[发明专利]微电子机械开关自激励机理的测试结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提出了微电子机械开关的自激励机理的测试结构及其制备方法，属于微电 子机械系统的技术领域。

背景技术

微电子机械开关具有高隔离度、低插入损耗和高线性度等优点。然而，由于自激 励机理的存在，与传统的半导体开关相比，微电子机械开关的功率处理能力较小，一 般不超过几瓦。因此，在微电子机械开关的应用过程中，有必要对自激励机理进行理 论分析和实验验证。目前对微电子机械开关的自激励机理验证的方法是通过相关的仪 器设备对普通的开关进行测试，而对开关自激励机理的测试结构没有进行专门设计。 然而，为了更精确的验证开关的自激励机理，设计专门的微电子机械开关自激励机理 的测试结构是有必要的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出微电子机械开关自激励机理的测试结构及其制备 方法，实现对自激励机理的精确测试，并简化实验过程对所需仪器设备的要求。

技术方案：本发明的微电子机械开关自激励机理的测试结构以砷化稼为衬底，在 衬底上设有共面波导(Coplanar Waveguide，简称CPW)、一分四功率分配器和梁结构 阵列：

CPW用于实现测试仪器和一分四功率分配器，一分四功率分配器和梁结构阵列以 及梁结构阵列和测试仪器的电路连接。

一分四功率分配器由三个一分二Wilkinson功率分配器组成：一个射频(Radio Frequency，简称RF)输入端口，与测试仪器相连；四个RF输出端口，与四个梁结构 相连。一分二Wilkinson功率分配器以CPW连接两路的不对称共面带线(Asymmetric Coplanar Waveguide，简称ACPS)的方式实现，隔离电阻采用氮化钽薄膜电阻。一分 四功率分配器实现了把RF输入端口的信号等分成四路输出。

微电子机械开关自激励机理的测试结构具有五个相同的梁结构，其中一个梁结构 直接与RF输入端口和RF输出端口连接，其余四个梁结构分别对应与一分四功率分配 器的四个输出端口连接，另一端分别接RF输出端口，五个梁结构各自具有独立的驱动 电极；在机械结构上，CPW、一分四功率分配器、梁结构阵列设置在同一块衬底上。

CPW由CPW的信号线和地线构成。

一分四功率分配器由三个一分二Wilkinson功率分配器组成，形成RF输入端口和 四个RF输出端口；一分二Wi lkinson功率分配器以CPW连接两路ACPS的方式实现， 隔离电阻采用氮化钽薄膜电阻。

梁结构阵列由一个单独的梁结构和四个分别与一分四功率分配器四个RF输出端口 相连的梁结构组成；梁结构是固支梁，或是悬臂梁；固支梁横跨在CPW上，两个锚区 分别位于CPW的两个地线上；固支梁下面的CPW信号线被氮化硅介质层覆盖，至于悬 臂梁则为插入式，也就是说，CPW的信号线除去一段，梁的锚区位于信号线断开的一 端，梁的接触端悬空但与信号线断开的另一端交叠；驱动电极上覆盖氮化硅介质层， 固支梁结构的驱动电极位于CPW信号线与CPW的地线的空隙上，而悬臂梁的驱动电极 位于CPW信号线的断开处，驱动电极的引线从CPW的地线的断开处引出，而CPW地线 的断开处用空气桥连接。

普通的微电子机械开关自激励机理的测试结构一般都是把一个梁结构制作在CPW 而实现的。本发明的测试结构另外把四个相同的梁结构与一分四功率分配器相连，每 个梁的驱动电极都是独立分开的，也就是说可以对四个梁分别加不同的驱动电压。