一文解析MEMS半导体元件

MEMS是随着半导体     集成电路   微细加工技术和超精密     机械   加工技术的发展而发展起来的,目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与     合成   生物学等领域,从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。MEMS元件主要可分为以下:

一、微机械高Q     电感  

体微机械加工降低了传统片上平面电感的寄生效应,这种寄生效应通常会降低电感的品质因数(Q)。

图中显示了一个体微机械     感应器   的例子,其中     基板   已从螺旋轨迹下方被消除。在6到18GHz的频率下,测得的Qs范围从6到28,典型的     电感器   图显示了一个使用机器制造     螺线管   式电感器的例子。

类似地,机械加工也被用来在基板上产生类似螺线管的电感器。图5显示了这种方法的一个示例。在质量因数为2.8ghz时,获得了质量因数为2.8ghz的电感。

二、MEMS变容     二极管  

MEMS基变容二极管主要有平行板和交指     电容   两种类型。上述类型的一些变体也已被证明。

在平行(两个或三个)平板方法中,顶板通过悬挂弹簧与底板保持一定距离,该距离随外加电压引起的板间静电力而变化

在叉指法中,     电容器   的有效面积是通过改变梳状板手指的啮合程度来改变的。梳齿驱动型执行器利用这种方法。

三、MEMS     开关  

MEMS开关具有低插入损耗、高隔离度和高线性度。许多开关,基于一些驱动机制和拓扑结构,已经被证明。其中包括静电、压电、热、磁、双金属(形状记忆合金)。

四、腔     谐振器  

利用MEMS可以接近宏观波导谐振器的性能水平。作为一个例子,用于X波段的微机械加工腔谐振器,对于尺寸为16×32×0.465mm的腔体,其空载Q为506。这只比从相同尺寸的矩形腔中获得的空载Q值低3.8%

五、微机械谐振器

机械谐振器能够在10000-25000范围内显示Q。微机械谐振器也可以使用垂直位移谐振器来实现这一点,在垂直位移谐振器中,悬臂梁被设置为一个跳水板状的垂直     振动   ,以响应静电激励;而横向位移谐振器,其运动通过激励梳状结构来激发。对于更高的频率,可以使用薄膜体声波谐振器(FBAR),该谐振器由一     层压   电材料构成。

六、微机械齿轮

图中显示了静电微型     发动机   输出齿轮     耦合   到一个双级齿轮传动系统,驱动齿条和小齿轮滑块。这是使用Sandia超平面多层MEMS技术(SUM     Mi   T)制造的。

七、MEMS旋转电机

采用多用户MEMS工艺制作了静电旋转电机。

一文解析MEMS半导体元件_设计制作_MEMS/传感技术
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