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已經通過激光多普勒振動法（LDV）和相干掃描干涉法（WLI）得以實現。

Bicmos RF-MEMS開關集成

對于WLAN，雷達和成像等毫米波應用，差壓變送器技術變得越來越有趣。這些應用經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開關被單片集成到IHP的差壓變送器技術的后端（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。

前三個BEOL金屬化層執(zhí)行該切換。金屬1產生用于靜電驅動的高壓電極。金屬2用作RF信號線。金屬3定位懸浮膜。可以通過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，進而導致高頻信號的有效切換。

實驗裝置

開發(fā)RF-MEMS開關需要幾種機械，電氣和RF特性化方法。機電性能至關重要，因為射頻性能會受到其強烈影響。優(yōu)選光學表征技術，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。

結果

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

膜片位移可以得出有關機械彈簧常數和殘余應力影響的結論。機械，電氣和RF性能受殘余應力的影響很大，因此需要定期檢測。

充電和疲勞會導致設備故障，這意味著差壓變送器成功應用的主要障礙是可靠性。可以與LDV并行測試多個開關，這對于可靠性檢測和反過來改善設計過數十億的開關周期，并行測試的能力實現了快速且經濟高效的分析。

結論與展望

近年來，RF-MEMS開關的單片集成在性能，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。