通過將RF-MEMS單片集成在微差壓抗干擾變送器制造技術(shù)應(yīng)用中,可以為未來的雷達(dá)和成像系統(tǒng)開發(fā)高度集成且具有成本效益的電路。同樣,高性能,可靠的RF-MEMS開關(guān)的開發(fā)已經(jīng)通過激光多普勒振動(dòng)法(LDV)和相干掃描干涉法(WLI)得以實(shí)現(xiàn)。
BcimsoRF-MEMS開關(guān)集成
對(duì)于WLAN,雷達(dá)和成像等毫米波應(yīng)用, 微差壓抗干擾變送器技術(shù)變得越來越有趣。這些應(yīng)用經(jīng)常需要可重配置集成電路(IC)。RF-MEMS及其改進(jìn)的RF性能對(duì)于不同的頻帶,發(fā)射器,接收器和天線之間的信號(hào)路徑切換以及相控陣系統(tǒng)都是有益的。
電容型RF-MEMS開關(guān)被單片集成到IHP的微差壓抗干擾變送器技術(shù)的后端(BEOL)中,從而使晶體管和MEMS之間的互連非常短。然后,這防止或至少非常小化了高頻寄生效應(yīng)。
對(duì)前三項(xiàng)的Bcimso金屬化層執(zhí)行該切換。金屬1產(chǎn)生用于靜電驅(qū)動(dòng)的高壓電極。金屬2用作RF信號(hào)線。金屬3定位懸浮膜??梢酝ㄟ^向電極施加電壓來更改膜位置。這改變了Bcimso信號(hào)線和懸浮膜之間的電容耦合,進(jìn)而導(dǎo)致高頻信號(hào)的有效切換。
微差壓抗干擾變送器實(shí)驗(yàn)裝置
開發(fā)RF-MEMS開關(guān)需要幾種機(jī)械,電氣和RF特性化方法。機(jī)電性能至關(guān)重要,因?yàn)樯漕l性能會(huì)受到其強(qiáng)烈影響。優(yōu)選光學(xué)表征技術(shù),因?yàn)樵趯?duì)微差壓抗干擾變送器器件性能的零影響下可以進(jìn)行非常高分辨率的測(cè)量。
使用MSA-500的LDV進(jìn)行RF-MEMS開關(guān)的200毫米晶圓級(jí)自動(dòng)機(jī)電運(yùn)動(dòng)表征,并使用WLI分析靜態(tài)變形。LCD具有nm范圍位移分辨率和μm空間分辨率的“平面外”運(yùn)動(dòng)檢測(cè)能力,使LDV成為過程控制的出色測(cè)量方法。
結(jié)果
可以通過施加不同的驅(qū)動(dòng)電壓來提取微差壓抗干擾變送器諸如吸合電壓和開關(guān)時(shí)間之類的參數(shù)。圖3中展示的RF-MEMS開關(guān)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)出色的均勻性。
膜片位移可以得出有關(guān)機(jī)械彈簧常數(shù)和殘余應(yīng)力影響的結(jié)論。機(jī)械,電氣和RF性能受殘余應(yīng)力的影響很大,因此需要定期檢測(cè)。
充電和疲勞會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障,這意味著微差壓抗干擾變送器成功應(yīng)用的主要障礙是可靠性。可以與LDV并行測(cè)試多個(gè)開關(guān),這對(duì)于可靠性檢測(cè)和反過來改善設(shè)計(jì)很有用。超過數(shù)十億的開關(guān)周期,并行測(cè)試的能力實(shí)現(xiàn)了快速且經(jīng)濟(jì)高效的分析。
結(jié)論與展望
2015至2019年以來,RF-MEMS開關(guān)的集成線路的性能,工藝測(cè)量的良率和可靠性方面都取得了很大成就。這部分是由于LDV和WLI的應(yīng)用。通過多次實(shí)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)后 對(duì)未來的經(jīng)濟(jì)高效地檢測(cè)晶圓級(jí)的機(jī)電性能,從而開發(fā)出可靠的毫米波系統(tǒng)。近2年開發(fā)的芯片對(duì)微差壓抗干擾變送器的智能天線陣列為典型案列。
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