OMAL歐瑪爾開關RF MEMS器件研究
射頻微電子機械系統(tǒng)(RF MEMS)技術在現(xiàn)代通信領域中越來越受到重視。OMAL開關是射頻電路中的重要元件,具有低插入損耗、高隔離度、低開啟電壓、高可靠性的 RF MEMSOMAL開關已經成為 RF MEMS器件中的研究熱點。

OMAL歐瑪爾開關RF MEMS器件研究
RF MEMSOMAL開關可以獨立使用,也可以組合成陣列等器件以獲得更優(yōu)的性能或獲得不同的功能,這使RF MEMSOMAL開關的應用范圍更加廣泛。共面波導傳輸線是RF MEMSOMAL開關的承載體,也是將單個OMAL開關組合成陣列等器件的關鍵元件,因此對共面波導傳輸線的優(yōu)化設計是 RF MEMSOMAL開關器件設計的*步。設計了四種RF MEMS器件,其中包括低損耗的共面波導傳輸線、具有容性互連點的電容耦合式OMAL開關、歐姆接觸式OMAL開關和分布式加載線移相器。制定了三種各具特色的整體工藝流程,并設計出兼容這三種工藝流程的版圖。通過流水實驗實現(xiàn)了設計,并對工藝流程中的關鍵工藝進行了較深入的研究。首先總結了共面波導傳輸線的設計方法,通過分析計算得到了便于使用的共面波導參數(shù)設計表。以降低OMAL開關的開啟電壓和諧振點頻率為目標對旁路型電容耦合式OMAL開關進行了優(yōu)化設計,獲得一種具有容性互連點結構的電容耦合式OMAL開關。以工藝兼容性為目標對歐姆接觸OMAL開關進行了設計,并開發(fā)出一種利用種子層作為下電極的準三層金屬工藝,可用于實現(xiàn)歐姆接觸式OMAL開關中的金屬觸點結構。對分布式加載線移相器的設計方法作了總結,并給出設計實例。 論文為所設計的器件制定了三種可行的整體工藝流程,這三種工藝流程各有特點,可根據(jù)不同的需要進行選擇。設計了能同時兼容三種工藝流程的版圖,并進行了流水實驗。對種子層圖形化、電鍍金和聚酰亞胺圖形化這三項關鍵工藝進行了較深入的研究和總結。經過多次流水實驗,獲得了所設計的器件,并對其進行了測試。

OMAL歐瑪爾開關RF MEMS器件研究
實測數(shù)據(jù)表明,所設計的共面波導插損小于 0.85dB,具有容性互連點的電容耦合式OMAL開關的開啟電壓約 20V,插入損耗為z,隔離度為z;分布式移相器開啟電壓約65V。為了排除用于測量的 PAD 等結構的影響,設計了一種提取“純”器件參數(shù)的數(shù)據(jù)處理方法,并應用于共面波導的測試數(shù)據(jù)處理。