RF MEMS交叉點式開關(guān)及包括RF MEMS交叉點式開關(guān)的交叉點式開關(guān)矩陣制造技術(shù)

一種RF?MEMS交叉點式開關(guān)（1），包括第一傳輸線（10）和與第一傳輸線交叉的第二傳輸線（11）以及開關(guān)元件（12）；第一傳輸線（10）包括兩個隔開的傳輸線部分（100、101），并且開關(guān)元件將所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）永久電連接；第二傳輸線（11）在兩個隔開的傳輸線部分（100、101）之間與第一傳輸線（10）交叉；該RF?MEMS交叉點式開關(guān)（1）進一步包括用于至少在第一位置與第二位置之間致動開關(guān)元件（12）的致動裝置（121），在第一位置中開關(guān)元件（12）將第一傳輸線（10）的所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）電連接并且將第一傳輸線（10）與第二傳輸線（11）電斷開，在第二位置中開關(guān)元件（12）將第一傳輸線（10）的所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）電連接并且還將兩個傳輸線（10、11）電連接在一起。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】RF MEMS交叉點式開關(guān)及包括RF MEMS交叉點式開關(guān)的交叉點式開關(guān)矩陣
本專利技術(shù)涉及射頻(RF)微機電系統(tǒng)(MEMS)的領(lǐng)域。在本領(lǐng)域中，本專利技術(shù)涉及一種新穎的RF MEMS交叉點式開關(guān)(switch，切換器)，并且涉及包括多個交叉點式開關(guān)的新穎MxN交叉點式開關(guān)矩陣，其中M是行傳輸線的數(shù)量并且N是列傳輸線的數(shù)量。現(xiàn)有技術(shù)RF信號的選定路徑(routing,布線)可以通過使用適于例如將M個信號輸入端口映入N個信號輸出端口內(nèi)的RF MEMS交叉點式開關(guān)矩陣來實現(xiàn)。MxN交叉點式開關(guān)矩陣包括形成信號輸入端口的M行(或列)傳輸線以及與行(或列)傳輸線橫向交叉并且形成輸出端口的N列(或行)傳輸線。通過簡單地使RF MEMS交叉點式裝置切換到接通狀態(tài)(ON-state，開啟狀態(tài))，矩陣的任何列傳輸線都能電連接到任何行傳輸線。交叉點式開關(guān)矩陣是在早期電話系統(tǒng)中歷史地使用的簡單的體系構(gòu)造，并且可以有利地在任何電信系統(tǒng)中使用以用于為RF信號選定路徑。美國專利6888420公開了一種包括三個開關(guān)元件的交叉點式裝置。圖2示出了所述美國專利6888420中公開的交叉點開關(guān)矩陣的實例并且包括具有用于每個交叉點的三個開關(guān)元件S1、S2、S3的所述特定交叉點式裝置。現(xiàn)有技術(shù)的此實施具有為每個交叉點使用三個開關(guān)元件S1、S2、S3 (圖2)的主要缺點。每個開關(guān)元件，無論其技術(shù)是什么，都具有對于本領(lǐng)域技術(shù)來說相當(dāng)?shù)偷慕油顟B(tài)電阻。但是參照圖2，在行RFINl與列RFOUT4之間的連接遇到七次導(dǎo)通電阻，這使插入損失急劇增加。此外，行傳輸線與列傳輸線之間的開關(guān)元件SI不利地增加了交叉點式開關(guān)裝置的笨重性。本專利技術(shù)的目的本專利技術(shù)的目的是提出一種用于交叉點式開關(guān)矩陣應(yīng)用等的新穎RFMEMS開關(guān)交叉點，所述RF MEMS開關(guān)交叉點使得對于通過交叉點式開關(guān)矩陣等進行路徑選定的RF信號能夠?qū)崿F(xiàn)較低的插入損失。所述新穎RFMEMS開關(guān)交叉點還是緊湊的，并且使大的開關(guān)陣列能夠通過減少數(shù)量的開關(guān)進行構(gòu)造，由此簡化了控制。本專利技術(shù)的概要通過權(quán)利要求1的RF MEMS交叉點式開關(guān)來實現(xiàn)此目的。在本專利技術(shù)的RF MEMS交叉點式開關(guān)中，可以有利地僅使用一個開關(guān)元件，這極大地減少了在開關(guān)矩陣應(yīng)用中的用于RF信號的插入損失。此外，與美國專利6888420中公開的交叉點式裝置相比，本專利技術(shù)的RFMEMS交叉點式開關(guān)可以以更緊湊的方式簡單構(gòu)造。更特別地并且可選地，本專利技術(shù)的RF MEMS交叉點式開關(guān)可以包括權(quán)利要求2至11的可選特征中的任一個。本專利技術(shù)還涉及一種RF MEMS開關(guān)矩陣，該開關(guān)矩陣包括多行傳輸線、以及與行傳輸線交叉的多列傳輸線，所述矩陣在每個交叉點處包括權(quán)利要求1的RF MEMS交叉點式開關(guān)。附圖的簡要描述在閱讀下面通過非窮竭與非限定實例的方式作出的詳細的描述以后，并且參照附圖，本專利技術(shù)的特征和優(yōu)點將顯得更加清楚，在附圖中:-圖1是交叉點式開關(guān)矩陣的實例，-圖2是特別在美國專利6888420中的現(xiàn)有技術(shù)中公開的交叉點式開關(guān)矩陣的實施的實例，-圖3是本專利技術(shù)的RFMEMS歐姆交叉點式開關(guān)的第一實施方式的俯視圖，-圖4A是當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)(OFF-State，關(guān)閉狀態(tài))時沿著平面IV-1V的圖3的RF MEMS歐姆交叉點式開關(guān)的橫截面視圖，-圖4B是當(dāng)開關(guān)處于接通狀態(tài)時沿著平面IV-1V的圖3的RFMEMS歐姆交叉點式開關(guān)的橫截面視圖，-圖5是本專利技術(shù)的RFMEMS電容交叉點式開關(guān)的實施方式的俯視圖，-圖6A是當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)時沿著平面V1-VI的圖5的RFMEMS電容交叉點式開關(guān)的橫截面視圖，-圖6B是當(dāng)開關(guān)處于接通狀態(tài)時沿著平面V1-1VI的圖5的RFMEMS電容交叉點式開關(guān)的橫截面視圖。具體描述參照圖1，MxN交叉點式開關(guān)矩陣包括形成RF信號路徑的M行傳輸線RF-Ri以及與行傳輸線交叉并且形成RF信號路徑的N列傳輸線RF-Cj。在兩個傳輸線的每個交叉點處，矩陣包括RF MEMS交叉點式開關(guān)SWy。圖3、圖4A和圖4B示出了實施本專利技術(shù)的RF MEMS歐姆交叉點式開關(guān)I的實例，其可以用作制造圖1中的交叉點式開關(guān)矩陣的每個交叉點式開關(guān)SWu。參照圖3，交叉點式開關(guān)I包括行傳輸線10與列傳輸線11，每個傳輸線10、11都適于使RF信號傳輸通過交叉點式開關(guān)I。當(dāng)交叉點式開關(guān)I在圖1的矩陣中實施為交叉點式開關(guān)SWy時,交叉點式開關(guān)的行傳輸線10形成行傳輸線RF-Ri的一部分，并且交叉點式開關(guān)的列傳輸線11形成列傳輸線RF-q的一部分。所述行與列傳輸線10、11通過使用傳統(tǒng)顯微機械加工技術(shù)(即體積或表面)形成在基板S的表面上。基板S例如是硅晶片、絕緣體上硅、藍寶石上硅、砷化鎵、氮化鎵、玻璃、石英、氧化鋁或用于制造半導(dǎo)體器件任何其他材料。基板S可以另外地但不是必要地由絕緣材料薄層所覆蓋，所述絕緣材料薄層例如由氮化硅、二氧化硅、氧化鋁或用于制造微電子器件的任何其他介電層制成。行傳輸線10包括兩個隔開的傳輸線部分100、101。列傳輸線11形成非中斷的RF信號路徑，并且在兩個隔開的傳輸線部分100、101之間與行傳輸線10交叉。更具體地說，在圖3的實例中，列傳輸線11由兩個導(dǎo)體件110、111，以及將兩個導(dǎo)體件110、111永久連接在一起的具有較小寬度的中心導(dǎo)體件112制成。在圖3、圖4A和圖4B的特定實例中，傳輸線10與11是CPW (共平面波導(dǎo))線，但是本專利技術(shù)不限于此特定技術(shù)，而且傳輸線還可以例如是接地共平面波導(dǎo)、微帶線、狹槽線、帶線、共軸線、波導(dǎo)或任何其他類型的傳輸線。RF MEMS交叉點式開關(guān)I包括開關(guān)12。所述開關(guān)12包括將行傳輸線10的所述兩個隔開的傳輸線部分100、101永久電連接的開關(guān)元件120。此開關(guān)元件120由此與所述兩個隔開的傳輸線部分100、101形成構(gòu)成非中斷的RF信號路徑的行傳輸路線10。開關(guān)12還包括用于在下文稱作斷開狀態(tài)的第一位置與下文稱作接通狀態(tài)的第二位置之間致動開關(guān)元件120的致動裝置121。在斷開狀態(tài)中，當(dāng)開關(guān)元件120仍然將行傳輸線10的所述兩個隔開的傳輸線部分101、102電連接時，交叉點式開關(guān)的兩個傳輸線10、11電斷開。在接通狀態(tài)中，開關(guān)元件120仍然將行傳輸線10的所述兩個隔開的傳輸線部分101,102電連接，并且還電連接兩個傳輸線10、11。在圖3、圖4A和圖4B的特定實施方式中，開關(guān)元件120由柔性膜片(membrane，隔膜，膜)120a構(gòu)成，該膜片由兩個支柱120b支撐并且在行傳輸線10的兩個隔開的傳輸線部分100、101之間形成橋。還在膜片120a上方設(shè)有機械止動件120c。柔性膜片120a未在兩端處錨定，而是在其彎曲移動期間能相對于支柱120b自由地滑動。在歐洲專利申請EP-A-1705676中已經(jīng)詳細地描述了此種類型的柔性且自由的開關(guān)膜片。參照圖4A，致動裝置121是包括形成在開關(guān)膜片120a下方的基板S中的埋藏電極121a與121b的靜電致動裝置。每個電極121a與121b都由介電層121c所覆蓋，以便避免開關(guān)膜片120a與電極121a、121b之間的任何歐姆接觸。在另一個實施方式中，每個電極121a和121b都未被介電層覆蓋，而是通過適當(dāng)?shù)臋C械裝置通過空氣、氣體或真空分離的薄層而與開關(guān)膜片12本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種RF?MEMS交叉點式開關(guān)（1），包括第一傳輸線（10）和與所述第一傳輸線交叉的第二傳輸線（11）并且包括開關(guān)元件（12），其中所述第一傳輸線（10）包括兩個隔開的傳輸線部分（100、101），并且所述開關(guān)元件將所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）永久電連接，其中所述第二傳輸線（11）在所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）之間與所述第一傳輸線（10）交叉，所述RF?MEMS交叉點式開關(guān)（1）進一步包括用于至少在第一位置與第二位置之間致動所述開關(guān)元件（12）的致動裝置（121），在所述第一位置中所述開關(guān)元件（12）將所述第一傳輸線（10）的所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）電連接并且將所述第一傳輸線（10）與所述第二傳輸線（11）電斷開，在所述第二位置中所述開關(guān)元件（12）將所述第一傳輸線（10）的所述兩個隔開的傳輸線部分（100、101）電連接并且還將所述兩個傳輸線（10、11）電連接在一起。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.03.28 EP 11160016.91.一種RF MEMS交叉點式開關(guān)(1)，包括第一傳輸線(10)和與所述第一傳輸線交叉的第二傳輸線(11)并且包括開關(guān)元件(12)，其中所述第一傳輸線(10)包括兩個隔開的傳輸線部分(100、101)，并且所述開關(guān)元件將所述兩個隔開的傳輸線部分(100、101)永久電連接，其中所述第二傳輸線(11)在所述兩個隔開的傳輸線部分(100、101)之間與所述第一傳輸線(10)交叉，所述RF MEMS交叉點式開關(guān)(I)進一步包括用于至少在第一位置與第二位置之間致動所述開關(guān)元件(12)的致動裝置(121 )，在所述第一位置中所述開關(guān)元件(12)將所述第一傳輸線(10)的所述兩個隔開的傳輸線部分(100、101)電連接并且將所述第一傳輸線(10)與所述第二傳輸線(11)電斷開，在所述第二位置中所述開關(guān)元件(12)將所述第一傳輸線(10)的所述兩個隔開的傳輸線部分(100、101)電連接并且還將所述兩個傳輸線(IOUl)電連接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFMEMS交叉點式開關(guān)，其中所述開關(guān)元件(12)包括柔性膜片(120a)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFMEMS交叉點式開關(guān)，其中所述柔性膜片(120a)由至少一個支柱(120b)支撐，并且所述膜片(120a)和所述至少一個支柱(120b)形成所述第一傳輸線(10)的一部分。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFMEMS交叉點式開關(guān)，其中所述柔...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克里斯托夫·帕瓦若，
申請(專利權(quán))人：德爾福芒斯公司，
類型：
國別省市：