MEMS精密激光加工設(shè)備技術(shù)指標

孔徑精度優(yōu)于±10um；定位精度優(yōu)于5um。

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。

我們今天所知道的MEMS開關(guān)的概念是在20世紀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為集成電路也是被制造在硅上。硅材料的屬性和硅上的制造工藝已經(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70年代的機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、微機械、微結(jié)構(gòu)和控制元件，有些器件和結(jié)構(gòu)已實現(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)沒有取得太大的進展。直到20世紀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：

(1) 減小了歐姆接觸中的接觸電阻和擴散電阻，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到0.1dB。開關(guān)時間一般在幾十微秒，循環(huán)次數(shù)達到幾十億次。近年來，處理功率達到幾瓦的開關(guān)也已被報道。