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、彎曲個數(shù)為2個、套數(shù)為2個；所述上電極分為驅(qū)動電極板和電容上極板，所述驅(qū)動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)動電壓。實(shí)驗(yàn)證明，驅(qū)動電壓可低于3V。
【專利說明】—種電容式RF MEMS開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計涉及一種電容式RF MEMS開關(guān)，屬于射頻【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]RF MEMS開關(guān)通常采用靜電驅(qū)動技術(shù)，具有能耗低(數(shù)微瓦)、偏置網(wǎng)絡(luò)簡單、開關(guān)時間較短(電極尺寸小、膜層薄)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在驅(qū)動電壓高(30-80 V)等缺點(diǎn)。而移動通信設(shè)備的工作電壓一般要低很多，如手機(jī)的工作電壓為3.3 V，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)動電壓有很大關(guān)系,驅(qū)動電壓每下降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)動電壓。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計是通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)的:
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，其特征在于:所述彈性折疊梁彎曲形狀為η形、彎曲個數(shù)為2個、套數(shù)為2個；所述上電極分為驅(qū)動電極板和電容上極板,所述驅(qū)動電極板和電容上極板之間通過雙直梁連接。
[0005]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SiO2,絕緣介質(zhì)層材料為Si3N4。
[0006]優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于:所述緩沖介質(zhì)層厚為I μ m,所述絕緣介質(zhì)層厚度為150nm。
[0007]優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于:所述驅(qū)動電極板和電容上極板、所述彈性折疊梁材料為Si/Al合金。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本設(shè)計通過采用2套彎曲形狀為η形、彎曲個數(shù)為2個的彈性折疊梁結(jié)構(gòu)的，同時將上電極分為通過雙直梁連接的驅(qū)動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)動電壓，實(shí)驗(yàn)證明，驅(qū)動電壓可低于3V。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]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。
[0010]附圖標(biāo)號的含義如下: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】
[0011]下面將結(jié)合說明書附圖，對設(shè)計作進(jìn)一步的說明。
[0012]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I 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I彎曲形狀為η形、彎曲個數(shù)為2個、套數(shù)為2個；所述上電極2分為驅(qū)動電極板2-1和電容上極板2-2，所述驅(qū)動電極板2-1和電容上極板2-2之間通過雙直梁9連接。
[0013]降低開關(guān)的驅(qū)動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)烈振動時微橋易與信號線發(fā)生粘附而使開關(guān)失效，并且會降低開關(guān)的隔離度；增大驅(qū)動電極的面積，會增加開關(guān)的幾何尺寸。本設(shè)計主要是通過開關(guān)微橋彈性支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，在保持其良好電氣性能的同時，通過降低彈性系數(shù)降低開關(guān)的驅(qū)動電壓。
[0014]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SiO2,絕緣介質(zhì)層5材料為Si3N4。
[0015]優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于:所述緩沖介質(zhì)層4厚為Ium,所述絕緣介質(zhì)層5厚度為150nm。
[0016]優(yōu)選的，所述的一種電容式RF MEMS開關(guān)，其特征在于:所述驅(qū)動電極板2_1和電容上極板2-2、所述彈性折疊梁I材料為Si/Al合金。
[0017]以上顯示和描述了本設(shè)計的基本原理、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)計的原理，在不脫離本設(shè)計精神和范圍的前提下，本設(shè)計還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本設(shè)計范圍內(nèi)。本設(shè)計要求保護(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、彎曲個數(shù)為2個、套數(shù)為2個；所述上電極分為驅(qū)動電極板和電容上極板，所述驅(qū)動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(大于1000 Ω * cm),緩沖介質(zhì)層材料為SiO2,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RFMEMS開關(guān)，其特征在于:所述緩沖介質(zhì)層厚為I 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RFMEMS開關(guān)，其特征在于:所述驅(qū)動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】H01H59/00GK103943417SQ201410139807
【公開日】2014年7月23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