一種電容式rf mems開關(guān)的制作方法
【專利摘要】一種電容式RF?MEMS開關(guān)，包括襯底、位于襯底上的緩沖介質(zhì)層、接地線、共面波導(dǎo)傳輸線、錨點(diǎn)、絕緣介質(zhì)層、彈性折疊梁、上電極，所述接地線、共面波導(dǎo)傳輸線、錨點(diǎn)設(shè)于緩沖介質(zhì)層上，所述絕緣介質(zhì)層覆于所述共面波導(dǎo)傳輸線上，所述彈性折疊梁一端與錨點(diǎn)連接，一端與上電極連接，所述上電極與所述絕緣介質(zhì)層留有間隙，所述彈性折疊梁彎曲形狀為n形、彎曲個(gè)數(shù)為2個(gè)、套數(shù)為2個(gè)；所述上電極分為驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板，所述驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板之間通過雙直梁連接。通過優(yōu)化上極板的支撐結(jié)構(gòu)，從而有效的降低微橋的彈性系數(shù)，從而降低電容式RF?MEMS開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓。實(shí)驗(yàn)證明，驅(qū)動(dòng)電壓可低于3V。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本設(shè)計(jì)涉及一種電容式RF MEMS開關(guān)，屬于射頻【技術(shù)領(lǐng)域】。 -種電容式RF MEMS開關(guān)

【背景技術(shù)】
[0002] RF MEMS開關(guān)通常采用靜電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，具有能耗低（數(shù)微瓦）、偏置網(wǎng)絡(luò)簡單、開關(guān) 時(shí)間較短（電極尺寸小、膜層薄）等優(yōu)點(diǎn)，但也存在驅(qū)動(dòng)電壓高（30-80 V)等缺點(diǎn)。而移動(dòng) 通信設(shè)備的工作電壓一般要低很多，如手機(jī)的工作電壓為3. 3V，需要增加向上變換器。另 夕卜，電容式RF MEMS開關(guān)的壽命與驅(qū)動(dòng)電壓有很大關(guān)系，驅(qū)動(dòng)電壓每下降5-7V，開關(guān)的壽命 可延長10年。如何降低驅(qū)動(dòng)電壓，不僅和開關(guān)的材料有關(guān)，還與開關(guān)的幾何結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是通過優(yōu)化上極板的支撐結(jié)構(gòu)，從而有效的降低微橋的彈性系數(shù)， 從而降低電容式RF MEMS開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)是通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種電容式RF MEMS開關(guān)，包括襯底、位于襯底上的緩沖介質(zhì)層、接地線、共面波導(dǎo) 傳輸線、錨點(diǎn)、絕緣介質(zhì)層、彈性折疊梁、上電極，所述接地線、共面波導(dǎo)傳輸線、錨點(diǎn)設(shè)于緩 沖介質(zhì)層上，所述絕緣介質(zhì)層覆于所述共面波導(dǎo)傳輸線上，所述彈性折疊梁一端與錨點(diǎn)連 接，一端與上電極連接，所述上電極與所述絕緣介質(zhì)層留有間隙，其特征在于：所述彈性折 疊梁彎曲形狀為η形、彎曲個(gè)數(shù)為2個(gè)、套數(shù)為2個(gè)；所述上電極分為驅(qū)動(dòng)電極板和電容上 極板，所述驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板之間通過雙直梁連接。
[0006] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述襯底材料選用高阻硅 (大于1000 Ω · cm)，緩沖介質(zhì)層材料為Si02，絕緣介質(zhì)層材料為Si3N4。
[0007] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述緩沖介質(zhì)層厚為1 μ m， 所述絕緣介質(zhì)層厚度為150nm。
[0008] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)電極板和電容上 極板、所述彈性折疊梁材料為Si/Al合金。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本設(shè)計(jì)通過采用2套彎曲形狀為η形、彎曲個(gè)數(shù)為2個(gè)的彈 性折疊梁結(jié)構(gòu)的，同時(shí)將上電極分為通過雙直梁連接的驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板，有效地 降低了微橋的彈性系數(shù)，從而有效地降低了降低開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓，實(shí)驗(yàn)證明，驅(qū)動(dòng)電壓可低 于3V。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為RF MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為彈性折疊梁結(jié)構(gòu)形狀示意圖，圖3為彈性 折疊梁與上電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 附圖標(biāo)號(hào)的含義如下：1彈性折疊梁，2上電極，3錨點(diǎn)，4緩沖介質(zhì)層，5絕緣介質(zhì) 層，6共面波導(dǎo)傳輸線，7接地線，8襯底，9直梁。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面將結(jié)合說明書附圖，對設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說明。
[0013] 如圖1-3所示，一種電容式RF MEMS開關(guān)，包括襯底8、位于襯底上的緩沖介質(zhì)層 4、接地線7、共面波導(dǎo)傳輸線6、錨點(diǎn)3、絕緣介質(zhì)層5、彈性折疊梁1、上電極2,所述接地線 7、共面波導(dǎo)傳輸線6、錨點(diǎn)3設(shè)于緩沖介質(zhì)層4上，所述絕緣介質(zhì)層5覆于所述共面波導(dǎo)傳 輸線6上，所述彈性折疊梁1 一端與錨點(diǎn)3連接，一端與上電極2連接，所述上電極2與所 述絕緣介質(zhì)層5留有間隙，其特征在于：所述彈性折疊梁1彎曲形狀為η形、彎曲個(gè)數(shù)為2 個(gè)、套數(shù)為2個(gè)；所述上電極2分為驅(qū)動(dòng)電極板2-1和電容上極板2-2,所述驅(qū)動(dòng)電極板2-1 和電容上極板2-2之間通過雙直梁9連接。
[0014] 降低開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓主要有三種措施：降低開關(guān)微橋的彈性系數(shù)；降低微橋與下 電極間的初始間距；增大驅(qū)動(dòng)電極的面積。降低微橋與下電極間的初始間距，開關(guān)工作或受 到強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)微橋易與信號(hào)線發(fā)生粘附而使開關(guān)失效，并且會(huì)降低開關(guān)的隔離度；增大驅(qū) 動(dòng)電極的面積，會(huì)增加開關(guān)的幾何尺寸。本設(shè)計(jì)主要是通過開關(guān)微橋彈性支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 優(yōu)化，在保持其良好電氣性能的同時(shí)，通過降低彈性系數(shù)降低開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0015] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述襯底8材料選用高阻 硅（大于1000 Ω · cm)，緩沖介質(zhì)層4材料為Si02，絕緣介質(zhì)層5材料為Si3N4。
[0016] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述緩沖介質(zhì)層4厚為 1 μ m,所述絕緣介質(zhì)層5厚度為150nm。
[0017] 優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)電極板2-1和電 容上極板2-2、所述彈性折疊梁1材料為Si/Al合金。
[0018] 以上顯示和描述了本設(shè)計(jì)的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本設(shè)計(jì)不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本設(shè)計(jì)的原 理，在不脫離本設(shè)計(jì)精神和范圍的前提下，本設(shè)計(jì)還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn) 都落入要求保護(hù)的本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界 定。
【權(quán)利要求】
1. 一種電容式RFMEMS開關(guān)，包括襯底、位于襯底上的緩沖介質(zhì)層、接地線、共面波導(dǎo)傳 輸線、錨點(diǎn)、絕緣介質(zhì)層、彈性折疊梁、上電極，所述接地線、共面波導(dǎo)傳輸線、錨點(diǎn)設(shè)于緩沖 介質(zhì)層上，所述絕緣介質(zhì)層覆于所述共面波導(dǎo)傳輸線上，所述彈性折疊梁一端與錨點(diǎn)連接， 一端與上電極連接，所述上電極與所述絕緣介質(zhì)層留有間隙，其特征在于：所述彈性折疊梁 彎曲形狀為η形、彎曲個(gè)數(shù)為2個(gè)、套數(shù)為2個(gè)；所述上電極分為驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板， 所述驅(qū)動(dòng)電極板和電容上極板之間通過雙直梁連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種電容式RFMEMS開關(guān)，其特征在于：所述襯底材料選用高阻 硅，電阻率大于1000Ω · cm，緩沖介質(zhì)層材料為Si02，絕緣介質(zhì)層材料為Si3N4。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述緩沖介質(zhì)層厚為 1 μ m,所述絕緣介質(zhì)層厚度為150nm。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)電極板和電容 上極板、所述彈性折疊梁材料為Si/Al合金。
【文檔編號(hào)】H01H59/00GK203910687SQ201420168547
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】楊俊民 申請人:蘇州錕恩電子科技有限公司