20之间的缓冲结构，其用于防止y方向驱动梁303运动速度过大时导致触点产生较大弹跳，另外，双回形弹簧结构302为开关自保持功能的实现提供了机械能和弹性势能转换的作用。具体地，在y方向驱动电极304产生的静电力驱动下推动双回形弹簧结构302，进而推动开关触点20与共面波导传输线10接触实现开关导通。相应地，在直流电压撤销的情况下，由于双回形弹簧结构302的弹性力作用，y方向驱动梁303会向y轴负方向运动，此时由于释放的是双回形弹簧结构302的弹性力，而开关触点20并不会发生位移，继续保持与共面波导传输线10接触实现开关导通。
本公开的实施例中，通过双回形弹簧结构302的设置可以在开关完成导通的情况下，无需继续施加直流电压的情况下，继续保持开关导通，避免了开关导通后的功耗。
如图2所示，第二驱动结构40包括：x方向驱动梁锚点401、x方向驱动梁402、x方向驱动电极403及x方向驱动梁限位结构404。其中，x方向驱动梁402位于x方向驱动电极403两侧且与x方向驱动电极403非接触，x方向驱动梁402的一端与x方向驱动梁锚点401连接，另一端悬空。其中，x方向驱动梁402在x方向驱动电极403产生的静电力驱动下向x方向发生位移，进而实现第二驱动结构40的自锁触点与第一驱动结构30的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。x方向驱动梁限位结构404用于限定x方向驱动梁402的位移量，用于防止x方向驱动梁402与x方向驱动电极403接触导致开关短路。
本公开的实施例中，x方向驱动梁402包括至少2组单端固支梁，至少2组单端固支梁对称分布于x方向驱动电极403的两侧，且与x方向驱动电极403非接触。通过在x方向驱动电极403上施加直流电压，x方向驱动梁402接地，x方向驱动电极403与x方向驱动梁402之间受静电力的吸引作用，由于x方向驱动电极403是固定状态，因此非固支端可动的x方向驱动梁402会产生x轴方向的位移。
具体地，如图2所示，第一驱动结构30的自锁触点与第二驱动结构40的自锁触点构成自锁结构50，其细节图如图3所示。通过给第一驱动结构30及第二驱动结构40施加相同的直流电压，第一驱动结构30及第二驱动结构40会产生相互垂直的位移，由于两者的静电力和自身惯性的差异，第一驱动结构30及第二驱动结构40产生不同的运动速度，第一驱动结构30及第二驱动结构40在一段时间后各自完成运动并与限位结构接触。
如图3所示，在第一阶段，开关处于断开状态，分别给y方向驱动电极304和x方向驱动电极403施加20V及以上的直流电压，将y方向驱动梁303和x方向驱动梁402接地，由于驱动梁和电极间静电力的作用，驱动梁会沿着驱动电极方向运动。具体表现为：y方向驱动梁303沿y轴正方向运动，处于左边的x方向驱动梁402沿x轴正方形运动。由于y方向驱动梁303体积更大，因此其惯性也更大，在同样电压的作用下y方向驱动梁303的运动速度慢于x方向驱动梁402。因此，x方向驱动梁402的自锁触点更快产生一定位移(如5μm)接触到x方向驱动梁限位结构404并保持静止，此时y方向驱动梁303的自锁触点仍然沿着y轴正方形运动，且在运动过程中不会触碰到x方向驱动梁402的自锁触点，最后y方向驱动梁303向上位移一定位移(如10.5μm)并与y方向驱动梁限位结构306接触，完成第一阶段的运动。
在第二阶段，撤去y方向驱动电极304及x方向驱动电极403上的直流电压，在弹性力的作用下y方向驱动梁303和x方向驱动梁402分别会向y轴负方向和x轴负方向运动。由于x方向驱动梁402惯性更小，因此其运动速度更快，x方向驱动梁402的自锁触点更快恢复至初始位置，此时y方向驱动梁303的自锁触点还在x方向驱动梁402的自锁触点的上方(相对于y轴而言)，因此随着y方向驱动梁303继续向y轴负方向恢复，y方向驱动梁303的自锁触点会接触到x方向驱动梁402的自锁触点，此时自锁触点的接触阻碍了y方向驱动梁303继续向y轴负方向运动，由于双回形弹簧结构302的作用，此时开关触点20仍然与共面波导传输线10的信号线接触。因此，实现了撤去直流电压后，开关导通状态继续保持，第二阶段的运动结束，开关切换完成。
本公开的实施例中，若让开关从导通状态切换至断开状态，只需在x方向驱动电极403上施加直流电压即可，此时x方向驱动电极403向x正方向运功，x方向驱动梁402的自锁触点也随之向x正方向运功，由于x方向驱动梁402的自锁触点发生位移，其上方的y方向驱动梁303的自锁触点再无阻碍，使得y方向驱动梁303向y轴负方向运动，进而完成开关从导通状态切换至断开状态。
本公开的实施例提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关，该开关采用惯性时序的双稳态原理，通过两组驱动梁结构的惯性差异，使得梁结构在运动时产生速度差，进而造成时序差异，实现开关的双稳态功能。相比于现有技术中通过外部时序电路控制产生时序差异的双稳态开关，本公开提供的开关原理简单，不需要复杂的时序控制，减小了系统的冗余度，提高了开关工作的可靠性。
本公开的另一方面提供了一种静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法，该方法制备的静电式双稳态RF MEMS开关如图1和图2所示，其通过MEMS工艺制造，该方法包括：步骤S1～S5。
S1，将硅片刻蚀形成硅锚区层II；其中，硅锚区层II包括多个锚点。
本公开的实施例中，如图4a所示，将硅片刻蚀形成硅锚区层II，该硅锚区层II包括多个锚点，锚点用于支撑电极作用，以构成可动结构。其中，硅锚区层II的层厚优选20μm～40μm。
S2，将硅锚区层II正面与衬底I进行阳极键合。
本公开的实施例中，如图4b所示，将硅锚区层II正面与玻璃衬底I进行阳极键合。
S3，将硅片的正面进行减薄处理，得到硅结构层III。
本公开的实施例中，如图4c所示，将硅片的正面(即硅片中除去硅锚区层II的部分)进行减薄处理，得到硅结构层III。其中，硅结构层III的层厚优选40μm～80μm。
S4，将硅结构层III进行光刻及刻蚀处理，形成共面波导传输线、开关触点、第一可动结构及第二可动结构。
本公开的实施例中，如图4d所示，将硅结构层III进行光刻及刻蚀处理，释放形成可动结构，得到共面波导传输线、开关触点、第一可动结构及第二可动结构。其中，共面波导传输线及开关触点的具体结构如图2所示，此处不再详细赘述。
S5，在步骤S5得到的器件表面溅射金属层IV，具体为共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离；
本公开的实施例中，如图4e所示，使用硬掩膜(如SiO2)遮挡分别溅射共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离。
其中，第一驱动结构为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成可动结构；第一驱动结构在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动开关触点与共面波导传输线接触，实现开关导通。第二驱动结构为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成可动结构；第二驱动结构在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动第二驱动结构的自锁触点与第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。需说明的是，第一驱动结构与第二驱动结构的具体结构如图2所示，此处不再详细赘述。
具体地，该金属层可以为金或铜等，层厚优选0.5μm～2μm。
本公开提供的静电式双稳态RF MEMS开关采用高阻硅材料制作，能够减小射频信号的衬底损耗。该开关的最小线宽为2.5μm，开关总体尺寸可以做到2mm×2mm以内。
需说明的是，该方式制备的静电式双稳态RF MEMS开关具体结构如图1～2所示，此处对该静电式双稳态RF MEMS开关具体结构及工作原理不再做详细的赘述。
从以上的描述中，可以看出，本公开上述的实施例至少实现了以下技术效果：
(1)、该开关采用惯性时序的双稳态原理，通过两组驱动梁结构的惯性差异，使得梁结构在运动时产生速度差，进而造成时序差异，实现开关的双稳态功能。相比于现有技术中通过外部时序电路控制产生时序差异的双稳态开关，本公开提供的开关原理简单，不需要复杂的时序控制，减小了系统的冗余度，提高了开关工作的可靠性。
(2)、通过采用开关驱动部分和传输线部分分离的设计，减小了直流偏置对射频信号的影响，且可以单独对传输线结构进行优化，得到了较好的射频性能。
(3)、采用了静电驱动方式，开关切换速度较快且切换过程中功耗较低，并通过双稳态功能实现开关导通时的零功耗。
(4)、开关触点行程较大(7μm)，从而实现了开关较大的隔离度。
尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。
Claims (10)
1.一种静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，包括：自下而上的衬底(I)、硅锚区层(II)、硅结构层(III)及金属层(IV)；
其中，所述硅锚区层(II)包括多个锚点，所述硅结构层(III)与所述金属层(IV)上形成共面波导传输线(10)、开关触点(20)、第一驱动结构(30)及第二驱动结构(40)；
所述第一驱动结构(30)为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成第一可动结构；其中，所述第一驱动结构(30)在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动所述开关触点(20)与所述共面波导传输线(10)接触，实现开关导通；
所述第二驱动结构(40)为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成第二可动结构；其中，所述第二驱动结构(40)在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动所述第二驱动结构(40)的自锁触点与所述第一驱动结构(30)的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。
2.根据权利要求1所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述第一驱动结构(30)包括：上固支梁结构(301)、y方向驱动梁(303)、y方向驱动电极(304)、下固支梁结构(305)及y方向驱动梁限位结构(306)；其中，
所述上固支梁结构(301)与所述下固支梁结构(305)相对设置且分别与部分锚点对应连接；
所述y方向驱动梁(303)设置于所述y方向驱动电极(304)中且与所述y方向驱动电极(304)非接触，所述y方向驱动梁(303)在所述y方向驱动电极(304)产生的静电力驱动下向y方向发生位移，从而推动所述开关触点(20)与所述共面波导传输线(10)的信号线接触，实现开关导通；
所述y方向驱动梁限位结构(306)用于限定所述y方向驱动梁(303)的位移量，防止所述y方向驱动梁(303)与所述y方向驱动电极(304)接触导致开关短路。
3.根据权利要求2所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述第一驱动结构(30)还包括：双回形弹簧结构(302)；其中，所述双回形弹簧结构(302)设置于所述上固支梁结构(301)中，且一端与所述开关触点(20)连接，另一端与所述y方向驱动梁(303)的上端连接；所述双回形弹簧结构(302)作为所述y方向驱动梁(303)与所述开关触点(20)之间的缓冲结构，其用于防止y方向驱动梁(303)运动速度过大时导致触点产生较大弹跳。
4.根据权利要求2所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述y方向驱动梁(303)包括2N个驱动梁，所述2N个驱动梁呈左右对称分布；其中，N为正整数。
5.根据权利要求1所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述第二驱动结构(40)包括：x方向驱动梁锚点(401)、x方向驱动梁(402)、x方向驱动电极(403)及x方向驱动梁限位结构(404)；其中，
所述x方向驱动梁(402)位于所述x方向驱动电极(403)两侧且与所述x方向驱动电极(403)非接触，所述x方向驱动梁(402)的一端与所述x方向驱动梁锚点(401)连接，另一端悬空；其中，所述x方向驱动梁(402)在所述x方向驱动电极(403)产生的静电力驱动下向x方向发生位移，进而实现所述第二驱动结构(40)的自锁触点与所述第一驱动结构(30)的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态；
所述x方向驱动梁限位结构(404)用于限定所述x方向驱动梁(402)的位移量，用于防止所述x方向驱动梁(402)与所述x方向驱动电极(403)接触导致开关短路。
6.根据权利要求5所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述x方向驱动梁(402)包括至少2组单端固支梁，所述至少2组单端固支梁对称分布于所述x方向驱动电极(403)的两侧，且与所述x方向驱动电极(403)非接触。
7.根据权利要求1所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，在所述第一驱动结构(30)及所述第二驱动结构(40)上施加相同的直流电压激励，以使所述第一驱动结构(30)及所述第二驱动结构(40)在静电力作用下产生相互垂直的位移。
8.根据权利要求1所述的静电式双稳态RF MEMS开关，其特征在于，所述衬底(I)与所述硅锚区层(II)阳极键合。
9.一种静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法，其特征在于，包括：
S1，将硅片刻蚀形成硅锚区层(II)；其中，所述硅锚区层(II)包括多个锚点；
S2，将所述硅锚区层(II)正面与衬底(I)进行阳极键合；
S3，将所述硅片的正面进行减薄处理，得到硅结构层(III)；
S4，将所述硅结构层(III)进行光刻及刻蚀处理，形成共面波导传输线、开关触点、第一可动结构及第二可动结构；
S5，在步骤S5得到的器件表面溅射共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离；
其中，所述第一驱动结构为沿y方向运动的驱动梁结构，其与部分锚点构成可动结构；其中，所述第一驱动结构在静电力驱动下产生y方向的位移，从而推动所述开关触点与所述共面波导传输线接触，实现开关导通；
所述第二驱动结构为沿x方向运动的驱动梁结构，其与另一部分锚点构成可动结构；其中，所述第二驱动结构在静电力驱动下产生x方向的位移，从而推动所述第二驱动结构的自锁触点与所述第一驱动结构的自锁触点接触或断开，实现开关双稳态状态。
10.根据权利要求9所述的静电式双稳态RF MEMS开关的制备方法，其特征在于，所述S4包括：
使用硬掩膜遮挡分别溅射共面波导金属和驱动层金属，形成第一驱动结构及第二驱动结构，完成第一驱动结构及第二驱动结构与信号传输结构的电学隔离。
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