Inductores de radiofrecuencias MEMS

Un diseño exitoso de la bobina de RF basado en una fundición de silicio MEMS proceso es presentado. El inductor suspensión se ha realizado en el níquel de espesor galvanizado con la cara frontal micro grueso del sustrato. El tamaño total de la bobina es de aproximadamente 1 mm x 1 mm. Los inductores se han caracterizado experimentalmente y inductancias alrededor de 2 NH en la frecuencia de gama de 200 MHz-7 GHz se han medido con una frecuencia propia de resonancia de 9,8 gigahertz. El pico del valor de medición del factor Q es de 12 a una frecuencia de 4 GHz. -Después de la inserción, el factor Q llega a 13 conunafrecuenciade4,8gigahertz.

INTRODUCCIÓN

Los inductores de alto rendimiento monolítico son ampliamente utilizados en los sistemas de comunicación inalámbrica,
ellos son elementos clave en los circuitos de RF integrado, filtros, amplificadores y Baluns. El logro de alta rendimiento de microfabricados inductores sobre sustratos de silicio es uno de los principales desafíos en la avanzar hacia soluciones monolíticas [1]. El rendimiento de silicio basados en bobinas está limitada por parásitos del sustrato y la conductividad del sustrato de silicio. La solución para superar estas limitaciones implica la separación de la bobina microfabricados de la proximidad del sustrato.Varios enfoques se han empleado para levantar o suspender los inductores microfabricados la medida de lo posible desde el sustrato de silicio. Mecánicamente orientado técnicas tales como la tensión superficial basada en auto-ensamblaje [2], el montaje de la deformación plástica magnética (PDMA) [3], basado en la libre bimorfo de levantamiento estructuras [4], y la vinculación flip chip [5] se encuentran entre los que se han aplicado en microfabricamiento 3D inductores vertical o inductores que dominan el sustrato de silicio. Otro enfoque ha sido utilizar materiales de técnicas orientadas, como la introducción de una capa gruesa, de baja pérdida dieléctrica (como SiO2) Entre la estructura de inductor y el sustrato de silicio [6]. Sin embargo, todos estos métodos implican el procesamiento de materiales o de post-procesamiento de los sustratos de silicio. Sustratos de vidrio.También se han utilizado en la microfabricación de inductores [7], pero este material no se presta a la integración monolítica de dispositivos de RF. En esta carta, informe de una nueva implementación de baja pérdida de inductores microfabricados de RF basado en un proceso comercial de MEMS de fundición - MetalMUMPs [8]. Utilizando este proceso, inductores de RF se han alcanzado directamente sobre un substrato de silicio, sin más post-procesamiento, y su rendimiento se demuestra que es comparable a los inductores MEMS fabricados por otros más complejos procesos de microfabricación. El enfoque de fundición se describe aquí ofrece una excelente plataforma para la integración de microactuadores y componentes de RF sobre sustratos de silicio que pueden ser utilizados para lograr los sistemas monolíticos, como el proceso de MetalMUMPs también es capaz de la obtención de microactuadores MEMS.

DISEÑO Y FABRICACIÓN

MetalMUMPs es un proceso basado en MEMS de silicio proporcionados por la fundición de MEMS comerciales MEM - SCAP, Inc. Todos los detalles del proceso de MetalMUMPs, junto con las normas de diseño se puede obtener a partir de [8]. La Figura 1 ilustra la sección transversal de la bobina fabricados utilizando MetalMUMPs. El proceso implica una alta resistividad (~ 5000Ohm cm) de obleas de silicio como soporte. En primer lugar, una capa de óxido de silicio se deposita y pattemed. Esta capa de óxido se describe el área que se utilizó para grabar una trinchera en el sustrato de silicio. La capa de nitruro de primera de 0,35 micras de espesor se deposita y los golpeaban. En la parte superior de la capa de nitruro de primera, una capa de 0,7 micrones de polisilicio se deposita y la patrón. Una capa de nitruro de segundo de 0,35 micras de espesor se deposita y estampados. Un segunda capa de óxido de 1 micrón de espesor se deposita. La capa de óxido segundo es un modelo y grabado de manera que la capa de metal, que es la última capa depositada en el proceso, está anclado en el nitruro. Esta capa metálica consta de 20 micras de níquel, con 0,5 micras de oro depositadas en la parte superior de la capa de níquel.

http://piers.mit.edu/piersproceedings/download.php?file=cGllcnMyMDA4aGFuZ3pob3V8NEExYl8wOTI1LnBkZnwwNzExMDkwMzA1NTQ=

Hermes Quiroz. comunicaciones de radiofrecuencia. crf

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