RF MEMS Schalter

Das Institut für Mikro- und Nanotechnologie (MNT) fertigt mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) in kleinen und mittleren Serien. Der MEMS-Fabrikationsprozess am NTB ermöglicht die Herstellung oberflächenmechanischer Strukturen aus Dünn- und Dickschichten.

Der Fertigungsprozess wurde für die Anforderungen von RF-MEMS ausgelegt. Durch die Verwendung von anorganischen dielektrischen Substraten und hoch leitfähigen, nickelfreien Metallisierungen lassen sich verlustarme Komponenten realisieren. Hochresistive Bias-Linien sowie transparente leitende Schichten sind im bestehenden Prozess eingebettet. Dies erlaubt uns die Fertigung verschiedener mikro-elektromechanischer Aufbauten mit Varianten in Geometrie und Dimension (Bild 1).

Neben MEMS Anwendungen können mikro-opto-mechanische Systeme (MOEMS), akustische Resonanzsensoren, Beschleunigungssensoren sowie dynamsche Schallwandler realisiert werden.

Bild 1. Verschiedene MEMS Querschnitte möglich mit dieser Technologie

Der verwendete Prozess ist das Resultat von über fünf Jahren Erfahrung, die durch die Entwicklung und die Realisierung und Optimierung verschiedenster MEMS Strukturen gewonnen werden konnte (Bild 2, Bild 3). Die im Prozess verwendeten Dimensionen und Toleranzen entsprechen grundlegenden Designregeln. Diese sind vergleichbar mit dem typischen technischen Spezifikationen von kommerziellen Dünnschichten.

Um denselben Prozess auf die Herstellung von MOEMS zu übertragen kann ITO, ein transparentes elektrisch leitfähiges Material, als Elektrode verwendet werden. Optische Anwendungen umfassen steuerbare, flexible Spiegel und anpassbare optische Resonatoren. Die transparente Elektrode erlaubt dabei einen optischen Zugang und somit die Fertigung von Sensor-Aktor Systemen.

Bild 2. ohmscher Kontakt MEMS-Schalter in einem koplanaren Wellenleiter auf einem Glassubstrat implementiert
Bild 3. HF-Phasenschieber mit rekonfigurierbaren geladenen Mikrochipabschnitten