[发明专利]一种基于体硅材料的外力驱动MEMS开关及其制作方法

说明书

技术领域

本发明提供一种基于体硅材料的外力驱动MEMS开关及其制作方法，实现微波信号的通路被切断，同时微波信号可以从探针处被引出用于信号测量，属于微电子器件技术领域。

背景技术

在微波技术研究中，RF MEMS开关由于其具有低插入损耗、高隔离度、高线性度和低功耗的特点，在射频系统中有着广泛的应用。RF MEMS开关的应用频率覆盖DC到300GHz的频率范围。开关是各种射频微波单片集成系统的重要和基础的组成元件，利用RF MEMS开关可以在提高系统集成度的同时提高系统性能。当前，绝大多数应用于毫米波波段的RF MEMS开关利用并联电容结构和串联接触结构。并联电容式开关通过使信号线与地线接通微波信号发生全反射而使开关实现关断信号的功能，串联接触式开关则通过断开信号线连接使开关实现关断信号的功能，通过闭合信号线连接实现信号传输。

RF MEMS开关大量应用于可重构的微波集成系统，而本发明的RF MEMS开关由外力驱动主要用于实现微波系统中各有关模块的可测试性。在高集成度的小尺寸的微波系统中，对于某个模块的信号引出和测试是一件比较困难的事，本发明为基于体硅材料的外力驱动MEMS开关，该外力驱动开关可以应用于微波系统中不同模块之间的连接部分，在需要对某个模块进行信号引出和测试时，采用同轴线探针外力驱动开关动端，使其与开关静端脱开，此时微波信号的通路被切断，同时微波信号可以从同轴线探针处引出用于信号测量，大大降低了在一般微波系统中信号引出的困难，增强了系统的可测试性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于体硅材料的外力驱动MEMS开关及其制作方法，该外力驱动开关利用外力驱动实现开关的截止态，并引出微波信号以用于信号的测量，应用该结构可以方便的实现对微波信号的监测，并解决在材料、工艺、可靠性、可重复性和生产成本等诸多方面的问题，从而为实现基于MEMS技术的方便于微波系统测试的RF MEMS开关结构在微波集成系统中的产业化应用提供了支持和保证。

技术方案：为解决上述MEMS技术问题，本发明提供了一种基于体硅材料的外力驱动MEMS开关，包括衬底5、设置在衬底上的微带线的信号线1、开关动端3、开关静端4；所述微带线的信号线1中间部分断开，所述开关动端3和所述开关静端4分别与所述微带线的信号线1中间断开部分两端的信号线连接；所述开关动端3与所述开关静端4均沿着垂直衬底5的方向延伸，并组成开关结构；所述开关动端3为末端能够变形的弹簧结构；当二者连通时，所述开关动端3的弹簧末端正好与所述开关静端4的末端接触。

所述开关动端3为末端能够下压的S形弹簧结构，所述开关静端4为反向的C形结构。

所述结构通过微电子加工工艺，采用硅材料制作。

所述结构采用高阻硅材料，并在表面电镀金属实现导电。

一种基于体硅材料的外力驱动MEMS开关的制作方法，步骤如下：

1）准备高阻硅衬底，在所述高阻硅衬底侧面光刻、显影出开关动端和开关静端图形；

2）深反应离子刻蚀刻蚀掉多余硅体，去胶，形成开关动端结构和反向开关静端结构；

3）减薄硅片，正面电镀金，反面电镀金；

4）划片，将相同的开关结构化成单独的一个个结构，形成单独的开关动端与开关静端结构；

5）微组装开关动端和开关静端结构，得到完整开关结构。

有益效果： RF MEMS开关大量应用于可重构的微波集成系统中，而本发明的RF MEMS开关由外力驱动主要用于实现微波系统中各有关模块的可测试性。在高集成度的小尺寸的微波系统中，对于某个模块的信号引出和测试是一件比较困难的事，本发明为基于体硅材料的外力驱动MEMS开关，该外力驱动开关可以应用于微波系统中不同模块之间的连接部分，在需要对某个模块进行信号引出和测试时，采用同轴线驱动开关动端，使其与开关静端脱开，此时微波信号的通路被切断，同时微波信号可以从同轴线处引出用于信号测量，大大降低了在一般微波系统中信号引出的困难，增强了系统的可测试性。且本发明的外力驱动MEMS开关利用微组装实现完整开关结构，相比传统MEMS开关的结构层厚度大大增加，实现了高可靠性，并可以施加较大的外力，从而实现MEMS开关的外力驱动。

附图说明

图1是基于体硅材料的外力驱动MEMS开关结构示意图。

其中有：衬底5、微带线的信号线1、微带线的地2、开关动端3、开关静端4。

具体实施方式