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第1章 概述1

1.1 RF MEMS的内涵1

1.2 RF MEMS的发展历程1

1.2.1国外RF MEMS技术发展路线1

1.2.2国内RF MEMS技术发展路线6

1.3 RF MEMS的优势和市场前景9

1.3.1 RF MEMS技术的优势9

1.3.2 RF MEMS技术的作用11

1.3.3 RF MEMS技术的市场前景14

1.4结论16

参考文献16

第2章RF MEMS设计技术17

2.1 RF MEMS牵涉的力学和尺度效应18

2.1.1静电力19

2.1.2电磁力21

2.1.3压电力22

2.1.4电热力23

2.1.5范德瓦尔斯力和卡西米尔力24

2.1.6力的尺度效应25

2.2 RF MEMS器件的力学模型25

2.2.1固支梁微结构26

2.2.2悬臂梁微结构27

2.2.3膜桥微结构28

2.2.4 RF MEMS开关时间计算30

2.2.5 RF MEMS开关能量消耗31

2.3 RF MEMS器件的电磁模型32

2.3.1射频设计基础32

2.3.2 RF MEMS并联电容式开关34

2.3.3直接接触式RF MEMS串联开关35

2.3.4 MEMS机械滤波器36

2.4计算仿真实例分析37

2.4.1设计流程38

2.4.2结构设计40

2.4.3射频设计48

2.4.4实测结果分析49

2.4.5电磁模型拟合结果50

参考文献52

第3章RF MEMS工艺技术54

3.1 RF MEMS工艺技术的发展54

3.2表面牺牲层工艺56

3.2.1高温表面牺牲层工艺56

3.2.2低温表面牺牲层工艺60

3.2.3黏附机制和抗黏附方法研究68

3.3 RF MEMS器件体硅工艺流程70

3.4 RF MEMS典型工艺介绍72

3.4.1湿法腐蚀工艺72

3.4.2干法刻蚀工艺72

3.4.3通孔与填孔工艺74

3.4.4圆片键合工艺77

3.4.5圆片减薄抛光工艺79

3.4.6衬底转移工艺82

3.5 GaAs基RF MEMS工艺技术82

3.6新材料新工艺84

3.6.1聚合物材料84

3.6.2 LIGA86

3.6.3纳米压印88

参考文献92

第4章RF MEMS开关93

4.1 RF MEMS开关概述93

4.1.1 RF MEMS开关的特性93

4.1.2 RF MEMS开关的分类94

4.1.3 RF MEMS开关的激励方式95

4.1.4 RF MEMS开关的设计97

4.2 RF MEMS电容式开关101

4.2.1 RF MEMS电容式开关基本原理102

4.2.2 RF MEMS单膜桥开关103

4.2.3 RF MEMS双膜桥开关106

4.3 RF MEMS接触式开关107

4.4 RF MEMS开关优化设计109

4.4.1高隔离度设计109

4.4.2驱动信号与微波信号物理隔离的RF MEMS开关优化110

4.5 RF MEMS开关产品110

4.5.1 RMI公司的RF MEMS开关110

4.5.2原TeriV icta公司的RF MEMS开关112

4.5.3 Ornron公司的RF MEMS开关113

4.5.4 Panasonic公司的RF MEMS开关115

4.5.5南京电子器件研究所的RF MEMS开关116

参考文献117

第5章RF MEMS电容和电感118

5.1概述118

5.2结构设计118

5.2.1电容和电感的Q值与寄生效应119

5.2.2电容结构121

5.2.3电感结构124

参考文献127

第6章RF MEMS移相器129

6.1概述129

6.2 DMTL型移相器130

6.2.1基本原理130

6.2.2模拟DMTL移相器133

6.2.3数字DMTL移相器134

6.3反射型MEMS移相器135

6.3.1并联式开关实现的数字移相器135

6.3.2串联式开关实现的数字移相器137

6.4开关线型MEMS移相器138

6.4.1并联式开关实现的开关线数字移相器139

6.4.2串联式开关实现的数字移相器140

6.4.3基于SP4T开关实现的数字移相器142

6.5开关网络型MEMS移相器144

6.6 MEMS数字延迟线147

6.7 MEMS移相器集成和系统148

参考文献152

第7章RF MEMS谐振器154

7.1概述154

7.2 MEMS谐振器156

7.2.1 MEMS谐振器基础156

7.2.2梳状谐振器157

7.2.3梁式谐振器160

7.2.4薄膜体声波谐振器164

7.3基片集成波导型谐振器166

7.3.1 SIW MEMS谐振器167

7.3.2 SIW MEMS谐振器的制作工艺169

7.4 MEMS压控振荡器170

参考文献171

第8章RF MEMS滤波器174

8.1概述174

8.1.1 HTS滤波器175

8.1.2 LTCC滤波器175

8.1.3 RF MEMS滤波器176

8.2微机械传输线177

8.2.1薄膜支撑型微机械传输线177

8.2.2微屏蔽微机械传输线178

8.2.3悬浮型微机械传输线179

8.2.4同轴线型微机械传输线180

8.2.5波导型微机械传输线181

8.3微机械滤波器181

8.3.1微机械谐振滤波器181

8.3.2 BAW滤波器182

8.3.3薄膜腔体型微机械滤波器182

8.3.4硅基微小型MEMS滤波器183

8.3.5基片集成波导型MEMS滤波器189

8.3.6硅腔MEMS滤波器192

8.4可调滤波器193

8.4.1 HF-UHF MEMS可调谐滤波器193

8.4.2 2GHz～18GHz MEMS可调谐滤波器193

8.4.3毫米波MEMS可调滤波器194

参考文献195

第9章RF MEMS天线197

9.1 RF MEMS天线概述197

9.1.1 MEMS天线种类197

9.1.2 MEMS天线的结构198

9.1.3 MEMS天线的性能198

9.2 MEMS天线的理论与设计199

9.2.1 MEMS天线馈电方式199

9.2.2 MEMS天线辐射原理200

9.2.3 MEMS天线设计方法203

9.3 RF MEMS天线的制作207

9.3.1 RF MEMS天线制作的主要工艺207

9.3.2典型的MEMS天线制作工艺流程209

9.4 RF MEMS天线测试209

9.4.1 MEMS天线电路性能的测试209

9.4.2 MEMS天线辐射性能的测试210

9.5新型MEMS天线211

9.5.1新型MEMS天线211

9.5.2 MEMS可重构天线214

9.5.3 MEMS可动天线217

参考文献217

第10章RF MEMS封装与可靠性技术219

10.1 MEMS封装简介219

10.2 RF MEMS封装特点219

10.3 RF MEMS封装设计220

10.3.1器件结构设计中对封装的考虑221

10.3.2封装结构设计222

10.3.3封装仿真技术224

10.4 RF MEMS圆片级封装技术226

10.4.1 RF MEMS封装材料228

10.4.2中间过渡层键合封装229

10.4.3圆片级封装信号引出241

10.5 RF MEMS可靠性244

10.6 RF MEMS开关的失效机理244

10.6.1 MEMS开关电介质的电荷注入机理244

10.6.2介质层电荷注入的解决方法249

10.6.3 MEMS开关直接接触失效机理及解决途径249

10.7冷开关与热开关特性分析251

10.8 RF MEMS开关的功率处理能力253

10.8.1 DC接触式开关的功率处理能力253

10.8.2电容式开关的功率处理能力255

参考文献258

第11章 应用与展望260

11.1 RF MEMS技术的应用260

11.1.1 RF MEMS开关260

11.1.2 FBAR和MEMS滤波器的应用264

11.1.3 MEMS振荡器的应用267

11.2 RF MEMS技术的展望269

参考文献271