CN2658933Y - 一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 - Google Patents
一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2658933Y CN2658933Y CN 200320120459 CN200320120459U CN2658933Y CN 2658933 Y CN2658933 Y CN 2658933Y CN 200320120459 CN200320120459 CN 200320120459 CN 200320120459 U CN200320120459 U CN 200320120459U CN 2658933 Y CN2658933 Y CN 2658933Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control electrode
- radio frequency
- transmission line
- medium layer
- insulating medium
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关，其悬臂梁(11)悬空部分绝缘介质层(7)端部上的触点正好位于与驱动电压通路相隔离的射频输入与射频输出传输线(3)、(3′)之间缝隙的上方。在驱动电压的作用下，悬臂梁(11)悬空部分上下动作，其上触点与下方的射频输出、输入传输线(3)、(3′)处于不接触或接触的状态，即RFMEMS开关处于关态或开态的状态。
Description
技术领域
本实用属于射频电路中射频开关技术领域，主要用于射频电路中传输射频信号的开和关。
背景技术
射频开关设计时要求最小的插损，最大的隔离，阻抗匹配要好，驱动电压要低，开关频率往往要求要高。目前在射频电路中射频开关用半导体器件制作，如用PIN管或场效应管做射频开关。但由于是采用半导体器件作开关，在射频信号传输中不可避免要产生由金属和半导体的接触电阻带来的射频损耗和半导体p-n结的射频损耗等，对射频信号的传输十分不利，也使线性特征变坏。目前，半导体器件作开关截止频率还只能到几THz，还不能满足更高带宽需求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种射频电路用射频微机电系统(RFMEMS)开关，采用悬臂梁结构，驱动电压通路与射频信号隔离，不仅其插入损耗小，驱动功耗低，隔离度高，线性好，在制作上与微电子工艺兼容性好，由于结构简单使其设计和工艺技术大大简化，而且可用来直接实现体积小和重量轻的射频多芯片电路模块或单片子系统。
本实用新型实现的主要技术方案是这样的：
一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关，其特征是在衬底1上覆盖着一薄层绝缘介质层2，在绝缘介质层2上有一射频输入传输线3、一射频输出传输线3′、一地线4、一上控制电极延伸区14、一下控制电极9、两条电气连接金属线15以及一上控制电极压焊盘12和一下控制电极压焊盘13；在射频输入传输线3和射频输出传输线3′之间有一缝隙，下控制电极9与下控制电极压焊盘13之间由电气连接金属线15相连，且下控制电极9上表面有绝缘介质层10，上控制电极延伸区14与上控制电极压焊盘12之间由电气连接金属线15相连；在上控制电极延伸区14上制作有用于架设悬臂梁11的突起的导电的锚区5，悬臂梁11由上面的金属层和下面的绝缘介质层7组成，并一端固定于锚顶部，悬臂梁11上面的金属层即是上控制电极8，它通过锚区5与上控制电极延伸区14电气相连，悬臂梁11的悬空部分绝缘介质层7的端部上有一小突起金属触点6，并正好位于射频输入传输线3与射频输出传输线3′之间缝隙的上方。
上述的衬底1采用高阻硅、砷化镓、氧化铝陶瓷、玻璃或蓝宝石。
本实用新型的优点：本实用新型由于采用悬臂梁悬空部分在静电电压驱动下上下起伏，使端部触点处于与下方二射频传输线之间缝隙接触(开态)和不接触(关态)两种状态的结构，驱动电压通路与射频信号传输线之间是隔离的，不仅驱动电压低、插入损耗小，而且隔离度高、线性好。
附图说明
图1是射频微机电系统开关正视图。
图2是射频微机电系统开关剖视图。
在图中，1是衬底，2是覆盖在衬底上的绝缘介质层，3是射频输入传输线，3′是射频输出传输线，4是地线，5是锚区，6是金属触点，7是覆盖于悬臂梁上作为上控制电极8的金属层下面的绝缘介质层，10是覆盖在下控制电极9上的绝缘介质层，11是悬臂梁，12是上控制电极压焊盘，13是下控制电极控制盘，14是上控制电极延伸区，15是电气连接金属线。
具体实施方式
从图2中可见，金属触点6正好在射频输入传输线3的上方，下控制电极9在上控制电极8的下方。上控制电极8通过导电的锚区5与上控制电极延伸区14电气相连。图2所示是RFMEMS开关处于关态的情况，当驱动电压加在上控制电极8和下控制电极9上时，悬臂梁悬空部分向下弯曲，使金属触点6和射频输入传输线3相接触，同时也和射频输出传输线3′相接触，覆盖并接触上二射频传输线之间的缝隙，使射频输入传输线3和射频输出传输线3′接通，这时RFMEMS开关处于开态。在这里，驱动电压通路和射频信号之间是隔离的。
实施例
在电阻率为400Ω·cm的φ3″400μm厚的硅片(衬底1)表面用微电子工艺形成1μm厚的SiO2绝缘介质层2，再用微电子工艺在此SiO2层上形成由金层构成的共面波导射频输入传输线3和射频输出传输线3′、下控制电极9、上控制电极压焊盘12、下控制电极压焊盘13、地线4、上控制电极延伸区14和二条电气连接金属线15。上控制电极延伸区14与上控制电极压焊盘12通过电气连接金属线15相连，下控制电极9与下控制电极压焊盘13通过电气连接金属线15相连。金属层厚度为2μm。用微电子工艺在下控制电极9上形成1μm厚SiO2绝缘介质层10覆盖。用微电子工艺在上控制电极延伸区14上形成由金属构成的一小突起——锚区5，锚区5面积100×100μm，高4μm。用微电子工艺形成悬臂梁11，悬臂梁11长度300μm，宽度100μm，厚度2μm，悬臂梁11由两层不同材料组成，上面是作为上控制电极8的金属层，金属层厚1μm，下面是SiO2绝缘介质层7，厚度1μm，悬臂梁11的一端与锚区5顶部连接固定，并使悬臂梁11上面的上控制电极8金属层与锚区5顶部的金属层电气相连。在悬臂梁11悬空部分下面的绝缘介质层SiO2端部上用微电子工艺制作一小突起金属触点6，金属触点6面积50×100μm，高2μm。在用微电子工艺加工的整个版面设计时，将下控制电极9设计在悬臂梁11悬空部分下方，使射频输入传输线3和射频输出传输线3′之间留有一50μm宽的缝隙，并使此缝隙的位置正好在悬臂梁11悬空部分端部触点的下方。
Claims (2)
1.一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关，其特征是在衬底(1)上覆盖着一薄层绝缘介质层(2)，在绝缘介质层(2)上有一射频输入传输线(3)、一射频输出传输线(3′)、一地线(4)、一上控制电极延伸区(14)、一下控制电极(9)、两条电气连接金属线(15)以及一上控制电极压焊盘(12)和一下控制电极压焊盘(13)；在射频输入传输线(3)和射频输出传输线(3′)之间有一缝隙，下控制电极(9)与下控制电极压焊盘(13)之间由电气连接金属线(15)相连，且下控制电极(9)上表面有绝缘介质层(10)，上控制电极延伸区(14)与上控制电极压焊盘(12)之间由电气连接金属线(15)相连；在上控制电极延伸区(14)上制作有用于架设悬臂梁(11)的突起的导电的锚区(5)，悬臂梁(11)由上面的金属层和下面的绝缘介质层(7)组成，并一端固定于锚顶部，悬臂梁(11)上面的金属层即是上控制电极(8)，它通过锚区(5)与上控制电极延伸区(14)电气相连，悬臂梁(11)的悬空部分绝缘介质层(7)的端部上有一小突起金属触点(6)，并正好位于射频输入传输线(3)与射频输出传输线(3′)之间缝隙的上方。
2.根据权利要求1所述的驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关，其特征是衬底(1)采用高阻硅、砷化镓、氧化铝陶瓷、玻璃或蓝宝石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200320120459 CN2658933Y (zh) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200320120459 CN2658933Y (zh) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2658933Y true CN2658933Y (zh) | 2004-11-24 |
Family
ID=34348040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200320120459 Expired - Lifetime CN2658933Y (zh) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2658933Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1971300B (zh) * | 2005-10-20 | 2010-12-01 | 国际商业机器公司 | 测量开关特性的装置和增大开关样品尺寸的装置 |
| CN101332971B (zh) * | 2008-07-29 | 2011-07-06 | 东南大学 | 基于微电子机械悬臂梁通过式微波功率检测器及制备方法 |
| CN104851753A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 亚德诺半导体集团 | 具有恒定电容的mems器件 |
| WO2024087079A1 (zh) * | 2022-10-27 | 2024-05-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | Mems器件及其制备方法、电子设备 |
-
2003
- 2003-11-07 CN CN 200320120459 patent/CN2658933Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1971300B (zh) * | 2005-10-20 | 2010-12-01 | 国际商业机器公司 | 测量开关特性的装置和增大开关样品尺寸的装置 |
| CN101332971B (zh) * | 2008-07-29 | 2011-07-06 | 东南大学 | 基于微电子机械悬臂梁通过式微波功率检测器及制备方法 |
| CN104851753A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 亚德诺半导体集团 | 具有恒定电容的mems器件 |
| US9659717B2 (en) | 2014-02-18 | 2017-05-23 | Analog Devices Global | MEMS device with constant capacitance |
| CN104851753B (zh) * | 2014-02-18 | 2018-04-24 | 亚德诺半导体集团 | 具有恒定电容的mems器件 |
| WO2024087079A1 (zh) * | 2022-10-27 | 2024-05-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | Mems器件及其制备方法、电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6972650B2 (en) | System that includes an electrode configuration in a MEMS switch | |
| EP1391906B1 (en) | Electrostatic RF mems switches | |
| Zavracky et al. | Microswitches and microrelays with a view toward microwave applications | |
| US6529093B2 (en) | Microelectromechanical (MEMS) switch using stepped actuation electrodes | |
| CN100550429C (zh) | 具有触头和支座凸块的mems器件及其相关方法 | |
| CN101620952B (zh) | 一种欧姆接触式射频开关及其集成工艺 | |
| US7022542B2 (en) | Manufacturing method of a microelectromechanical switch | |
| US6621135B1 (en) | Microrelays and microrelay fabrication and operating methods | |
| US20060290443A1 (en) | Ultra-low voltage capable zipper switch | |
| CN101226856B (zh) | 微开关器件及其制造方法 | |
| CN1848344B (zh) | 静电微触点通断器及其制造方法、使用该通断器的装置 | |
| MX2013011270A (es) | Conmutador de puntos de cruce para sistemas microelectromecanicos de radiofrecuencia y matriz de conmutacion de puntos de cruce que comprende conmutadores de puntos de cruce para sistemas microelectromecanicos de radiofrecuencia. | |
| US8279026B2 (en) | Micro-machined relay | |
| Seki et al. | Development of a large-force low-loss metal-contact RF MEMS switch | |
| CN102623253A (zh) | 一种快速射频微机械开关 | |
| CN2658933Y (zh) | 一种驱动电压通路与射频信号隔离的微机电系统开关 | |
| EP1556877B1 (en) | A micromachined relay with inorganic insulation | |
| US20040113715A1 (en) | MEMS millimeter wave switches | |
| CN112839429B (zh) | 一种环形触点射频微机械开关及其制备方法 | |
| CN202085146U (zh) | 具有低驱动电压的射频微机械系统电容式并联开关 | |
| CN100521030C (zh) | 微机电装置和模块及其驱动方法 | |
| CN1314689A (zh) | 硅、金属、介质膜桥射频微机电系统开关 | |
| CN102243941B (zh) | 具有低驱动电压的射频微机械系统电容式并联开关 | |
| JP2007214039A (ja) | マイクロマシンスイッチ及び電子機器 | |
| KR100620958B1 (ko) | Ｍｅｍｓ 스위치 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20131107 Granted publication date: 20041124 |