RF MEMS器件及其集成技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-21 18:29
射頻微機(jī)電系統(tǒng)(RF MEMS)是MEMS技術(shù)的一個(gè)重要分支,也是一項(xiàng)可以對(duì)未來射頻系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響的技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展,RF MEMS技術(shù)取得長足進(jìn)步,然而其產(chǎn)業(yè)化并非一帆風(fēng)順,相比集成電路等技術(shù)發(fā)展還有一定差距,這主要受MEMS器件可靠性低、工藝獨(dú)特而通用性差、不易與其他系統(tǒng)集成等因素影響,所以研究高可靠性RF MEMS器件以及集成技術(shù)具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文基于國內(nèi)現(xiàn)有的工藝能力,以RF MEMS開關(guān)為切入點(diǎn),開展高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)、多開關(guān)集成的MEMS數(shù)控衰減器、RF MEMS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、IC-MEMS單片集成等方面技術(shù)研究,取得了多項(xiàng)研究成果;诒砻鏍奚鼘庸に囋O(shè)計(jì)制作出一種具有高溫度穩(wěn)定性的直接接觸式RF MEMS開關(guān)。該開關(guān)采用熱彎曲固支梁結(jié)構(gòu),減小溫度和應(yīng)力對(duì)開關(guān)下拉電壓的影響;采用高阻驅(qū)動(dòng)線,實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)與控制信號(hào)的隔離;利用輔助圖形減小電鍍圖形失真,解決高深寬比梁的制作難題。測試結(jié)果顯示,室溫下開關(guān)在DC~20GHz頻段內(nèi)隔離度>25dB、插損<0.45dB,同時(shí)開關(guān)下拉電壓隨溫度變化率約為-160mV/℃。采用表面犧牲層工藝設(shè)計(jì)制作出...
【文章頁數(shù)】:130 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 RF MEMS開關(guān)
1.2.2 數(shù)控衰減器
1.2.3 RF MEMS器件與IC芯片的單片集成
1.3 研究內(nèi)容及難點(diǎn)
1.4 章節(jié)安排
參考文獻(xiàn)
第2章 RF MEMS技術(shù)和工藝簡介
2.1 引言
2.2 RF MEMS技術(shù)
2.2.1 RF MEMS技術(shù)的發(fā)展歷程
2.2.2 基本RF MEMS器件
2.2.3 RF MEMS子系統(tǒng)
2.3 RF MEMS工藝
2.3.1 RF MEMS體硅工藝
2.3.2 RF MEMS表面犧牲層工藝
2.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)研究
3.1 引言
3.2 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)設(shè)計(jì)
3.2.1 開關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.2 開關(guān)射頻性能設(shè)計(jì)
3.2.3 開關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
3.3 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)性能仿真
3.4 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)芯片測試
3.4.1 射頻性能測試
3.4.2 下拉電壓溫度穩(wěn)定性測試
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 MEMS數(shù)控衰減器研究
4.1 引言
4.2 MEMS數(shù)控衰減器設(shè)計(jì)
4.2.1 衰減器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
4.2.2 RF MEMS開關(guān)設(shè)計(jì)
4.2.3 衰減單元設(shè)計(jì)
4.2.4 衰減器性能仿真
4.3 MEM數(shù)控衰減器性能測試
4.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 RF MEMS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路研究
5.1 引言
5.2 驅(qū)動(dòng)電路工藝
5.2.1 集成電路工藝種類
5.2.2 BCD工藝
5.2.3 BCD工藝特點(diǎn)
5.2.4 200V SOI-BCD工藝
5.3 驅(qū)動(dòng)電路原理圖設(shè)計(jì)
5.3.1 振蕩器
5.3.2 限幅放大器
5.3.3 升壓單元
5.3.4 輸出控制器
5.3.5 高壓測試單元
5.4 驅(qū)動(dòng)電路版圖設(shè)計(jì)和后仿真
5.5 芯片測試
5.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 RF MEMS開關(guān)與IC芯片集成技術(shù)研究
6.1 引言
6.2 集成方法選擇
6.3 基于類似Post-CMOS集成方法的設(shè)計(jì)
6.3.1 用于集成的RF MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
6.3.2 RF MEMS開關(guān)機(jī)械性能仿真
6.3.3 RF MEMS開關(guān)微波性能仿真
6.4 單片集成工藝
6.5 集成芯片性能測試
6.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
在讀期間的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RF MEMS國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 焦海龍,趙廣宏,李文博,駱偉,金小鋒. 遙測遙控. 2017(05)
[2]一種MEMS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)[J]. 孫俊峰,朱健,李智群,郁元衛(wèi),錢可強(qiáng). 電子器件. 2017(02)
[3]溫度對(duì)懸臂梁靜電驅(qū)動(dòng)RF-MEMS開關(guān)性能的影響[J]. 張沛然,朱健,姜理利. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2014(01)
[4]微機(jī)械圓盤諧振器的結(jié)構(gòu)分析[J]. 郭建來,劉暢,王建艷,林杰,郭航. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[5]環(huán)境溫度對(duì)RF-MEMS開關(guān)閉合電壓影響研究[J]. 劉雷,張高飛,尤政. 傳感器與微系統(tǒng). 2013(05)
[6]微納機(jī)電系統(tǒng)(MEMS/NEMS)前沿[J]. 李志宏. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[7]功率半導(dǎo)體器件與功率集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 孫偉鋒,張波,肖勝安,蘇巍,成建兵. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[8]Avago推出兩款采用先進(jìn)薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術(shù)的帶通濾波器[J]. 電子與電腦. 2010(09)
[9]替代晶振:解讀SiTime全硅MEMS技術(shù)[J]. 陸楠. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2009(05)
[10]薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 何杰,劉榮貴,馬晉毅. 壓電與聲光. 2007(04)
博士論文
[1]高性能RF MEMS全硅腔/基片集成濾波器工藝及可重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 李津.電子科技大學(xué) 2017
[2]高性能升壓型電源管理芯片的研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 池源.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]分布式RF MEMS移相器熱致封裝效應(yīng)研究[D]. 趙成.東南大學(xué) 2015
[4]射頻MEMS可重構(gòu)單片電路研究[D]. 郁元衛(wèi).南京大學(xué) 2012
[5]橫向超結(jié)功率器件的REBULF理論與新技術(shù)[D]. 王文廉.電子科技大學(xué) 2010
[6]基于左右手復(fù)合傳輸線和MEMS的新型微波器件研究[D]. 黃闖.上海交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]微波功率薄膜負(fù)載與衰減器的設(shè)計(jì)與制作[D]. 曾理.電子科技大學(xué) 2014
[2]基于600V BCD工藝平臺(tái)的IGBT驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)[D]. 黎俐.電子科技大學(xué) 2013
[3]基于RF MEMS單刀多擲開關(guān)的五位數(shù)字移相器[D]. 何宗郭.電子科技大學(xué) 2013
[4]硅基MEMS濾波器的特性研究[D]. 袁艷.電子科技大學(xué) 2012
[5]AIN薄膜中頻濺射制備及體聲波諧振器研制[D]. 汪振中.電子科技大學(xué) 2011
[6]X波段五位MEMS分布式移相器研究[D]. 張曉升.電子科技大學(xué) 2010
[7]SiGe回轉(zhuǎn)器型高頻帶通濾波器的初步設(shè)計(jì)[D]. 李晶晶.天津理工大學(xué) 2010
[8]超寬帶單片五位數(shù)字衰減器的研究[D]. 文星.杭州電子科技大學(xué) 2010
[9]高效率峰值電流控制升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[D]. 萬斌.西安電子科技大學(xué) 2010
[10]X波段高精度單片五位數(shù)字衰減器的研究[D]. 李冠男.南京理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3680449
【文章頁數(shù)】:130 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 RF MEMS開關(guān)
1.2.2 數(shù)控衰減器
1.2.3 RF MEMS器件與IC芯片的單片集成
1.3 研究內(nèi)容及難點(diǎn)
1.4 章節(jié)安排
參考文獻(xiàn)
第2章 RF MEMS技術(shù)和工藝簡介
2.1 引言
2.2 RF MEMS技術(shù)
2.2.1 RF MEMS技術(shù)的發(fā)展歷程
2.2.2 基本RF MEMS器件
2.2.3 RF MEMS子系統(tǒng)
2.3 RF MEMS工藝
2.3.1 RF MEMS體硅工藝
2.3.2 RF MEMS表面犧牲層工藝
2.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)研究
3.1 引言
3.2 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)設(shè)計(jì)
3.2.1 開關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.2 開關(guān)射頻性能設(shè)計(jì)
3.2.3 開關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
3.3 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)性能仿真
3.4 高溫度穩(wěn)定性RF MEMS開關(guān)芯片測試
3.4.1 射頻性能測試
3.4.2 下拉電壓溫度穩(wěn)定性測試
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 MEMS數(shù)控衰減器研究
4.1 引言
4.2 MEMS數(shù)控衰減器設(shè)計(jì)
4.2.1 衰減器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
4.2.2 RF MEMS開關(guān)設(shè)計(jì)
4.2.3 衰減單元設(shè)計(jì)
4.2.4 衰減器性能仿真
4.3 MEM數(shù)控衰減器性能測試
4.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 RF MEMS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路研究
5.1 引言
5.2 驅(qū)動(dòng)電路工藝
5.2.1 集成電路工藝種類
5.2.2 BCD工藝
5.2.3 BCD工藝特點(diǎn)
5.2.4 200V SOI-BCD工藝
5.3 驅(qū)動(dòng)電路原理圖設(shè)計(jì)
5.3.1 振蕩器
5.3.2 限幅放大器
5.3.3 升壓單元
5.3.4 輸出控制器
5.3.5 高壓測試單元
5.4 驅(qū)動(dòng)電路版圖設(shè)計(jì)和后仿真
5.5 芯片測試
5.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 RF MEMS開關(guān)與IC芯片集成技術(shù)研究
6.1 引言
6.2 集成方法選擇
6.3 基于類似Post-CMOS集成方法的設(shè)計(jì)
6.3.1 用于集成的RF MEMS開關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
6.3.2 RF MEMS開關(guān)機(jī)械性能仿真
6.3.3 RF MEMS開關(guān)微波性能仿真
6.4 單片集成工藝
6.5 集成芯片性能測試
6.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
在讀期間的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RF MEMS國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 焦海龍,趙廣宏,李文博,駱偉,金小鋒. 遙測遙控. 2017(05)
[2]一種MEMS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)[J]. 孫俊峰,朱健,李智群,郁元衛(wèi),錢可強(qiáng). 電子器件. 2017(02)
[3]溫度對(duì)懸臂梁靜電驅(qū)動(dòng)RF-MEMS開關(guān)性能的影響[J]. 張沛然,朱健,姜理利. 固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2014(01)
[4]微機(jī)械圓盤諧振器的結(jié)構(gòu)分析[J]. 郭建來,劉暢,王建艷,林杰,郭航. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[5]環(huán)境溫度對(duì)RF-MEMS開關(guān)閉合電壓影響研究[J]. 劉雷,張高飛,尤政. 傳感器與微系統(tǒng). 2013(05)
[6]微納機(jī)電系統(tǒng)(MEMS/NEMS)前沿[J]. 李志宏. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[7]功率半導(dǎo)體器件與功率集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 孫偉鋒,張波,肖勝安,蘇巍,成建兵. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)
[8]Avago推出兩款采用先進(jìn)薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術(shù)的帶通濾波器[J]. 電子與電腦. 2010(09)
[9]替代晶振:解讀SiTime全硅MEMS技術(shù)[J]. 陸楠. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2009(05)
[10]薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 何杰,劉榮貴,馬晉毅. 壓電與聲光. 2007(04)
博士論文
[1]高性能RF MEMS全硅腔/基片集成濾波器工藝及可重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 李津.電子科技大學(xué) 2017
[2]高性能升壓型電源管理芯片的研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 池源.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]分布式RF MEMS移相器熱致封裝效應(yīng)研究[D]. 趙成.東南大學(xué) 2015
[4]射頻MEMS可重構(gòu)單片電路研究[D]. 郁元衛(wèi).南京大學(xué) 2012
[5]橫向超結(jié)功率器件的REBULF理論與新技術(shù)[D]. 王文廉.電子科技大學(xué) 2010
[6]基于左右手復(fù)合傳輸線和MEMS的新型微波器件研究[D]. 黃闖.上海交通大學(xué) 2010
碩士論文
[1]微波功率薄膜負(fù)載與衰減器的設(shè)計(jì)與制作[D]. 曾理.電子科技大學(xué) 2014
[2]基于600V BCD工藝平臺(tái)的IGBT驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)[D]. 黎俐.電子科技大學(xué) 2013
[3]基于RF MEMS單刀多擲開關(guān)的五位數(shù)字移相器[D]. 何宗郭.電子科技大學(xué) 2013
[4]硅基MEMS濾波器的特性研究[D]. 袁艷.電子科技大學(xué) 2012
[5]AIN薄膜中頻濺射制備及體聲波諧振器研制[D]. 汪振中.電子科技大學(xué) 2011
[6]X波段五位MEMS分布式移相器研究[D]. 張曉升.電子科技大學(xué) 2010
[7]SiGe回轉(zhuǎn)器型高頻帶通濾波器的初步設(shè)計(jì)[D]. 李晶晶.天津理工大學(xué) 2010
[8]超寬帶單片五位數(shù)字衰減器的研究[D]. 文星.杭州電子科技大學(xué) 2010
[9]高效率峰值電流控制升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)[D]. 萬斌.西安電子科技大學(xué) 2010
[10]X波段高精度單片五位數(shù)字衰減器的研究[D]. 李冠男.南京理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3680449
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/xxkjbs/3680449.html
最近更新
教材專著