基于mems結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器，包括襯底、設(shè)置在襯底上的共面波導(dǎo)傳輸線、懸臂梁錨區(qū)、懸臂梁、第一吸收電阻、第二吸收電阻、第一傳輸線枝節(jié)、第二傳輸線枝節(jié)，共面波導(dǎo)傳輸線由共面波導(dǎo)信號線和關(guān)于共面波導(dǎo)信號線對稱設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線和第二共面波導(dǎo)地線組成，懸臂梁錨區(qū)設(shè)置在共面波導(dǎo)地線上，懸臂梁的一端設(shè)置在懸臂梁錨區(qū)上，另一端對應(yīng)懸空在共面波導(dǎo)信號線的上方，第一吸收電阻和第二吸收電阻放置在相距四分之一波長的位置，第一吸收電阻的一端與共面波導(dǎo)信號線相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了微波均衡器的自保護(hù)功能，提高了整個器件的可靠性，有效延長了其使用壽命，大大拓展了器件的應(yīng)用前景。
【專利說明】基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子器件【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種調(diào)節(jié)共面波導(dǎo)傳輸線上傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柟β实慕Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波均衡器被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)或通訊系統(tǒng)的微波功率放大電路中，它可以調(diào)節(jié)微波功率水平使得微波信號的功率在整個工作頻率內(nèi)保持一致，從而適合于下一級放大器的放大和輸出，提高整個微波功率模塊的性能。然而，隨著現(xiàn)代應(yīng)用中微波功率模塊工作頻率的提高和尺寸的減小，對微波均衡器提出了小尺寸、低插入損耗和高頻率的發(fā)展需求。為了提高微波均衡器的性能，兩個或兩個以上的微波枝節(jié)結(jié)構(gòu)被提出；為了減小微波均衡器的尺寸，傳輸線枝節(jié)上的螺旋諧振結(jié)構(gòu)被提出。這些微波均衡器結(jié)構(gòu)雖然能夠有針對性的提高器件的性能，但是它們都缺乏自保護(hù)機(jī)制，因此一旦有微波信號的功率水平超過一定的限度，就會導(dǎo)致整個器件的燒毀。
[0003]本發(fā)明中的微波均衡器具有基于MEMS (中文)結(jié)構(gòu)的自保護(hù)機(jī)制，采用懸臂梁感應(yīng)共面波導(dǎo)傳輸線上傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柈a(chǎn)生位移，當(dāng)共面波導(dǎo)傳輸線上的微波信號功率達(dá)到限定功率值時，會導(dǎo)致懸臂梁與共面波導(dǎo)信號線吸合，將微波信號短路形成全反射，從而達(dá)到避免微波均衡器燒毀的目的。相比而言，本發(fā)明中的自保護(hù)微波均衡器具有以下主要特點(diǎn):一、采用懸臂梁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自執(zhí)行動作，不需要外加控制電壓，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；二、懸臂梁結(jié)構(gòu)在未吸合狀態(tài)下幾乎對微波信號不產(chǎn)生任何影響；三、懸臂梁結(jié)構(gòu)在吸合狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)良好短路，可靠性高，性能優(yōu)異；四、整個自保護(hù)微波均衡器的制作無需特殊的材料并且與Si或GaAs工藝完全兼容。
[0004]基于以上自保護(hù)微波均衡器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，很明顯的可以看出本發(fā)明與其它微波均衡器相比實(shí)現(xiàn)了自保護(hù)功能，大大提高了微波均衡器的可靠性和使用壽命，并具有體積小、與Si或GaAs工藝兼容、高重復(fù)性、低生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了集成電路對器件的基本要求。因此，基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器具有較好的應(yīng)用價值和廣闊的市場潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)自保護(hù)功能，大大提高可靠性和使用壽命的微波均衡器。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明米用的方案為:一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器，該傳感器包括GaAs或Si材質(zhì)的襯底，在襯底上設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線、懸臂梁錨區(qū)、懸臂梁、第一吸收電阻、第二吸收電阻、第一傳輸線枝節(jié)、第二傳輸線枝節(jié)，
[0007]共面波導(dǎo)傳輸線包括共面波導(dǎo)信號線和關(guān)于共面波導(dǎo)信號線對稱設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線和第二共面波導(dǎo)地線，懸臂梁錨區(qū)設(shè)置在第一共面波導(dǎo)地線上，懸臂梁的一端設(shè)置在懸臂梁錨區(qū)上，另一端對應(yīng)懸空在共面波導(dǎo)信號線的上方，第一吸收電阻和第二吸收電阻放置在相距四分之一波長的位置，第一吸收電阻的一端與共面波導(dǎo)信號線相連，另一端與第一傳輸線枝節(jié)一端相連，第一傳輸線枝節(jié)的另一端為開路狀態(tài)，第二吸收電阻的一端與共面波導(dǎo)信號線相連，另一端與第二傳輸線枝節(jié)一端相連，第二傳輸線枝節(jié)的另一端為開路狀態(tài)。
[0008]所述懸臂梁放置在共面波導(dǎo)信號線上方，用于感應(yīng)微波信號功率。
[0009]優(yōu)選的，所述懸臂梁(3)采用與共面波導(dǎo)信號線(11)吸合的方式實(shí)現(xiàn)微波信號的短路。
[0010]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、具有自保護(hù)結(jié)構(gòu)，避免器件因大功率的微波信號而燒毀，提高器件使用壽命；2、結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；3、具有自執(zhí)行特性，無需外加控制電壓；4、制作工藝與Si或GaAs工藝兼容。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)微波均衡器的自保護(hù)功能，而本發(fā)明是通過懸臂梁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)器件的自保護(hù)。
[0013]本發(fā)明的微波均衡器可以提高整個器件的可靠性，有效延長其使用壽命，從而大大拓展了器件的應(yīng)用前景。自保護(hù)微波均衡器結(jié)構(gòu)為真正實(shí)現(xiàn)基于MEMS技術(shù)的功率調(diào)節(jié)器件在微波集成電路中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了支持和保證。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖la是自保護(hù)微波均衡器的俯視圖。
[0015]圖lb是自保護(hù)微波均衡器的剖視圖。
[0016]圖中有:共面波導(dǎo)傳輸線1，包括共面波導(dǎo)信號線11，第一共面波導(dǎo)地線12，第二共面波導(dǎo)地線13，懸臂梁錨區(qū)2，懸臂梁3，第一吸收電阻41，第二吸收電阻42，第一傳輸線枝節(jié)51，第二傳輸線枝節(jié)52，GaAs或Si襯底6。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0018]本發(fā)明的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器以GaAs或Si材質(zhì)為襯底6，在襯底6上設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線1、懸臂梁錨區(qū)2、懸臂梁3、第一吸收電阻41、第二吸收電阻42、第一傳輸線枝節(jié)51、第二傳輸線枝節(jié)52，共面波導(dǎo)傳輸線1由共面波導(dǎo)信號線11和關(guān)于共面波導(dǎo)信號線11對稱設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線12和第二共面波導(dǎo)地線13組成，懸臂梁錨區(qū)2設(shè)置在第一共面波導(dǎo)地線12上，懸臂梁的一端設(shè)置在懸臂梁錨區(qū)2上，另一端對應(yīng)懸空在共面波導(dǎo)信號線11的上方，第一吸收電阻41和第二吸收電阻42放置在相距四分之一波長的位置，第一吸收電阻41的一端與共面波導(dǎo)信號線11相連，另一端與第一傳輸線枝節(jié)51一端相連，第一傳輸線枝節(jié)51的另一端為開路狀態(tài),第二吸收電阻42的一端與共面波導(dǎo)信號線11相連，另一端與第二傳輸線枝節(jié)52 —端相連，第二傳輸線枝節(jié)52的另一端為開路狀態(tài)。該微波均衡器的懸臂梁3懸空于共面波導(dǎo)信號線11的上方感應(yīng)微波信號功率并產(chǎn)生位移，當(dāng)共面波導(dǎo)傳輸線1上的微波信號功率達(dá)到限定功率值時，會導(dǎo)致懸臂梁3與共面波導(dǎo)信號線11吸合，將微波信號短路形成全反射，從而達(dá)到避免微波均衡器燒毀的目的。
[0019]本發(fā)明的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器的制作工藝與標(biāo)準(zhǔn)Si工藝或GaAs工藝完全兼容。
[0020]本發(fā)明的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器不同于以往的微波均衡器，該結(jié)構(gòu)利用懸臂梁感應(yīng)共面波導(dǎo)傳輸線上的微波信號功率，并通過懸臂梁與共面波導(dǎo)信號線的吸合實(shí)現(xiàn)微波信號的全反射，達(dá)到在限定功率值以外的自保護(hù)目的。相比而言，基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器具有以下主要特點(diǎn):一、采用懸臂梁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自執(zhí)行動作，不需要外加控制電壓，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；二、懸臂梁結(jié)構(gòu)在未吸合狀態(tài)下幾乎對微波信號不產(chǎn)生任何影響；三、懸臂梁結(jié)構(gòu)在吸合狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)良好短路，可靠性高，性能優(yōu)異；四、整個自保護(hù)微波均衡器的制作無需特殊的材料并且與Si或GaAs工藝完全兼容。除此以外，自保護(hù)微波均衡器為功率調(diào)節(jié)器件的可靠性、小型化、智能化、集成化提供了基礎(chǔ)和保證。
[0021]區(qū)分是否為該結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)如下:
[0022](a)通過懸臂梁放置在共面波導(dǎo)信號線上方感應(yīng)微波信號功率，
[0023](b)懸臂梁采用與共面波導(dǎo)信號線吸合實(shí)現(xiàn)微波信號的短路。
[0024]滿足以上兩個條件的器件即應(yīng)視為本發(fā)明的自保護(hù)微波均衡器結(jié)構(gòu)。
[0025]本發(fā)明的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器中，懸臂梁懸空于共面波導(dǎo)信號線的上方感應(yīng)微波信號功率并產(chǎn)生位移，當(dāng)共面波導(dǎo)傳輸線上的微波信號功率達(dá)到限定功率值時，會導(dǎo)致懸臂梁與共面波導(dǎo)信號線吸合，將微波信號短路形成全反射，從而達(dá)到避免微波均衡器燒毀的目的。因?yàn)閼冶哿何蠈?yīng)的微波信號功率水平主要與懸臂梁長度、厚度、高度以及懸臂梁與共面波導(dǎo)信號線的交疊位置有關(guān)，因此通過懸臂梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和與信號線的位置關(guān)系，即可確定自保護(hù)結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的最大微波信號功率。
[0026]整個技術(shù)方案中需要注意一些問題，其中包括:工藝制備中懸臂梁應(yīng)力的控制，懸臂梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，懸臂梁長度和高度對微波信號的影響，這對于整個傳感器的結(jié)構(gòu)和指標(biāo)實(shí)現(xiàn)都具有十分重要的意義。
[0027]本發(fā)明利用懸臂梁懸空于共面波導(dǎo)信號線的上方感應(yīng)微波信號功率并產(chǎn)生位移，當(dāng)共面波導(dǎo)傳輸線上的微波信號功率達(dá)到限定功率值時，會導(dǎo)致懸臂梁與共面波導(dǎo)信號線吸合，將微波信號短路形成全反射，從而達(dá)到避免微波均衡器燒毀的目的。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了微波均衡器的自保護(hù)功能，提高了整個器件的可靠性，有效延長了其使用壽命，大大拓展了器件的應(yīng)用前景。
[0028]本發(fā)明利用共面波導(dǎo)傳輸線上傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柟β蕦冶哿旱奈献饔脤?shí)現(xiàn)了微波均衡器的自保護(hù)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用本發(fā)明中的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器可以實(shí)現(xiàn)微波均衡器結(jié)構(gòu)在集成電路中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器，其特征在于，該傳感器包括襯底(6),在襯底(6)上設(shè)有共面波導(dǎo)傳輸線(1)、懸臂梁錨區(qū)(2)、懸臂梁(3)、第一吸收電阻(41)、第二吸收電阻(42)、第一傳輸線枝節(jié)(51)、第二傳輸線枝節(jié)(52)，共面波導(dǎo)傳輸線(1)包括共面波導(dǎo)信號線(11)和關(guān)于共面波導(dǎo)信號線(11)對稱設(shè)置的第一共面波導(dǎo)地線(12 )和第二共面波導(dǎo)地線(13)，懸臂梁錨區(qū)(2)設(shè)置在第一共面波導(dǎo)地線(12)上，懸臂梁(3)的一端設(shè)置在懸臂梁錨區(qū)(2)上，另一端對應(yīng)懸空在共面波導(dǎo)信號線(11)的上方，第一吸收電阻(41)和第二吸收電阻(42)放置在相距四分之一波長的位置，第一吸收電阻(41)的一端與共面波導(dǎo)信號線(11)相連，另一端與第一傳輸線枝節(jié)(51) —端相連，第一傳輸線枝節(jié)(51)的另一端為開路狀態(tài)，第二吸收電阻(42)的一端與共面波導(dǎo)信號線(11)相連，另一端與第二傳輸線枝節(jié)(52) —端相連，第二傳輸線枝節(jié)(52)的另一端為開路狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS結(jié)構(gòu)的自保護(hù)微波均衡器，其特征在于，所述懸臂梁(3)采用與共面波導(dǎo)信號線(11)吸合的方式實(shí)現(xiàn)微波信號的短路。
【文檔編號】B81B7/02GK103746161SQ201410008212
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】韓磊 申請人:東南大學(xué)