分析BiCMOS型差壓變送器的特性優(yōu)化其缺點

上海自動化儀表四廠通過將RF-MEMS單片集成到差壓變送器技術(shù)中，可以為未來的雷達和成像系統(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-MEM已經(jīng)通過激光多普勒振動法（LDV）和相干掃描干涉法（WLI）得以實現(xiàn)。

Bicmos RF-MEMS開關(guān)集成

對于WLAN，雷達和成像等毫米波應(yīng)用，差壓變送器技術(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及其改進的RF性能帶，發(fā)射器，接收器和天線之間的信號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的差壓變送器技術(shù)的后端（BEOL）中，從而使晶體管和MEMS之間的互連#短。然后少#小化了高頻寄生效應(yīng)。

前三個BEOL金屬化層執(zhí)行該切換。金屬1產(chǎn)生用于靜電驅(qū)動的高壓電極。金屬2用作RF信號線。金屬3定位懸浮膜?？梢酝ㄟ^向電極施加電壓來更改膜了信號線和懸浮膜之間的電容耦合，進而導(dǎo)致高頻信號的有效切換。

實驗裝置

開發(fā)RF-MEMS開關(guān)需要幾種機械，電氣和RF特性化方法。機電性能至關(guān)重要，因為射頻性能會受到其強烈影響。優(yōu)選光學(xué)表征技術(shù)，因為在對器件性可以進行#高分辨率的測量。

使用MSA-500的LDV進行RF-MEMS開關(guān)的200毫米晶圓級自動機電運動表征，并使用WLI分析靜態(tài)變形。LDV具有nm范圍位移分辨率和μm空間分辨外”運動檢測能力，使LDV成為過程控制的出色測量方法。

結(jié)果

可以通過施加不同的驅(qū)動電壓來提取諸如吸合電壓和開關(guān)時間之類的參數(shù)。圖3中展示的RF-MEMS開關(guān)技術(shù)可以實現(xiàn)出色的均勻性。

膜片位移可以得出有關(guān)機械彈簧常數(shù)和殘余應(yīng)力影響的結(jié)論。機械，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。

充電和疲勞會導(dǎo)致設(shè)備故障，這意味著差壓變送器成功應(yīng)用的主要障礙是可靠性?？梢耘cLDV并行測試多個開關(guān)，這對于可靠性檢測和反過來改善設(shè)計過數(shù)十億的開關(guān)周期，并行測試的能力實現(xiàn)了快速且經(jīng)濟高效的分析。

結(jié)論與展望

近年來，RF-MEMS開關(guān)的單片集成在性能，工藝穩(wěn)定性，良率和可靠性方面都取得了進步。這部分是由于LDV和WLI的應(yīng)用。上海自動化儀表四廠通過這些表征方法，可高效地檢測晶圓級的機電性能，從而開發(fā)出可靠的毫米波系統(tǒng)。#近開發(fā)的帶有差壓變送器的智能天線陣列就是其中一個例子。