（电路与系统专业论文）无生产线模式RFMEMS器件与电路的设计与研究[电路与系统专业优秀论文].pdf

蔫要 摘要 未来的射频通信系统要求应用更加灵活、功能更加强大，同时又要求体积更小和功耗更低。微机电系 统( m e m s ) 技术由于能制作出极小尺寸的器件并能够完全集成到现代通信系统的射频前端，被认为是实 现e 述功能最有前途的制造工艺技术。无生产线( f a b l e s s ) 模式指的是芯片设计单位和工艺制造单位 的分工，即芯片设计单位可以不拥有生产线而存在和发展，而芯片制造单位则致力于工艺实现( 代 客户加工，简称代工) 。无生产线模式已经在集成电路设计制造领域广泛采用，然而在m e m s 领域， 大多数从事m e m s 研究与开发的高校和研究所。是采用独立的方式来制作微结构，对一些没有相关 资源设备或工艺经验的研究机构和中小企业来说，涉足微机电领域将是个很高的门槛。因此在m e m s 领域提出无生产线模式具有实际的意义。为了验证无生产线模式下设计制造m e m s 器件的可行性， 本文利用国外标准的m e m s 生产工艺设计制作了一系列基本的r f m e m s 器件，从而实践了 r f m e m s 器件的无生产线设计与研究的道路。 论文第二章首先简要地介绍了无生产线模式，然后简单介绍了正在使用的标准工艺线的情况， 重点介绍论文所采用的m e m s c a p 公司的m e t a l m u m p s 工艺。 单刀双掷( s p d t ) 开关广泛应用在微波和毫米波通信系统中，例如发送接收电路、移相器和 开关阵列等。在低频段，用g a a s 场效应晶体管和p i n - - 极管制成的单刀双掷开关电路具有很好的性 能，但是当工作频率超过g h z 时，性能随之恶化。同时这些固态开关还有一定的功耗，并且需要偏 置电路和匹配电路，这使得电路变得复杂。作为新兴技术，r f m e m s 开关由于它的低插损、高隔离 度、几乎可以忽略的功耗以及良好的线性度，越来越受到人们的关注。本论文的第三章提出了一种 基于横向金属接触、工作在0 5 g h z 的单刀双掷r f m e m s 开关电路结构。横向金属接触开关包括了 一套有限地共面波导( f g c p w ) 传输线和左右摆动的悬臂梁。为了降低开启电压，论文设计了一种曲 折型的折叠梁结构，并通过理论分析、仿真试验以及制作实现来验证该结构的可行性。 根据开关驱动方式不同，开关可以分为静电驱动、热驱动、电磁驱动、压电驱动等。热驱动方 式因其几何尺寸比例小的优势，具有很强的吸引力。采用热驱动方式可获得较大的驱动力，而且它 还有驱动电压低、变形大、结构简单、易于集成制造等特点。本文第四章利用一种基于热膨胀原理 的v 型悬臂梁式电热微驱动器来实现工作在0 - 8 g h z 的单刀单掷r f m e m s 开关设计。该开关具有 结构简单，驱动电压小，开关可靠的优点。设计采用横向金属直接接触形式，使开关具有较好的射 频性能。开关由厚的电镀镍和氮化硅作为结构层，由于氮化硅的绝缘作用，所以射频信号与驱动信 号做到了隔离，有助于进一步提高射频性能。电镀的金壁作为接触金属降低了接触电阻。 对m e m s 平板可变电容和叉指电容的可调范围已经有许多研究。然而这些可变电容的自谐振频 率都相对较低，这就限制了它们在高频范围的应用。因此有必要制作一个具有高自谐振频率的可变 电容。本文第五章提出了一种自谐振频率达到l2 g h z 的m e m s 可变电容，与传统可变电容具有两套 叉指不同的是，该电容利用了三套叉指，其中两套叉指构成了r f 电容，第三套叉指通过热激励器调 节电容，这有利于提高电容的自谐振频率并使可调电路与射频电路实现隔离。电容利用m e m s c a p 公司提供的m e t a l m u m p s 的标准工艺实现。该工艺可以在电容下挖槽，这样有利于降低寄生效应和 进一步提高自谐振频率，文中给出了仿真和测试结果。 m e m s 技术的发展，使提高片上螺旋电感的性能成为可能，一方面可以通过减小衬底损耗、寄 生和线圈电阻来改进电感性能，例如电镀厚金属来减少电感的串联电阻，腐蚀电感结构下的衬底， 减小衬底的寄生电容：另一方面可以通过改进电感的结构来提高电感的品质因数，例如采用三维螺 线管电感等。本文第六章利用厚金属和腐蚀衬底的方法设计研究三种r f m e m s 电感结构，设计实 现了具有较高p 值的电感。 压控振荡器( v c o ) 是射频通信系统中非常重要的组成部分，它主要应用于锁相环路和频率合成 器中来实现精确的参考频率。由于l cv c o 的相位噪声与其谐振回路的品质因数( q 值) 成反比，所 以需要高q 值的可变电容和电感。本文第七章结合前文设计的m e m s 电感，通过对电感的建模并利 用t s m co 1 8 t u nc m o s 工艺设计了l c 压控振荡器。仿真表明当载波频率为3 9 3 g h z 时相位噪声为 i 东南大学博士学位论文 1 2 6 d b c l - l z _ i m h z ，有效降低了l c 压控振荡器的相位噪声。 本文采用m e m s c a p 公司的m e t a l m u m p s 工艺对上述器件进行了设计和仿真，通过法国的 c m p ( c i r c u i tm u l t ip r o j e c t ) 项目进行代加工，并对芯片进行了在片测试测试结果表明：如果采用国 外代加工工艺的工艺文件，采用一定的仿真软件和版图设计工具，r f m e m s 器件设计能够达到预 期效果，对推进这种类型芯片的产业化作出了有益的尝试 关键词：射频微机电系统无生产线模式单刀双掷开关单刀单掷开关热驱动折叠梁可变电容高 q 值电感压控振荡器 u a b s t r a c t i nt h ef u t u r e ，r fa n dm i c r o w a v es y s t e m sr e q u i r es t r o n g e rf u n c t i o n a l i t ya n db e t t e rp e r f o r m a n c ew i t h s m a l l e rs i z ea n dl o w e rp o w e rc o n s u m p t i o n m i c r o - e l e c t r o - m e c h a n i c a ls y s t e m s ( m e m s ) h a v eb e e n i d e n t i f i e da sap r o m i s i n gt e c h n o l o g yt h a n k st ob o t ht h e i re x t r e m e l ys m a l ld i m e n s i o n sa n dt h ef a c t t h a tt h e y c a nb ei n t e g r a t e di n t ot h er ff r o n t e n d so fm o d e mt e l e c o m m u n i c a t i o n f a b l e s sm o d er e f e r st os e p a r a t i o n b e t 3 e e nc h i pd e s i g nh o u s e sa n dc h i pm a n u f a c t u r i n gf a c t o r i e s 1 n h ec h i pd e s i g nh o u s e sc a ns u r v i v ea n d d e v e l o pw i t h o u tm a n u f a c t u r ef a c i l i t i e s ，a n dt h ec h i pm a n u f a c t u r i n gf a c t o r i e sd e v o t et h e m s e l v e st oc h i p m a n u f a c t u r i n g 1 n h ef a b l e s sm o d eh a sb e e nw i d e l yu s e di nt h ef i e l do fi n t e g r a t e dc i r c u i t s h o w e v e r , i nt h e f i e l do fm e m s ，m o s to fm e m sr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ti nu n i v e r s i t i e sa n dr e s e a r c hi n s t i t u t e sp r o d u c e m i c r o s t r u c t u r e su s i n gi n d e p e n d e n ta p p r o a c h e s i ti sd i f f i c u l t f o rr e s e a r c hi n s t i t u t i o n sw h i c hh a v en o t r e l a t e de q u i p m e n to re x p e r i e n c et og e ti n t ot h ef i e l do fm e m s t h e r e f o r e ，t h ef a b l e s sm o d ei nt h ef i e l do f m e m si sap r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e i nt h i st h e s i s ，as e r i e so fb a s i ci 疆一m e m sd e v i c e sa r ed e s i g n e da n d r e a l i z e du s i n gt h ef o r e i g ns t a n d a r dm e m st e c h n o l o g y i nt h es e c o n dc h a p t e lab r i e fi n t r o d u c t i o no ft h ef a b l e s sm o d ea n dt h es t a n d a r dp r o c e s sa b r o a da r e g i v e nf i r s t l y n em e t a l m u m p sp r o c e s st e c h n o l o g yf r o mm e m s c a pc o m p a n yu s e di n t h i st h e s i s i s f u r t h e rh i g h l i g h t e d s i n g l e - p o l ed o u b l e - t h r o w ( s p d t ) s w i t c h e sa r ew i d e l yu s e di nm i c r o w a v ea n dm i l l i m e t e rw a v e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m s ，s u c ha st r a n s m i t t i n ga n dr e c e i v i n gc i r c u i t ，s w i t c h e d l i n ep h a s es h i f t e r sa n ds w i t c h a r r a y s t r a d i t i o n a ls e m i c o n d u c t o rs p d ts w i t c h e si e g a a sm e s f e t sa n dp i nd i o d e ss h o wg o o d p e r f o r m a n c ea tl o wf r e q u e n c y h o w e v e lt h ep e r f o r m a n c e so f t h ee l e c t r i c a ls w i t c h e sd e t e r i o r a t ea tt h eh i g h f r e q u e n c yr a n g e so v e rt h eg h zo r d e r t h e s es o l i d s t a t es w i t c h e sr e q u i r ep o w e rc o n s u m p t i o na n dm a t c h i n g n e t w o r k sa n db i a sn e u v o r k s ，w h i c hl e a dt os y s t e mm o r ec o m p l e x a sa ne m e r g i n gt e c h n o l o g y , m e m s s w i t c h e sa r em o r ea t t r a c t i v ed u et ot h el o wi n s e r t i o nl o s s ，h i g hi s o l a t i o na n dn e g l i g i b l ep o w e rc o n s u m p t i o n i nt h et h i r dc h a p t e r , as i n g l e p o l ed o u b l e - t h r o w ( s p d t ) s w i t c h i n gc i r c u i tu s i n gl a t e r a lm e t a l - c o n t a c t m e m ss w i t c h e si sd e m o n s t r a t e dt oo p e r a t ef r o md ct o5 g h z n em e t a l m e t a lc o n t a c t i n gs w i t c hc o n s i s t s o fas e to fq u a s i - f i n i t eg r o u n dc o p l a n a rw a v e g u i d e ( f g c p w ) t r a n s m i s s i o nl i n e sa n dar i g h ta n dl e f ts w i n g c a n t i l e v e rb e a m af o l d e dc a n t i l e v e rb e a mi sp r o p o s e dt or e d u c et h ed r i v e nv o l t a g e ，a n dt h es t r u c t u r ei s p r o v e db yt h e o r i c a la n a l y s i sa n ds i m u l a t i o nr e s u l t s m e m sa c t u a t o r sc a nb ed i v i d e di n t o s t a t i c e l e c t r o ，t h e r m a l ，e l e c t r o m a g n e t i c ，p i e z o e l e c t r i c o n e b e c a u s eo ft h es m a l ld i m e n s i o n ，h e a t - d r i v e na p p r o a c hi sm o r ea t t r a c t i v e u s i n gt h e r m a l - d r i v e na p p r o a c h ， t h el a r g ed r i v ef o r c e ，t h el o wv o l t a g e ，t h el a r g ed e f o r m a t i o n ，t h es i m p l es t r u c t u r e ，a n de a s et oi n t e g r a t e m a n u f a c t u r i n ga r ea v a i l a b l e i nt h ef o u r t hc h a p t e r , an e ws w i t c h i n gc i r c u i ti sp r e s e n t e df o rt h ea p p l i c a t i o n i nt h ef r e q u e n c yr a n g eo fd c 一8 g h z t h i ss w i t c hi sb a s e do nap r i n c i p l eo ft h e r m a le x p a n s i o no fv - s h a p e d b e a m ，a n de x h i b i t sh i g hr fl a p r f o r m a n c ed u et o i t sl a t e r a lc o n t a c tm e c h a ni s m i ti sc o m p o s e do f e l e c t r o p l a t e dn i c k e la n ds i l i c o nn i t r i d ea ss t r u c t u r a im a t e r i a l s t h ei n s u l a t i o nb e t w e e nb i a sa n ds i g n a lp o r t s i sr e a l i z e db yu s i n gs i l i c o nn i t r i d e t h em e t a lc o n t a c ti sr e a l i z e db yi n p l a n em o t i o n a n ds i d e w a l l c o n n e c t i o n t h eo p e r a t i o np r i n c i p l e ，d e s i g ni s s u e s ，f a b r i c a t i o np r o c e s s e s ，a n de x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r e d i s c u s s e di nd e t a i l r ft e s t i n gr e s u l t ss h o wt h es w i t c hh a sai o wi n s e r t i o ni o s so f o 9 d ba t8 g h z ，a n dah i g h i s o l a t i o no f3 0 d bb e l o w8 g h z 。 m a n yp a p e r sh a v eb e e np u b l i s h e do ni m p r o v i n gt h et u n i n gr a n g eo fb o t hm e m sv a r i a b l ep a r a l l e l p l a t ea n di n t e r d i g i t a ld e s i g n s h o w e v e r , t h e s ev a r i a b l ec a p a c i t o r se x h i b i tr e l a t i v e l yl o ws e l f - r e s o n a n t f r e q u e n c y , w h i c hl i m i t st h e i ra p p l i c a t i o ni nh i g hf r e q u e n c ya p p l i c a t i o n t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt od e v e l o p m e m sv a r i a b l ec a p a c i t a n c ew i t hah i g hs e l f - r e s o n a n tf r e q u e n c y i nt h ef i f t hc h a p t e r , an o v e lc o n f i g u r a t i o n n i 东南大学饵士学位论文 f o rav a r i a b l em e m sc a p a c i t o rw i t has e l f - r e s o n a n c ef r e q u e n c yo v e r12 g h zi s p r e s e n t e d 1 1 1 ep r o p o s e d m e m sc a p a c i t o rh a st h r e es e t so ff i n g e r s ；t w os e t sa r eu s e dt oc o n s t r u c tt h er fc a p a c i t o ra n dt h et h i r ds e t i su s e df o rt u n i n g n i sh e l p st oe x t e n dt h es e l f - r e s o n a n c ef r e q u e n c ya n di s o l a t et h ed cb i a sf r o mt h er f c i r c u i t t h ec a p a c i t o ri sf a b r i c a t e du s i n gt h em e t a l m u m p sp r o c e s sf r o mm e m s c a p t h ep r o c e s sa l l o w e d t h ea d d i t i o no fat r e n c hu n d e r n e a t ht h ec a p a c i t o r , w h i c hh e l p si nr e d u c i n gt h ep a r a s i t i ce f f e c t sa n di nf u r t h e r e x t e n d i n gi t ss e l f - r e s o n a n c ef r e q u e n c y w i t ht h ed e v e l o p m e n to fm e m st e c h n o l o g y , t oe n h a n c eo n - c h i ps p i r a li n d u c t o rp e r f o r m a n c ei s p o s s i b l e o nt h eo n eh a n d ，r e d u c i n gt h es u b s t r a t ed e p l e t i o n ，p a r a s i t i cr e s i s t a n c ea n dc o i lr e s i s t a n c e 咖 i m p r o v ep e r f o r m a n c e ，s u c ha se l e c t r o p l a t i n gt h i c km e t a lt or e d u c et h es e r i e sr e s i s t a n c eo ft h ei n d u c t o r , c o r r o s i n gt h es u b s t r a t eu n d e r n e a t ht h ei n d u c t o rt or e d u c et h ep a r a s i t i cc a p a c i t a n c e o n 廿l eo t h e rh a n d 。 i n d u c t a n c eq u a l i t yf a c t o rc a nb ei m p r o v e db yo p tt h es t r u c t u r eo ft h ei n d u c t o r , s u c ha st h eu s eo f t h r e e d i m e n s i o n a ls o l e n o i di n d u c t a n c e i nt h es i x t hc h a p t e r , t h r e er f m e m si n d u c t o rs t r u c t u r e sa r e d e s i g n e da n ds t u d i e du s i n gt h et h i c km e t a la n dc o r r o s i o no fs u b s t r a t e v o l t a g ec o n t r o l l e do s c i l l a t o r ( v c o ) i sav e r yi m p o r t a n te l e m e n ti nr a d i oc o m m u n i c a t i o ns y s t e m i ti s m a i n l yu s e di nap l lf r e q u e n c ys y n t h e s i z e rt oa c h i e v ea c c u r a t er e f e r e n c ef r e q u e n c y a st h ep h a s en o i s eo f l cv c oi si n v e r s e l yp r o p o r t i o n a lt ot h eq u a l i t yf a c t o ro ft h er e s o n a n tc i r c u i t ，t h ev a r i a b l ec a p a c i t a n c ea n d i n d u c t a n c ew i t hh i g hqi sn e c e s s a r y i nt h es e v e n t hc h a p t e r , a l ll cv c oc i r c u i ti sd e s i g n e du s i n gt h e f o r m e rd e s i g no fm e m si n d u c t o r sa n dt s m co 18p mc m o sp r o c e s s ，n es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t t h e3 9 3 g h zv c oh a sap h a s en o i s eo f 1 2 6 d b c h za talm h zo f f s e tf r o mt h ec a r r i e r t h eu s eo fm e m s e f f e c t i v e l yl o w e r st h el cv c o sp h a s en o i s e a l lt h e s ed e v i c e sa r ed e s i g n e du s i n gt h em e m s c a p sm e t a i m u m p st e c h n o l o g y t h e ya r ef a b r i c a t e d t h r o u g ht h ec m pp r o j e c ta n dm e a s u r e do nw a f e r t h em e a s u r e m e n tr e s u l t ss h o wt h a tt h e s er fm e m s d e v i c e sc o u l da c h i e v et h ee x p e c t e dp e r f o r m a n c et h r o u g ht h eu s eo fd e s i g nk i t ss i m u l a t i o ns o f t w a r e ，a n d l a y o u td e s i g nt o o l s k e yw o r d ：r f - m e m s ，f a b l e s sm o d e ，s p d ts w i t c h ，s p s ts w i t c h ，t h e r m a la c t u a t e ，f o l d e dc a n t i l e v e r , v a r i a b l ec a p a c i t o r , h i g hqi n d u c t o r , v o l t a g ec o n t r o lo s c i l l a t o r 插图 插图 图1 1 利用m e m s 技术实现无线通信系统的小型化l 图2 1 多项目晶圆1 3 图2 2p o l y m u m p s 结构示意图15 图2 3 利用p o l y m u m p s 制作的微电机。15 图2 - 4s o i m i m p s 结构示意图1 6 图2 5 利用s o i m u m p s 制作的、协1 6 图2 6m c t a l m u m p s 结构示意图k 1 6 图2 7 用m e t a l m u m p s 制作的可变电容。l7 图2 8 生长二氧化硅并淀积p s g l7 图2 9 刻蚀p s g 生成图形1 8 图2 1 0 淀积氮化硅和多晶硅1 8 图2 1 l 刻蚀多晶硅l 8 图2 1 2 淀积第二层氮化硅1 8 图2 1 3 刻蚀氮化硅层1 8 图2 1 4 淀积第二层p s g l8 图2 1 5 淀积电镀区金属1 9 图2 16 形成电镀模板l9 图2 1 7 电镀厚金属1 9 图2 1 8 移除电镀模板1 9 图2 1 9 形成电镀金的模板并电镀金1 9 图2 2 0 剥离电镀模板2 0 图2 - 21 移除牺牲层和氧化层2 0 图2 2 2 刻蚀衬底形成沟道2 0 图3 1m e m s 开关的连接方式2 7 图3 - 2 串联直接接触式开关2 9 图3 3 串联电容式开关3 0 图3 - 4 单刀双掷示意图3 0 图3 5 悬臂梁结构示意图3 2 图3 - 6 悬臂梁分段分析图3 2 图3 7 弯曲结构开关分段分析3 5 图3 - 8 悬臂梁结构受重力影响示意图3 6 图3 - 9 悬臂梁结构示意图3 7 图3 10 模态分析3 8 图3 1 1 单刀双掷开关电路原理3 9 图3 1 2 单刀双掷开关原理3 9 图3 1 3 静电激励器示意图：4 0 图3 1 4 闭合状态开关等效电路模型4 0 图3 1 5 断开状态开关等效电路模型皇4 0 图3 1 6 等效电路在开关结构上的示意图4 0 图3 1 7 不同的c g 对单刀双掷开关s 参数的仿真4 l 图3 1 8 芯片显微照片。4 2 图3 1 9 在片测试系统。4 3 i x 东南大学博士学位论文 图3 2 0 开关的测试框图4 3 图3 - 2 1 开关的射频性能测试4 4 图3 - 2 2 直流测试原理图4 4 图3 - 2 3 开关s w 3 的动态响应4 5 图4 1v 型悬臂粱式电热微驱动器4 7 图4 2 热驱动器基本结构4 8 图舢3 通过平板的一维导热。5 0 图4 4v 型粱的能量平衡示意图5 2 图4 5v 型梁的温度分布5 2 图4 石v 型梁受热变形示意图。5 5 图4 7v 型梁顶点位移与温度关系示意图5 5 图4 名倾斜角度与位移量的关系。5 6 图4 。9 悬臂梁的受力变形情况5 6 图4 - l ov 型梁并联阵列5 7 图4 11 闭合状态开关等效电路模型5 7 图4 - 1 2 等效电路在开关结构上的示意图5 7 图4 1 3 断开状态开关等效电路模型5 8 图4 1 4 等效电路在开关结构上的示意图5 8 图4 1 5 开关仿真的射频特性5 9 图4 1 6 开关的显微照片6 0 图4 1 7 单刀单掷开关的射频特性6 0 图4 18 开关的动态响应特性：6 l 图5 1 可变电容顶视图6 4 图5 - 2v 型梁的结构6 5 图5 3v 型梁的受力分析6 5 图5 4v 型梁的受热变形分析6 8 图5 5 不同方法分析比较v 型梁的受热变形6 8 图5 - 6 可变电容原理示意图6 9 图5 7 可变电容3 维模型。7 0 图5 8h f s s 仿真结果7 l 图5 9 电容和又指进入距离的关系7 2 图5 1 0 芯片显微照片。7 2 图5 - l ls l l 响应一7 3 图5 1 2 测得可调范围7 3 图dl 微机械平面电感及等效模型一7 6 图6 2 电感结构示意图7 9 图6 3 不同电感结构的9 值比较。7 9 图6 _ 4 电感结构剖面图8 0 图每5 不同电感结构的感值比较8l 图6 6 不同电感结构的q 值比较8 i 图6 7 各种不同电感的显微照片8 2 图6 8 不同电感结构的仿真比较8 3 图6 - 9 不同电感结构的q 值比较_ 8 3 图7 1 振荡器原理o 8 5 图7 - 2 差分m o s 对管负阻电路8 6 x 插图 图7 3 互补型压控振荡器8 7 图7 - 4 影响相位噪声的因素8 8 图7 - 5 ( a ) a m o s 电容结构；( b ) c v 曲线。8 9 图7 - 6m e m s 电感的等效电路8 9 图7 - 7 等效电路模型与h f s s 仿真结果的比较8 9 图7 8m e m s 键合线电感的等效电路9 0 图7 - 9 电感电容压控振荡器电路图9 l 图7 1 0v c o 等效电路9 2 图7 - l l 仿真结果9 3 x l 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名f 簧乏矽中 导师签名： e l 期：汐吵，哆 第l 章堵论 1 1 课题背景和意义 第1 章绪论 自从马可尼在1 9 0 1 年成功进行丁从英国至北美纽芽兰的世界上第一次报跨大西洋的无线电报通信试 验后，无线通信技术便以飞跃的速度进步如今无线通信漾刻地改变了人们的日常生活方式：通过穆动电 话人们可随时随地实现通话；借助汽车全球定位系统( g p s ) 人们可以找到从未到过的地方；蓝牙或无 线局域罔则帮助人们以无线方式互相传递计算机信息或者以无线方式随时随地融0 所欲地上罔。尽管如 此，全世界的科学家和工程师仍不遗余力地推动无线通信技术持续向前簏展”1 近年米，随着无线通信内容的急剧增加和对其精密度要求的提高一方面在无线通信系统中，把频 带划分为更多的信道以满足日益增多的客户要求；另一方面，无论是地面无线通信还是卫星通信都在向更 高频谫靛展以避免r f 频段的拥挤这些都对无线通信设备及其零部件的体积、重量以及制造工艺提出 了更加严 苦的要求。例如为了保证信号在通带内高的增益通带外大的衰减必须采用窄带滤波器，而 实现窄带的途径是果用高口值的无源元件( 分立电感、分立电容) 来实现良好的频串选择性i g 些无源元 件体积默散量众多，不易集成成为无线通信系统小型化的一个瓶颈。r f - m e m s ( r a d i