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文档简介

1、欧姆式RFMEMS开关可靠性的分析李枭2015/11/26射频微电子机械系统1.RF MEMS射频(RF)微电子机械系统(MEMS)是借用微电子加工工艺技术制作的小型机械器件或系统,用于RF和微波频率(0.1100GHz)电路中的信号处理。射频微电子机械系统 RF MEMS开关靠悬梁或膜桥的机械移动实现对RF信号传输线的通/断控制,是最常见的RF MEMS控制元件,是RF结构中一个关键的MEMS器件。根据RF信号通道形式,MEMS开关可分为欧姆接触式和电容耦合式两种。射频微电子机械系统欧姆式开关是通过金属与金属的直接接触实现RF信号的导通,适用于0.16GHz、低功率(0.15mW)频率电路中

2、;而电容式开关则是靠金属膜-绝缘层-金属膜的电容耦合控制RF信号的通/断,在6GHz以上工作性能较好,并且适合较高功率频率电路的应用。射频微电子机械系统2.欧姆接触式MEMS开关的失效机理机理：欧姆接触式机理：欧姆接触式MEMSMEMS开关失效主要是来自于重开关失效主要是来自于重复动作中接触电阻的增加或黏附的发生。复动作中接触电阻的增加或黏附的发生。并非是机械原因：机械偏转相对较小，悬梁、膜桥结构因而机械失效的成分较低。射频微电子机械系统3.欧姆接触材料的选择接触材料的选择,要考虑材料硬度、电阻率/接触电阻、熔点和工艺难度等因素。（1）.欧姆式MEMS开关的接触电阻要尽可能小,以减小焦耳热和R

3、F信号的插入损耗。(Au-Au)（2）.一般来说,与纯金相比,增加材料的硬度就会增加开关的可靠性。通常却以增加接触电阻和最小接触力(从而会增加驱动电压)为代价。射频微电子机械系统（特别的）欧姆接触的失效,还会随RF功率的增加引起接触区的升温造成金属层间的微焊接而加剧,这对于大功率RF应用是很不利的。例如,10mW的RF功率就会使开关的寿命从数十亿次减少到数百万次。对于需要更高功率处理能力的RF系统,Au-Pt和Au-Ir接触比Au-Au接触更为适宜。射频微电子机械系统4.器件结构设计的改进主动断开主动断开/ /被动接触式双稳态机制被动接触式双稳态机制射频微电子机械系统5.结语近来,有新的实验研究工作表明衬底也会由于能够捕获电荷而对MEMS开关的寿命产生影响,即对衬底材料的选择不应该只限于低损耗的射频要求。一旦电荷注入问题及金属-金属接触退化问题得到解决,MEMS开关接下来的可靠性就取决于湿气引起的粘连,即MEMS开关要封装于干燥或惰性气体环境中。射频微电子机械系统我的报告结束了，感谢黄老师!黄老师的教导让我对射频微电子技术有了基本的了解，并且通过学习本课掌握了科学研究的一些基本方法，比如文献

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