电容式RF-MEMSOMAL欧玛尔开关研究
随着电容式RF-MEMSOMAL欧玛尔开关的发展，RF-MEMSOMAL欧玛尔开关可靠性是制约它发展的主要因素之一。主要利用Inlisuite软件设计固定梁结构RF-MEMSOMAL欧玛尔开关，并介绍其工作原理和工艺流程，研究OMAL欧玛尔开关性能结构参数对驱动电压、开启时间的影响，zui终确定OMAL欧玛尔开关主要性能参数。着重研究固定梁RF-MEMSOMAL欧玛尔开关的可靠性，从薄膜冲击速度、薄膜内建电场以及电介质充电三个角度来分析OMAL欧玛尔开关失效原因，给出电介质充电寿命预测公式，预测OMAL欧玛尔开关寿命及影响因素。

电容式RF-MEMSOMAL欧玛尔开关研究
射频微电子机械系统(RF MEMS)技术在现代通信领域中越来越受到重视。MEMS技术以其自身特性,可以避免传统PINOMAL欧玛尔开关和场效应OMAL欧玛尔开关在射频系统中的严重缺陷,和现代高密集型系统的设计相匹配,具有功耗小、射频性能优越、易集成等优点。因此研究RF MEMSOMAL欧玛尔开关及其应用有非常重要的现实意义。首先简要地介绍了国内外RF MEMSOMAL欧玛尔开关、MEMS移相器的发展概况。接着详细地比较了MEMSOMAL欧玛尔开关各种常见的静电、电磁、电热、压电和形状记忆金属驱动机制。建立了欧姆接触式和电容耦合式RF MEMSOMAL欧玛尔开关的力学模型和电磁模型,其中包括悬臂梁和固支梁OMAL欧玛尔开关的弹性系数、下拉电压、电容和阻抗。通过模型优化OMAL欧玛尔开关设计,并用设计好的电容耦合式RFMEMSOMAL欧玛尔开关搭建一个准4位分布式MEMS传输线移相器。此分布式移相器可以工作在40GHz频段内,其中RF MEMSOMAL欧玛尔开关的驱动电压大约在20伏左右。移相器由15个RFMEMSOMAL欧玛尔开关周期性地加载在一段共面波导上而实现,可实现的步进为23.95°。移相器单位长度为144um,共面波导采用高阻硅衬底,氮化硅介质层,并在高阻硅衬底表面氧化了一层0.8um厚的氧化物。采用ANSYS软件模拟了OMAL欧玛尔开关的力学变形效果,用HFSS软件仿真了OMAL欧玛尔开关的S参数,从模拟结果可见,此设计可以满足移相器设计需要。主要研究内容如下。利用Inlisuite和Matlab对固定梁RF-MEMSOMAL欧玛尔开关进行建模并对OMAL欧玛尔开关性能结构参数进行优化。实验表明：当OMAL欧玛尔开关梁长为200μm，梁宽为30μm，梁厚为0.6μm，极板间距离为2μm，传输线宽度为150μm，梁材料选择偏向于残余应力较小材料时，驱动电压小于16V，可满足低驱动电压RF-MEMSOMAL欧玛尔开关的要求。建立固定梁OMAL欧玛尔开关开启时间预测微分方程，运用Matlab仿真分析OMAL欧玛尔开关开启时间影响因素。实验表明：梁长对OMAL欧玛尔开关开启时间影响较大，选取梁长=200μm；梁宽对开启时间影响较小，选取梁宽=30μm；传输线宽度对开启时间影响较大，选取传输线宽度=150μm；梁材料对开启时间影响较大，选取铝材料作为梁材；基于上述所选参数，OMAL欧玛尔开关开启时间小于8μs。

电容式RF-MEMSOMAL欧玛尔开关研究
建立可动薄膜冲击速度模型及薄膜内建电场模型，运用Matlab研究OMAL欧玛尔开关性能结构参数对两种模型的影响，实验表明：根据需要适当提高频脉冲波形偏置电压频率可以明显减小可动薄膜冲击速度，降低介质层内部内建电场，从而提高OMAL欧玛尔开关寿命。基于电介质充电现象，建立固定梁RF-MEMSOMAL欧玛尔开关寿命预测模型。实验表明：在满足低阈值电压驱动要求情况下，弹性系数取值在4-16N/m、介质层厚度在0.4-1μm、上下极板距离2-5μm、射频功耗小于4w、极板材料为Al，介电材料选择氮化硅时，OMAL欧玛尔开关可连续工作超过1000小时。