MEMS精密激光加工設(shè)備

激光打孔，可加工盲孔和通孔，可加工硅、玻璃、石英玻璃等材料。

孔徑精度優(yōu)于±10um；定位精度優(yōu)于5um。

我們今天所知道的MEMS開關(guān)的概念是在20世紀(jì)80年代末期90年代初期被提出的。第一份公開發(fā)表的論文只是提出了MEMS器件的概念，同時指出了器件設(shè)計(jì)面臨的一些挑戰(zhàn)以及它的潛在應(yīng)用(Koester et al. 1996)。尤其是MEMS開關(guān)對射頻工程師具有巨大的吸引力，它們的潛力包括減少芯片的總面積、功耗和器件成本。一個RF MEMS開關(guān)的照片如圖1中所示。MEMS器件最初被唯一的制作在硅襯底上是因?yàn)榧呻娐芬彩潜恢圃煸诠枭?。硅材料的屬性和硅上的制造工藝已?jīng)為我們所熟知。

在MEMS開關(guān)發(fā)明之前，高頻轉(zhuǎn)換都是由發(fā)明于20世紀(jì)70年代的機(jī)械式或者干簧繼電器來完成的。最近十年，MEMS技術(shù)取得了飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一大批新型傳感器、微機(jī)械、微結(jié)構(gòu)和控制元件，有些器件和結(jié)構(gòu)已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，而有些即將被推入市場。MEMS技術(shù)提高了轉(zhuǎn)換效率，最早的MEMS開關(guān)是Petersen于1979年研制的0.35 μm厚、金屬包覆的靜電懸臂梁開關(guān)。但由于制作工藝的限制，此后的十年里MEMS開關(guān)沒有取得太大的進(jìn)展。直到20世紀(jì)90年代，MEMS開關(guān)才獲得了巨大發(fā)展。1991年，Larson制作了旋轉(zhuǎn)傳輸線式開關(guān)。1995年，Yao采用表面微加工工藝制作懸臂梁開關(guān)。1996年，Goldsmith研制出低閾值電壓的膜開關(guān)。為了降低開關(guān)的閾值電壓，提高開關(guān)的開態(tài)穩(wěn)定性和能量處理能力，1998年P(guān)achero設(shè)計(jì)了螺旋型懸臂式和大激勵極板的MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)。開關(guān)是微波信號變換的關(guān)鍵元件。和傳統(tǒng)的P-I-N二極管開關(guān)及FET 開關(guān)相比，由于消除了P-N結(jié)和金屬半導(dǎo)體結(jié)，MEMS開關(guān)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 減小了歐姆接觸中的接觸電阻和擴(kuò)散電阻，顯著地降低了器件的歐姆損耗，高電導(dǎo)率金屬膜能以極低的損耗傳輸微波信號；

(2) 消除了由于半導(dǎo)體結(jié)引起的"para" label-module="para">

(3) RF MEMS開關(guān)靜電驅(qū)動僅需極低的瞬態(tài)能量，其典型值大約是10 nJ。當(dāng)然，MEMS開關(guān)微秒級的開關(guān)速度使他們無法應(yīng)用于高速領(lǐng)域。

由于沒有非線性，減少了開關(guān)諧波分量，提高了開關(guān)處理能力。因此，MEMS開關(guān)線性度佳、隔離度高;驅(qū)動功耗低；工作頻帶寬，截止頻率高(一般大于1 000 GHz)。MEMS開關(guān)主要采用靜電驅(qū)動，從其在電路中的應(yīng)用，可分成金屬-金屬接觸的電阻接觸串聯(lián)開關(guān)和金屬-絕緣-金屬接觸的電容耦合并聯(lián)開關(guān)。

相對于其他的MEMS器件及系統(tǒng)研究，射頻微電子機(jī)械系統(tǒng)(RF MEMS)是近年出現(xiàn)的新研究領(lǐng)域，所謂RF MEMS就是利用MEMS技術(shù)制作各種用于無線通訊的射頻器件或系統(tǒng)。RF MEMS包括應(yīng)用于無線通訊領(lǐng)域的各種無源器件如：高Q值諧振器、濾波器、RF MEMS開關(guān)、微型天線以及電感、電容等。

MEMS器件很快在射頻性能上超過固態(tài)電子器件，即使早期的MEMS器件在20GHz時的開態(tài)插入損耗也只有0.15dB，在相同頻率下的一個典型GaAs-FET或PIN二極管的插入損耗接近1dB。

在低于1GHz頻率的應(yīng)用情況中，固態(tài)電子開關(guān)仍然是首選。它們很便宜、低損耗、易于集成，應(yīng)用廣泛。固態(tài)電子開關(guān)在千兆赫茲以上時，損耗開始增加，并變得難于集成進(jìn)開關(guān)。這時候MEMS開關(guān)的優(yōu)勢就變得明顯起來。它們既沒有固態(tài)電子開關(guān)快，可靠性也不高，但它們在電氣性能上比固態(tài)電子開關(guān)更勝一籌。MEMS開關(guān)即使在40GHz時，插入損耗也很容易達(dá)到0.1dB。開關(guān)時間一般在幾十微秒，循環(huán)次數(shù)達(dá)到幾十億次。近年來，處理功率達(dá)到幾瓦的開關(guān)也已被報道。