RF MEMS Para lograr Conectividad InalámbrUn ICAiversal:: Parte 1-FabrICACión
la Aplicación de la Tecnología de Sistemas de Microelectrónica-mecánicos (MEMS) está a punto derevolucionar las comunicaciones inalámbricas [1]. El Hecho de que RF MEMS Haga posible larealización de dispositivos pasivos superiores, cuentos como interruptores, condensadores conmutables (dedos estados), Condensadores variables Continuamente, Inductores, líneas de transmisión y Resonadores, hace de esta tecnología un candidato primordial para la realización de un pecado Número de enseres inalámbricos operantes en las Esferas del hogar / terrestre, móvil, y del espacio [2], los cuentos como microteléfonos, estaciones base, y satélites. Las propiedades esenciales con las que son dotados Estos sistemas son las de bajo consumo de potencia y reconfigurabilidad. Es por estas razones que se cree que RF MEMS ha de ser la tecnología clave para la realización de conectividad inalámbrica universal. En este contexto, el Objetivo de este articulo es exponer el impacto y estado corriente de la Aplicación de RF MEMS para realizar condensadores conmutables, condensadores variables e interruptores, Particularmente En los tres elementos de este paradigma, a saber, microteléfonos, estaciones base, y Satélites. En particular, se Abordan asuntos cuentos como la Justificación que motiva el uso de MEMS de RF En el ámbito de sistemas inalámbricos, los requerimientos de los dispositivos impactados, la manufactura de grandes cantidades, el empaque, y Su funcionamiento y confiabilidad.
Primera parte La de este articulo se enfoca en las técnicas de fabricación (micromaquinado de superficie y de substrato) y sus Limitaciones, Comparando los Mecanismos de activación Mediante el uso de los Cuales SE PUEDEN confeccionar dispositivos RF MEMS, y el empaque A nivel de dispositivo . La segunda parte se enfoca en desglosar el progreso e impacto de MEMS de RF en sistemas inalámbricos, en particular, en microteléfonos, estaciones base, y aplicaciones para el espacio.
Fundamentos de la Tecnología RF MEMS
Fabricación
La tecnología de fabricación de MEMS de RF se basa en la disciplina, Establecida muy bien, de la fabricación de circuitos integrados (IC). Hecho de, RF MEMS SE PUEDE entender a luz la del Proceso convencional bi-dimensional de los IC, el Cual esta Basado en fotolitográfica químico engravado y, y el Consiste Cual de los siguientes pasos fundamentales.
SiO2 1) Se CUBRE el substrato con una barrera (Usualmente
para un substrato de silicio). 2) Se CUBRE la superficie con un material polimerico sensitivo a la luz, llamado "fotorresistente" (PR).
3) Una foto-máscara (un plato de vidrio, uno de Cuyos lados contiene un patrón de una emulsión o película metálica, se Coloca sobre el substrato y el PR es una Expuesto Través de esta mascara una intensidad luz Ultravioleta (UV) de alta Dondequiera Que la mar transparente máscara. El PR es desarrollado Mediante Un proceso similar al Utilizado para revelar películas fotográficas y Puede ser de naturaleza positiva o negativa, obteniéndose uno de dos resultados:
1) Cuando los rayos UV interaccionan con un PR positivo, se debilita el polímero, De qué manera Cuando la imagen es desarrollada el PR Expuesto A LOS RAYOS UV transfiriendo Así se disuelve la imagen positiva de la mascara a la capa de PR.
2) Cuando la luz UV Interacciona con el PR negativo, se Fortalece el PR, De qué manera Cuando la imagen es desarrollada el PR no Expuesto a la luz UV se disuelve, transfiriendo Así la imagen negativa de la mascara a la capa de PR. La tecnología de fabricación de MEMS de RF esta Basada en dos técnicas principales para moldear la tercera dimensión, a saber,
micromaquinado de superficie y micromaquinado de substrato. En el micromaquinado de superficie, Figura 2 (a), películas delgadas de materiales añadidas selectivamente hijo, y eliminadas del substrato. Los materiales de la película que eventualmente Serán eliminados se denominan materiales de sacrificio, Mientras que los que permanecen finalmente se denominan materiales estructurales. Por ejemplo, una viga voladiza SE PUEDE CREAR sobre un substrato de silicio Mediante el deposito de Sió2 como capa de sacrificio, depositando polisilicio como capa estructural, Definiendo el patrón o geometría de la viga en la capa de polisilicio, y finalmente disolviendo la capa de sacrificio Debajo de esta. Este último paso es llamado Liberación ya que tiene como Objetivo el liberar las estructuras mecánicas De qué modo se PUEDAN motor. Cuando un químico para engravado liquido es utilizadopara disolver la capa de sacrificio, sin embargo, uno Debe asegurarse de que las Fuerzas de resorte de las estructuras mecánicas superan las Fuerzas de tensión de superficie del liquido químico. Si no es así, la liberación no ocurrirá y las estructuras terminaran completamente pegadas o al substrato oa otras estructuras adyacentes. Este fenómeno de Adhesión tambien puede ocurrir Durante la operación de dispositivos operados Mediante Fuerzas electrostáticas, en Cuyo caso Puede Ser el resultado de un violento Tirón ( "Pullin"). En el micromaquinado de substrato, estructuras creadas hijo mecánicas Dentro de los confines del substrato que, mediante la Eliminación selectiva de materiales del substrato por Técnicas de engravamiento / corrosión secas y líquidas, explotando Así las razones anisotrópicas de corrosión de los Diferentes planos Cristalográficos en el substrato . La Aplicación de MEMS en el contexto de Sistemas Integrados es de gran interés Porque Mediante la integración tridimensional (3-D) de estructuras mecánicas Móviles En el mismo substrato que los circuitos electrónicos, se hace posible el Producir sistemas altamente funcionales Capaces de Alcanzar Niveles de Funcionamiento imposibles Obtener de De Otra Manera, Particularmente En el ámbito de tamaño, consumo de potencia, y costo. Las estructuras MEM 3-D en cuestión, Pueden activarse Mediante una variedad de mecanismos, como los cuentos que se Derivan de Fuerzas electrostáticas, térmico electro, piezoeléctricas, electromagnéticas, y electrodinámicas. Sin embargo, en el fondo, desde un punto de vista A nivel de sistema o funcional, e Independientemente del Mecanismo de activación, como estas estructuras Poseen dos pares de electrodos. A través del primero, se aplica una polarización de CC para Causar movimiento par y un segundo, los electrodos de conmutación o contactos, con el que existe la señal de radiofrecuencia (RF) manipulada. Cuando los dos pares Están aislados uno del otro, la configuración se denomina relevador ( "Relevo"). Por otro lado, si el corriente continua y la señal de RF MISMAS Comparten las líneas de control, la configuración se denomina Interruptor. Desde el punto de vista de un circuito, los relevadores Pueden clasificarse como dispositivos de 4 terminales y dispositivos como los interruptores de 2 terminales. Sin embargo, es posible, Cuando los conjuntos de terminales de polarización y un Comparten RF potencial de referencia ( "tierra") en común, el Tener un relevador de 3 terminales. Desde una perspectiva de diseño de circuitos, la naturaleza de la Estructura de un dispositivo, este sea un relevador o un interruptor, es de mucha Importancia. Porque esto es así, Mientras que un relevador Posee una intrinseco aislamiento entre los terminales de polarización y RF, un interruptor que no. Por tanto, Cuando se Emplea la Configuración de interruptor, ES NECESARIO Emplear un modo de desacoplar las señales de polarización y RF, por ejemplo, que hay Utilizar una T de polarización (Bias-Tee "). Estos conceptos Pueden visualizarse examinando las estructuras Fundamentales para relevadores e interruptores de RF MEMS. En este articulo nos enfocamos en discutir el progreso e impacto sobre los sistemas inalámbricos de tres tipos de dispositivos MEMS de RF micromaquinado de superficie, a saber, condensadores conmutables (CC), Condensadores variables Continuamente, óhmicos e interruptores. En lo que sigue, presentamos una Comparación entre los Distintos Mecanismos de activación explotados en la confección de dispositivos RF MEMS. 
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