一种用于RF MEMS移相器及开关可变电容的复合微桥膜结构

提出了一种基于微机械工艺的新型复合微桥膜结构 ,由低应力SiN/SiO2 (0 .5 μm/5 0nm )及Cr/Au(30nm/1μm)构成。相应的工艺流程较为简单。对影响其特性的因素进行了理论分析 ,并提出了 3种桥膜的平面结构 ;利用静电 /力耦合有限元法分析了各种结构的静电驱动特性以及各阶模态 ,结果得到了令人满意的驱动和机械性能 ;通过有限元高频仿真软件对桥膜结构与共面波导形成的可调电容结构进行了分析 ,结果表明其具有良好的射频 /微波性能。该桥膜结构适用于RFMEMS开关。

基于电热特性分析的微桥膜设计

为实现MEMS技术加工的微桥膜低能化,设计不同结构和材料的桥膜,仿真研究桥膜电流密度、温度的变化过程;通过研究方形桥区对角线的电热特性曲线,以解决电流与H型微桥膜材料的匹配问题。结果表明:微桥膜两端输入电流为500A时,H型桥膜桥区温度分布最均匀;相比铜微桥膜,金桥膜达到熔点所需的时间短,但是平均升温速率低;铜微桥膜的熔化面积大、分布更均匀。在300~700A输入电流范围内,对于铜、金、铝H型微桥膜,输入电流依次为500A、450A、400A时起爆可以提高它们的能量利用率。

微桥法镍膜的弹性模量和残余应力测量

利用MEMS技术制作了不同尺寸的镍(Ni)膜微桥结构样品。采用纳米压痕仪XP系统测量了微桥载荷与位移的关系,并结合微桥力学理论模型得到了两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量和残余应力。结果表明,两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量结果一致,为190 GPa左右,但是残余应力变化较大。与采用纳米压痕仪直接测得的带有硅(Si)基底的Ni膜弹性模量186.8 7.5 GPa相比较,两者符合较好。

微桥结构镍膜的弹性模量和残余应力研究

采用MEMS(MicroelectromechanicalSystems)技术研制了宽度在微米尺度的镍(Ni)膜微桥结构试样。采用纳米压痕仪(Nanoindenter)XP系统的楔形压头测量了微桥载荷与位移的关系,并结合微桥力学理论模型得到了Ni膜的弹性模量及残余应力,分别为190GPa和87MPa。与采用纳米压痕仪直接测得的带有硅(Si)基底的Ni膜弹性模量(186.8±7.5)GPa相符合。