[发明专利]基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关及制备方法

权利要求书

1.一种基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关，其特征在于，所述开关 包括：一段叉指式共面波导传输线(1)、可动极板(2)、硅衬底(3)和绝缘介质(4)， 其中：绝缘介质(4)覆盖在硅衬底(3)上，叉指式共面波导传输线(1)和可动极 板(2)均设置在覆盖有绝缘介质(4)的硅衬底(3)上，且可动极板(2)在叉指式 共面波导传输线(1)中的固定极板(5)上方，同时固定极板(5)作为叉指式共面 波导传输线(1)的信号线，该信号线与外接射频电路连接；在可动极板(2)和固定 极板(5)之间设置一偏置电压，用以控制所述开关的通断，从而控制外接射频信号 的接通与断开。

2.根据权利要求1所述的基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关，其特 征在于，所述的叉指式共面波导传输线(1)为周期性弯曲波导结构，有效缩小叉指 式共面波导传输线(1)的纵向尺寸，减小所述开关整体尺寸。

3.根据权利要求2所述的基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关，其特 征在于，所述的叉指式共面波导传输线(1)，为采用掩膜电镀的方法制备的金属条带， 其材料为铜或银，并在铜或银的表面镀金以防氧化。

4.根据权利要求2所述的基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关，其特 征在于，所述的叉指式共面波导传输线(1)包括：固定极板(5)和第一地线(6)、 第二地线(7)，其中：固定极板(5)位于第一地线(6)、第二地线(7)中间，第 一地线(6)、第二地线(7)、固定极板(5)三者并行，且固定极板(5)与第一地 线(6)、第二地线(7)之间的距离始终相等。

5.根据权利要求4所述的基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关，其特征 在于，所述固定极板(5)即信号线上设有一层高介电常数的绝缘层，所述高介电常 数是指介电常数在9-500范围内。

6.一种权利要求1-5任一项所述的基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关 的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

第一步、在硅衬底(3)上悬涂或者沉积一层绝缘介质(4)；

第二步、在覆盖有绝缘介质(4)的硅衬底(3)上形成叉指式共面波导传输线(1)， 其中叉指式共面波导传输线(1)包括固定极板(5)和第一地线(6)、第二地线(7)， 固定极板(5)作为所述开关的信号线用于与外接射频电路连接；

第三步、利用悬涂法或气相沉积法，在第二步的固定极板(5)上表面及第一地 线(6)、第二地线(7)的部分表面形成绝缘层(8)；并根据MEMS电容式射频开 关的性能要求，调节第一地线(6)、第二地线(7)部分表面上绝缘层(8)的大小 和宽度；

第四步、在第三步的固定极板(5)上的绝缘层(8)及第一地线(6)、第二地 线(7)未覆盖绝缘层(8)的表面之上形成牺牲层(9)；

第五步、利用电镀方法，在第四步的牺牲层(9)上形成桥式结构的可动极板(2)；

第六步、在第五步的可动极板(2)中形成通气孔(10)，以暴露牺牲层(9)， 且通过通气孔(10)除去牺牲层(9)以形成空腔。

7.根据权利要求6所述的一种基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关的制 备方法，其特征在于，第一步中，所述的绝缘介质(4)选用PI、SiO₂或SOG材料 形成。

8.根据权利要求6所述的一种基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关的制 备方法，其特征在于，第三步中，所述的绝缘层(8)选用PI或SOG薄膜。

9.根据权利要求6所述的一种基于硅衬底的紧凑型MEMS电容式射频开关的制 备方法，其特征在于，第五步中，所述的可动极板(2)选用电镀Ni再镀金形成， 以提高所述开关的稳定性及使用寿命。