收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

RF MEMS压控电容理论优化和工艺研究

韦嘉  
【摘要】:射频微电子机械系统(RF MEMS)技术在射频(RF)通信领域的应用正在得到广泛的重视。为了实现高性能的射频压控振荡器,需要大变容范围,高品质因数的压控电容器件。利用静电驱动的RF MEMS压控电容成为了人们研究的一个热点。本文对采用两侧下拉电极(SPEC)的MEMS压控电容,在电学和力学两方面性能进行了理论建模,分析了各种设计参数、工艺参数与材料参数对器件的影响,并在此基础上对SPEC MEMS压控电容进行了工艺设计、流水和测试,得到了高性能的MEMS压控电容器件。 论文首先介绍了SPEC MEMS压控电容的设计思想和工作原理,并用有限元分析(FEA)软件对器件进行了力学性能仿真,验证了设计思想。为了能够实现对器件几何参数的优化设计,论文针对SPEC MEMS压控电容的力学结构,建立了力学性能模型。模型计算结果与有限元分析软件吻合的很好。根据此模型,我们分析了各种参数对器件力学性能的影响,并给出了优化方法。 论文接着给出了SPEC MEMS压控电容的电学模型,并根据该模型分析了各种寄生因素对器件微波性能的影响,并引入了ADS的momentum RF工具对压控电容的电学特性进行了模拟和分析。获得了电学模拟和设计结果。 论文对实现高性能SPEC MEMS压控电容的关键工艺进行了研究。包括用于低损耗隔离衬底的氧化多孔硅层制备方法;聚酰亚胺牺牲层材料的制备、刻蚀和释放工艺;Al薄膜悬空极板和Al/SiON复合薄膜悬空极板的制备。 论文高阻硅衬底和氧化多孔硅衬底分别进行了器件制作研究,认为两种衬底均能有效的削弱衬底寄生效应导致品质因数的恶化。高阻硅衬底上制作的器件品质因数可达到30@3GHz,而氧化多孔硅上的器件品质因数高达45@4GHz。 最后,论文给出了测量结果。在高阻硅衬底上利用铝材料作为可动极板,得到的器件电容初始值为0.425pF@2GHz,最大品质因数为30@3GHz, 50V控制电压下,具有0.18pF的可控变容量,变化比例为42%。采用Al/SiON复合薄膜制作的器件,具有0.458pF@2GHz的初始电容值,最大品质因数为18@4GHz,40V下具有约0.6pF的变容量,变化范围为130%,寿命超过了1百万次。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴鸿宾,苑伟政,常洪龙,谢建兵;MEMS CAD软件开发中参数化版图库的研究及实现[J];机械设计与制造;2005年09期
2 缪磊;董再励;陈浩然;李文荣;王越超;;基于光学聚焦方法的热驱动微执行器位移测量[J];红外与激光工程;2005年06期
3 安鹏;苑伟政;张承亮;;基于微机械加速度计的振速水听器的设计与分析[J];传感技术学报;2006年05期
4 V.Dragoi;P.Lindner;H.Kirchberger;P.Kettner;;半导体硅片键合:MEMS制造工序中的成熟技术(英文)[J];电子工业专用设备;2007年01期
5 解磊;苏伟;陈泉根;;微电容加速度计系统的设计[J];传感器与微系统;2007年11期
6 严伟;张筱朵;徐帆;徐波;;MEMS设计中的2.5维六面体网格划分(英文)[J];光学精密工程;2009年06期
7 李文明;李骁骅;杨月寒;刘海文;杨谟华;于奇;;微波MEMS滤波器的研究进展[J];空间电子技术;2010年01期
8 高钟毓;静电场耦合微机电系统的动态模型[J];机械工程学报;2001年03期
9 钟莹;张国雄;张涛;冷长林;;时频分析在激光多普勒信号处理中的应用[J];光学技术;2007年02期
10 宋少云;;MEMS的协同仿真[J];计算机仿真;2007年04期
11 王佩红;戴旭涵;赵小林;;微型电磁式振动能量采集器的研究进展[J];振动与冲击;2007年09期
12 任杰;樊尚春;;硅基谐振式微机械加速度计的设计与仿真计算[J];传感技术学报;2007年09期
13 梁庆;苑伟政;虞益挺;乔大勇;;SiO_2牺牲层刻蚀实验的研究与分析[J];压电与声光;2008年03期
14 简福建;李伟华;;MEMS工艺模拟与有限元软件接口的实现(英文)[J];光学精密工程;2009年07期
15 沈培宏;;使用激光光源的微型投影机[J];灯与照明;2009年03期
16 侯世博;李醒飞;贺少辉;;基于激光多普勒效应的MEMS的运动检测[J];传感器与微系统;2009年10期
17 嵇钧生;微机电系统及其测量问题[J];测控技术;1999年01期
18 李仁锋,文贵印,程永生;MEMS高g值加速度计力学分析[J];传感器技术;2005年07期
19 何茂先;殷晨波;涂善东;;微型传感器在汽车工程中的应用[J];传感器与微系统;2006年02期
20 曲大成;高世桥;刘玉树;;分布式微机电系统的多主体控制[J];电子科技大学学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何丹;孙玲玲;;InP衬底上电容和电阻的建模[A];浙江省电子学会2006年学术年会论文集[C];2006年
2 郑星;师建龙;樊友谊;金朋飞;郝晓军;;非球面透镜在射频仿真系统中的应用分析[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年
3 初曙光;沈天真;陈星荣;张智勇;罗昌渠;丁锐;;射频组织间热疗的实验研究[A];中华医学会第一次全国介入医学学术会议论文汇编[C];2001年
4 李辉娥;张洁;苏晓萍;张文萍;朱冬香;王梦云;;冷循环超能射频损毁治疗肝肿瘤的护理[A];全国肿瘤护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2002年
5 王淑玲;孙长鹏;;射频无线通讯芯片nRF9E5在人员识别卡中的应用[A];煤矿重大灾害防治技术与实践——2008年全国煤矿安全学术年会论文集[C];2008年
6 刘晨;刘斌;费业泰;;用于列车上的无线射频收发系统的研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
7 许建妹;徐竹梅;肖燕;;射频温控减容治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的护理体会[A];全国口腔科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2003年
8 邓刚;;射频导纳液位计在尿素装置中的应用[A];濮阳市首届学术年会论文选编[C];2006年
9 翟建才;施建平;Kimberly Hamad-Schifferli;张曙光;;射频电磁辐射对纳米金标记的核糖核酸酶重组分子热效应的研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
10 范志蔚;刘太君;何加铭;屠秋萍;余家家;叶焱;;宽带高效线性射频功率放大器研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 祝捷;微机电系统自聚焦压电声学换能器[D];武汉大学;2010年
2 张俊平;射频治疗小鼠移植性肝癌及其对机体免疫功能的影响[D];浙江大学;2004年
3 邹秀;低温等离子体磁鞘特性的研究[D];大连理工大学;2005年
4 钟莹;微机电系统谐振器面内运动检测的激光多普勒方法[D];天津大学;2005年
5 戴忠玲;射频及脉冲偏压等离子体鞘层流体动力学模拟[D];大连理工大学;2004年
6 曹钟慧;应用于光通信的非硅基底光开关与光衰减器的研究[D];浙江大学;2005年
7 鲍俊峰;基于微加工技术的光开关及光互连结构研究[D];浙江大学;2006年
8 龙永福;低损耗新型硅基厚膜材料及其在射频/微波器件中的应用[D];华东师范大学;2003年
9 黄腾超;微流控集成光波导光开关的研究[D];浙江大学;2005年
10 余洪斌;MEMS-DMs理论设计及工艺研究[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韦嘉;RF MEMS压控电容理论优化和工艺研究[D];清华大学;2005年
2 郑一琼;射频凝闭小血管的初步实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年
3 张宝育;智能天线系统设计及其自适应算法的研究[D];天津大学;2006年
4 邓桂萍;CMOS低噪声放大器的研究[D];湘潭大学;2007年
5 范月霞;CO_2激光器声光调制驱动电源及其特性的研究[D];华中科技大学;2006年
6 吴丽娟;射频直接带通采样软件无线电接收机的研究[D];四川大学;2005年
7 杨波;一种基于RF的无线数据采集系统的设计[D];西南石油学院;2005年
8 宣云;RF MEMS开关器件研究[D];清华大学;2005年
9 梁洪波;低电压CMOS混频器的设计[D];安徽大学;2007年
10 张惠;基于六西格玛的手机天线测试流程改进研究[D];天津大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;射频、电源管理及相关芯片浏览[N];中国电子报;2004年
2 宋峥华;新式冷循环超能射频治疗肿瘤[N];中国高新技术产业导报;2001年
3 金仲品;使用手机不当损害听神经[N];大众卫生报;2004年
4 林喆;远望谷子公司1900万拓展主业[N];中国证券报;2008年
5 陈丹;科学家研制出可自我校准的微机电系统[N];科技日报;2010年
6 ;55所:做大“射频”[N];中国电子报;2002年
7 ;基带和射频集成受青睐[N];中国电子报;2004年
8 谢斌鑫;射频与宽带呈现四大特点[N];中国计算机报;2004年
9 李映;射频智能卡拓展新应用[N];中国电子报;2004年
10 甘肃 王利鹏;给海克威HIC-2000H加装射频输出功能[N];电子报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978