专利名称：一种欧姆接触式射频开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种采用 MEMS (Microelectromechanical System,微电子机械系统)技术制作的欧姆接触式 RF(Radio Freqency，射频)开关。
背景技术：
RF开关是无线通讯等电子电路系统的最基本元件之一，在雷达探测、无线通讯等 方面的应用十分广泛。与传统的FET或PIN 二极管构成的RF开关相比，利用MEMS技术设 计制作的RF开关具有插入损耗低、电功率消耗小、线性度高和传输信号失真小等独特的优 点。目前，RF MEMS开关主要有如下两种 —种是如图la、图lb所示的悬臂梁欧姆接触式RF开关，其采用一端固定另一端自 由的悬臂梁结构，通过控制金属臂的运动，完成金属-金属触点间的导通或断开操作，从而 完成信号的开关操作。由于这种开关是直接通过欧姆接触来完成开关的导通与断开，因此， 可以应用于较低频率，直至直流信号的控制。由于悬臂梁为一端固支，另一端自由，所以，对 金属悬臂梁膜中的残余应力非常敏感，使悬臂梁发生翘曲，当发生向上的翘曲时，会使开关 的驱动电压大大升高，当发生向下的翘曲时，会使开关失效。而在实际工艺中，这种残余应 力是无法避免，因此，会极大的降低开关的成品率和可靠性。 另一种是如图2a、图2b所示的金属膜桥式电容耦合RF开关，这种结构的开关采用 两端支撑的对称桥式结构，当在上电极和下电极之间加上直流电压时，由于在电极之间的 静电吸引力，作为桥的金属薄膜朝下弯曲，当电压达到一定程度，膜弯曲到达下电极，这样 形成通路，为了在隔离直流的同时实现交流信号的导通，在下电极的上面加了一层介质膜。 这种双端固支桥式结构开关，由于其桥式结构两端固支，从而降低了对应力的敏感程度，消 除了上述悬臂梁欧姆接触式RF开关的缺陷。然而由于这种RF开关上下电极之间的信号通 路是由上下电极之间的电容构成，因此通常只适合于10GHz以上的频率应用，无法满足较 低频率频段的要求(10GHz)。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种欧姆接触式RF开关，以解决现有技术中RF开关两 种实现方式存在的上述缺陷。 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案提出一种欧姆接触式RF开关，包括信 号电极、下电极、衬底及固定端固支于所述信号电极的悬臂梁，还包括斜拉梁， 所述斜拉梁与所述悬臂梁的自由端连接，并通过锚点固支于所述衬底。 上述的欧姆接触式RF开关中，还包括电阻线及金属桥， 所述金属桥的两端跨接在分开的地电极上，地电极和信号电极组成共面波导。 所述电阻线穿过所述金属桥与外部相连，对所述下电极进行驱动。 上述的欧姆接触式RF开关中，所述下电极与电阻线为同种材料。[0012] 上述的欧姆接触式RF开关中，所述下电极与电阻线的材料为SiCr或TaN等。 上述的欧姆接触式RF开关中，所述悬臂梁、斜拉梁以及共面波导为全金属结构。 采用本实用新型的技术方案，在RF开关的悬臂梁自由端加入斜拉梁，形成非对称 桥式结构，使之同时具备金属膜桥式电容耦合RF开关对应力敏感度低和悬臂梁欧姆接触 式RF开关可应用于较低频段的优点，从而提高欧姆接触式开关的成品率和可靠性。
图la为现有技术的悬臂梁欧姆接触式RF开关结构示意图； 图lb为图la中A-A'处的剖面图； 图2a为金属膜对称桥式结构电容耦合RF开关的结构示意图； 图2b为图2a中B-B'处的剖面图； 图3a为本实用新型欧姆接触RF开关实施例俯视图； 图3b为图3a中C-C'处的剖面图； 图3c为图3a中D-D'处的剖面图； 图3d为图3a中E_E'处的剖面图。 各图中标号分别为 102地电极，105衬底，106悬臂梁，107下电极，108介质层，109接触点，110信号电 极，lll锚点； 201金属桥，202地电极，203信号电极，204介质层，205衬底； 302地电极，305衬底，312信号电极，313悬臂梁，314下电极，315介质层，316斜拉
梁，317斜拉梁锚点，318电阻线，319Pad， 320金属桥，321接触点，322金属桥锚点。
具体实施方式以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 图3a为本实用新型欧姆接触RF开关实施例俯视图，图3b 3d分别为图3a中 C-C'、 D-D'、 E-E'处的剖面图，如图所示本实施例的欧姆接触RF开关包括信号电极312、 下电极314、衬底315及固定端固支于信号电极312的悬臂梁313 ;还包括斜拉梁316，其与 悬臂梁313的自由端连接，并通过两个锚点317固支于衬底315。 继续如图3a 3d所示，本实施例的欧姆接触RF开关还包括电阻线318及金属桥
320，其中，金属桥320的两端跨接在分开的CPW(Co-Planar Waveguide,共面波导)地电极
302上；电阻线318穿过金属桥320与外部相连，从而对下电极314进行驱动。 本实施例的欧姆接触RF开关中，悬臂梁313、斜拉梁316及共面波导(由地电极
302和信号电极312组成)为全金属结构，下电极314与电阻线318为同种材料，从而有利
于简化工艺。 上述本实用新型实施例的技术方案，通过在悬臂梁自由端加入斜拉梁，形成非对 称桥式结构，使欧姆接触式RF开关同时具备现有技术的金属膜桥式电容耦合RF开关对应 力敏感度低和悬臂梁欧姆接触式RF开关可应用于较低频段的优点，从而提高开关的成品 率和可靠性，同时，开关的制备工艺与IC工艺兼容，便于大批量生产。 以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围'
权利要求一种欧姆接触式射频开关，包括信号电极、下电极、衬底及固定端固支于所述信号电极的悬臂梁，其特征在于，还包括斜拉梁，所述斜拉梁与所述悬臂梁的自由端连接，并通过锚点固支于所述衬底。
2. 如权利要求1所述的欧姆接触式射频开关，其特征在于，还包括电阻线及金属桥， 所述金属桥的两端跨接在分开的地电极上，地电极和信号电极组成共面波导， 所述电阻线穿过所述金属桥与外部相连，对所述下电极进行驱动。
3. 如权利要求2所述的欧姆接触式射频开关，其特征在于，所述下电极与电阻线为同 种材料。
4. 如权利要求3所述的欧姆接触式射频开关，其特征在于，所述下电极与电阻线的材 料为SiCr或TaN。
5. 如权利要求2或3所述的欧姆接触式射频开关，其特征在于，所述悬臂梁、斜拉梁以 及共面波导为全金属结构。
专利摘要本实用新型涉及一种欧姆接触式射频开关，包括信号电极、下电极、衬底及固定端固支于所述信号电极的悬臂梁，还包括斜拉梁，所述斜拉梁与所述悬臂梁的自由端连接，并通过锚点固支于所述衬底。采用本实用新型的技术方案，在RF开关的悬臂梁自由端加入斜拉梁，形成非对称桥式结构，使之同时具备金属膜桥式电容耦合RF开关对应力敏感度低和悬臂梁欧姆接触式RF开关可应用于较低频段的优点，从而提高欧姆接触式开关的成品率和可靠性。
文档编号H01P1/10GK201518299SQ20082023370
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者侯智昊, 刘泽文, 刘红超, 李志坚 申请人:清华大学;上海得倍电子技术有限公司