[發明專利]MEMS微驅動器及其制作方法

有效

• 申請號: 201710320971.8
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107128873B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 趙全亮;何廣平;狄杰建;袁俊杰;宋維力;侯志靈;李明勇
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;H01H59/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

本發明公開了一種MEMS微驅動器，該MEMS微驅動器包括形成于襯底上的相互并聯連接的第一傳輸部與第二傳輸部，同時接收并傳輸射頻信號；形成于由第一傳輸部與第二傳輸部圍成的區域內的支撐層與下電極，其與驅動信號相連接；形成于下電極上表面的驅動介質層；形成于驅動介質層上表面的上電極，其與接地信號相連接；以及形成于上電極上的第一開關觸點與第二開關觸點；其中，驅動介質層在驅動信號與所述接地信號產生的電場的作用下發生彈性形變，以使得第一開關觸點和第二開關觸點分別與第一傳輸部和第二傳輸部相接觸，從而停止射頻信號的傳輸。該MEMS微驅動器有效提高微驅動器的電傳輸信號功率處理能力，同時提高開關速度及抗環境干擾的能力。

技術領域

本發明涉及微機電領域，尤其涉及一種MEMS微驅動器及其制作方法。

背景技術

射頻(RF)開關是一種可以實現微波射頻信號連接和斷開的電子器件，可廣泛應用在無線通訊、雷達探測、精密測試儀器等。自20世紀90年代以來，基于微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技術的射頻開關因其插損低、隔離度高、功耗和互調產物低(線性度高)等優點，獲得了普遍關注，被認為是最有應用前景的MEMS器件之一。

現有MEMS射頻開關所存在的主要問題是，開關速度慢、功率處理能力低和驅動電壓大等，因而導致其至今未得到廣泛應用。隨著近年無線通訊技術的蓬勃發展，尤其是大規模無線網絡和國防相控陣雷達技術的通訊需要，高速大功率MEMS射頻開關成為未來重要的研究發展方向。

對于高速大功率MEMS射頻開關，最佳的方法是：在適當的電極間距和條件下，提高有效彈性系數以增加功率處理能力，同時盡可能在較低驅動電壓下產生較大驅動力以提高開關速度。因此，開發一種大功率低驅動電壓的微驅動器成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種可用于大功率電信號處理的快速響應、低驅動電壓微驅動器。

為了解決上述技術問題，本申請的實施例首先提供了一種MEMS微驅動器，包括襯底；形成于所述襯底上的相互并聯連接的第一傳輸部與第二傳輸部，其配置為同時接收并傳輸射頻信號；形成于由所述第一傳輸部與第二傳輸部圍成的區域內的支撐層；形成于所述支撐層上表面的下電極，其與驅動信號相連接；形成于所述下電極上表面的驅動介質層；形成于所述驅動介質層上表面的上電極，其與接地信號相連接；以及形成于所述上電極上的第一開關觸點與第二開關觸點；其中，所述驅動介質層被配置為：在由所述驅動信號與所述接地信號產生的電場的作用下發生彈性形變，以使得所述第一開關觸點和第二開關觸點分別與所述第一傳輸部和第二傳輸部相接觸，從而停止所述射頻信號的傳輸。

優選地，所述上電極包括固定區域、對應于所述第一開關觸點的第一觸點區域以及對應于所述第二開關觸點的第二觸點區域；其中，所述上電極位于所述第一觸點區域的部分與位于所述第二觸點區域的部分分別延伸至所述第一傳輸部與第二傳輸部的上方；所述上電極位于所述固定區域的部分與所述驅動介質層的上表面固定連接。

優選地，所述第一開關觸點與所述第二開關觸點對稱設置。

優選地，所述上電極包括構成T字型的橫向電極和縱向電極，所述第一觸點區域與第二觸點區域分別位于所述橫向電極的兩端。

優選地，所述驅動介質層、所述下電極以及所述支撐層具有與所述上電極的固定區域相對應的T字型圖案。

優選地，所述第一傳輸部與所述第二傳輸部相互對稱設置。

優選地，所述驅動介質層為反鐵電薄膜。

優選地，在所述驅動介質層與所述上電極之間還設置有粘附層。

優選地，所述反鐵電薄膜的厚度為0.5-5μm。