eng
Выпуск #6/2025
В. Кочемасов, В. Горбачев, С. Хорев
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ MEMS
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ MEMS
Просмотры: 1011
DOI: 10.22184/1992-4178.2025.247.6.116.124
В статье представлен обзор основных технологий, применяемых для изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС). Рассматриваются особенности конструкций MEMS-конденсаторов и принципы их работы, а также приводятся примеры устройств на их основе
В статье представлен обзор основных технологий, применяемых для изготовления микроэлектромеханических систем (МЭМС). Рассматриваются особенности конструкций MEMS-конденсаторов и принципы их работы, а также приводятся примеры устройств на их основе
Теги: cmos fractal capacitor mems capacitor mems microphone mems-конденсатор mems-микрофон microfabrication technology variable capacitance кмоп переменная емкость технологии микрообработки фрактальный конденсатор
Высокочастотные конденсаторы по технологии MEMS
В. Кочемасов, к. т. н., В. Горбачев, С. Хорев
В статье представлен обзор основных технологий, применяемых для изготовления микроэлектромеханических систем (MEMS). Рассматриваются принципы работы MEMS-конденсаторов и особенности их конструкций, а также приводятся примеры устройств на их основе.
Прежде чем перейти к описанию конкретных моделей и конструкций MEMS-конденсаторов, рассмотрим технологии MEMS. Аббревиатура MEMS расшифровывается как Micro Electro-Mechanical Systems, что в переводе на русский язык означает «микроэлектромеханические системы». В русскоязычной технической литературе также широко используется аббревиа-
тура МЭМС. По сути, MEMS-технологии представляют собой комплекс технологий, применяемых при изготовлении компонентов и изделий микронного размера. Данный комплекс условно можно разделить на несколько групп.
Технологии объемной микрообработки
(bulk micromachining)
К этой группе технологий относятся методы и технологические процессы, позволяющие последовательно удалять участки подложки, формируя необходимую топологию устройства. В основном это методы литографии, суть которых заключается в том, что сначала на поверхность подложки наносится защитный слой нужной топологии, а затем удаляются (вытравливаются) лишние участки. Травление бывает влажным, когда пластину с нанесенной топологией помещают в химический реагент, либо сухим, когда травление производится с помощью электронного пучка или пучка плазмы. Химическое травление менее затратно, но недостаточная точность формируемых структур и погрешности, возникающие в процессе травления (например, из-за так называемого подтрава, когда ре-
агент затекает под нанесенный защитный слой) не позволяют применять этот метод при создании точных и высокочастотных устройств. Кроме того, процесс химического травления практически невозможно контролировать, что приводит к значительному количеству брака и плохой повторяемости параметров.
Для изготовления сложных и точных устройств применяют методы сухого травления. К ним можно отнести, например, метод фрезерования (milling) ионным пучком, который применяет компания IBM (Ion Beam Milling) [1]. Суть этого метода заключается в том, что при попадании пучка ионов на поверхность подложки, незащищенные резистивным слоем ее участки испаряются, не искажая нанесенную топологию. Данный метод позволяет получать элементы размером от 1 до 10 мкм и имеет высокую повторяемость в процессе изготовления. Кроме того, он обладает следующими преимуществами:
Примером применения MEMS-конденсаторов является приведенный на рис.1 датчик давления для особо надежных авиационных и промышленных приложений, изготовленный методом объемной микрообработки [2]. Как уже отмечалось, MEMS-конденсаторы чаще всего являются компонентами соответствующих электромеханических устройств, например, датчиков давления, датчиков ускорения, мембранных емкостных микрофонов. В составе таких устройств конденсаторы выполняют роль активных чувствительных элементов, поскольку измеряемые величины непосредственно влияют на емкость этих конденсаторов.
Технологии поверхностной микрообработки (surface micromachining)
Данные технологии являются своеобразным антиподом технологий объемной микрообработки. Основная суть объемных технологий заключается в удалении с подложки «лишних» слоев и элементов топологии. Поверхностные технологии, напротив, заключаются
в последовательном наращивании на поверхности подложки необходимых слоев топологии и так называемого жертвенного слоя, удаляемого при последующем травлении. Наращивание, как правило, производится методами напыления тонких пленок или плазменного осаждения. Данные методы позволяют формировать структуры, которые в несколько раз меньше структур, создаваемых с помощью объемной микрообработки.
Следовательно, элементы, полученные методами поверхностной обработки, можно использовать на более высоких частотах. В целом, процесс поверхностной микрообработки, не считая предварительной обработки подложки, включает несколько этапов: последовательное осаждение конструкционного и расходного (жертвенного или абляционного) слоев в зависимости от топологии; формирование на пленке защитной маски
и последующее травление полученной структуры для удаления расходного слоя. К достоинствам данных технологий можно отнести:
Поверхностная микрообработка включает большее количество технологических операций и, следовательно, дороже объемной микрообработки. Поэтому применяется только при создании дорогостоящих и сложных устройств.
На рис. 2 [2] приведен резонатор из поликремния, изготовленный методом поверхностной обработки, в котором для настройки применяются MEMS-конденсаторы.
Смежные технологии
К данной категории технологических процессов можно отнести те, которые чаще применяются в других областях, но могут быть использованы и при изготовлении MEMS-устройств. Из них можно отдельно выделить следующие технологии:
технология LIGA. Название происходит от немецкого Litographie, Galvanoformung, Abformung – литография, гальваника и формовка. Принципиальное отличие технологии LIGA от фотолитографии заключается в использовании рентгеновского излучения. Экспонированные участки, не защищенные нанесенной фотомаской, затем удаляются соответствующим составом (травителем). За счет использования рентгеновского излучения LIGA позволяет получать элементы с большим коэффициентом соотношения сторон. Поэтому часто данную технологию называют так же рентгенолитографией. Из недостатков следует отметить сложность самого технологического процесса, высокую стоимость маски и процесса экспонирования. Своеобразной альтернативой технологии LIGA является технология SIGA –
ультразвуковая литография, гальваника и формовка. Отличие заключается в том, что в качестве активного элемента в SIGA используется не рентгеновское, а ультразвуковое излучение. Это позволяет существенно удешевить процесс изготовления и не требует дополнительных мер безопасности для защиты персонала при использовании в лабораторных условиях. Кроме того, технология SIGA полностью совместима с технологиями тонких пленок; технология DRIE. Название технологии является аббревиатурой Deep Reactive Ion Etching – глубокое реактивное ионное травление. Данная технология очень похожа на упоминавшуюся выше технологию IBM, с тем отличием, что вместо управляемого ионного пучка травление производится пучком плазмы. Это расширяет номенклатуру материалов, которые могут быть использованы в качестве конструкционного материала при изготовлении устройств.
Также имеет смысл отметить своеобразные унифицированные карты технологических процессов изготовления MEMS-устройств. Как правило, они включают в себя
несколько этапов, таких как формирование подложки, формирование конструкционного и расходного слоев и последующее травление. Например, технология MUMPs – Multi User MEMS Process, которая представляет собой трехслойный процесс поверхностной микрообработки на основе поликремния. Или технология SUMMiT – Sandia Ultra-planar Multi-level MEMs Technology, которая заключается в формировании четырех слоев поликремния для последующей поверхностной микрообработки.
MEMS-конденсаторы постоянной
и переменной емкости
Развитие MEMS-технологий было обусловлено необходимостью создания сверхминиатюрных комбинированных устройств, совмещающих в себе как электронные компоненты, так и механические. Конденсаторы в этом случае являются неотъемлемой частью таких устройств и интегрированы в их структуру. Поэтому чаще всего MEMS-конденсаторы рассматриваются именно в контексте таких устройств, а не как отдельные компоненты. Но такой подход не совсем корректен, поскольку, например, конденсаторы и конденсаторные сборки, изготовленные по технологии IBM, так же могут считаться MEMS-конденсаторами. Кроме того, существуют технологии, одинаково применяемые и в MEMS-устройствах, и в про-
изводстве КМОП-микросхем [4].
К этой же категории конденсаторов постоянной емкости, изготавливаемых с применением MEMS-технологий, можно отнести конденсаторы с фрактальной структурой, отличающиеся порядком фракталов [5].
На рис. 3 представлены конденсаторы постоянной емкости, обкладки которых имеют фрактальную структуру: рис. 3а, б, в – фракталы 3-го, 4-го и 5-го порядка соответственно. Подобная структура позволяет получать конденсаторы, характеризующиеся частотой собственного резонанса (SFR) выше 20 ГГц и имеющие добротность не хуже 28 на частоте 5 ГГц. При этом фрактальные конденсаторы могут применяться не только в составе MEMS-устройств, но и входить в структуру КМОП-микросхем. Емкость подобных конденсаторов может достигать 2,5 пФ и выше, а сами конденсаторы имеют рабочий частотный диапазон
до 15 ГГц и выше. На рис.3 г, д приведены типовые зависимости номинальной емкости (рис.3г) и добротности (рис.3д) от частоты для фрактальных конденсаторов 3-го, 4-го- и 5-го порядков. За основу взяты так называемые фракталы Мура, хотя форма фракталов может быть и иной.
Чаще всего в литературе описываются MEMS-конденсаторы переменной емкости. Как и в случае переменных конденсаторов других топологий, основными характеристиками переменных MEMS-конденсаторов являются диапазон перестройки (изменения) емкости (tuning range) и линейность изменения емкости (linearity) в диапазоне перестройки. От этих параметров напрямую зависит качество и эффективность работы составных MEMS-
устройств, содержащих MEMS-конденсаторы. В самом общем виде переменные MEMS-конденсаторы можно разделить на следующие основные группы в зависимости от их конструкции.
Перестраиваемые конденсаторы
с плавающей пластиной
Данный тип переменных конденсаторов реализует простейший способ изменения емкости путем изменения расстояния между пластинами. При этом одна из пластин является неподвижной и закреплена на общем основании всего устройства или на подложке. Стандартный переменный конденсатор имеет две пластины (подвижную и неподвижную), хотя существуют конструкции, имеющие несколько пластин. Примерами могут служить скелетные конструкции (математические модели) переменных конденсаторов с двумя пластинами (рис. 4а) и с тремя пластинами (рис. 4б).
К подвижной пластине присоединены элементы перемещения, например, пружины змеевидной формы, хотя формы пружин могут быть иными. Для ограничения диапазона перемещения подвижной пластины и, соответственно, минимального значения емкости,
на неподвижной пластине сформированы ограничители из непроводящего материала, высота которых задается как 0,2 от первоначального расстояния между обкладками. Кроме того, поскольку на подвижную пластину действует не только механическое воздействие пружин, но и электростатическая сила формирующегося электромагнитного поля, данные ограничители являются еще и своеобразными предохранителями, предотвращающими короткое замыкание между обкладками конденсатора при обрыве пружин из-за превышения допустимых значений управляющего напряжения. Для конденсаторов с тремя пластинами (рис.4б) ограничители формируются на обеих неподвижных обкладках.
Типичным примером применения переменных MEMS-конденсаторов с плавающей пластиной можно считать емкостные MEMS-микрофоны. На рис.5а [7] приведена схема MEMS-микрофона на основе переменного конденсатора с одной подвижной обкладкой,
а на рис. 5б [8] – схема MEMS-микрофона, разработанного в Sandia National Laboratories (Sandia Labs) на основе переменного конденсатора с одной подвижной пластиной-диафрагмой и двумя неподвижными обкладками.
На неподвижных обкладках конденсаторов имеются отверстия для прохождения звуковой волны. Количество и размер отверстий существенным образом влияют на номинальную емкость конденсатора и диапазон ее изменения. Диапазон изменения емкости определяет динамический диапазон и чувствительность микрофона. Кроме того, на диапазон изменения емкости и, соответственно, на чувствительность микрофона в случае емкостных микрофонов влияет материал, из которого изготовлена подвижная обкладка микрофона – мембрана. На рис.6 [7] приведена зависимость изменения емкости переменного конденсатора от материала подвижной обкладки, выраженная через чувствительность микрофона.
Перестраиваемые конденсаторы
с изменяемой площадью перекрытия обкладок
Одним из способов изменения емкости конденсатора является изменение площади обкладок. Это достигается, как правило, сдвигом пластин друг относительно друга: либо прямым сдвигом в плоскости пластин, либо поворотом одной из пластин относительно другой. И в том и в другом случае происходит изменение плоскости перекрытия обкладок конденсатора и, соответственно, изменение его емкости.
На рис.7 [9] показан переменный MEMS-конденсатор с поворотной обкладкой, изготовленный на основе многослойной структуры из алюминия и анодного оксида алюминия. По центру конденсатора расположена сама подвижная обкладка. От нее к основанию ведут консольные балки, изготовленные из трехслойной структуры алюминий-оксид алюминия-тантал. При подаче напряжения танталовая пленка нагревается, и за счет отличающихся друг от друга температурных коэффициентов линейного расширения алюминия и оксида алюминия балки изгибаются, при этом подвижная обкладка смещается относительно основания, за счет чего и происходит изменение емкости конденсатора. Такая конструкция обеспечивает относительно большое перемещение подвижной пластины, поз-
воляя изменять емкость конденсатора в пределах 150–200% от первоначальной, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения емкости.
Еще один вид переменных MEMS-конденсаторов, разработанный в Калифорнийском университете (University of California, Los Angeles (UCLA)) показан на рис.8 [10]. В данной конструкции конденсатор состоит из набора неподвижных обкладок и линейки подвижных обкладок, идентичных неподвижным, но сдвинутых на половину расстояния между обкладками. Подвижные обкладки соединены со стержнями из бензоциклобутана (BCB), которые при подаче напряжения поворачивают подвижные пластины и таким образом меняют емкость конденсатора. В отсутствии управляющего напряжения подвижные обкладки находятся в нижнем положении параллельно неподвижным пластинам. В этом положении емкость конденсатора максимальна. Конденсатор на рис.8 имеет большой диапазон изменения емкости в 3085% (от 0,27 до 8,6 пФ) при максимальном управляющем напряжении 50 В. Обкладки конденсатора выполнены из соединения кремния и алюминия, что позволяет добиться добротности конденсатора не хуже 273 на частоте 1 ГГц. Данный конденсатор называют поворотным варактором (Rotational Varactor).
Отдельно следует отметить так называемые ассиметричные (asymmetric) переменные MEMS-конденсаторы. Их отличительной особенностью является то, что обкладки располагаются не параллельно друг другу, а под некоторым углом, изменяемым при подаче управляющего напряжения на вспомогательные управляющие электроды. Кроме того, форма обкладок у данных конденсаторов не прямоугольная, а трапециевидная, треугольная или другая, выбранная исходя из решаемой задачи. На рис.9 [11] представлен переменный MEMS-конденсатор с треугольными обкладками и изменяемым углом между ними.
Переменные конденсаторы
с диэлектрическим слоем
Еще одним способом изменения емкости конденсатора является добавление между его обкладками слоя диэлектрика с разным значением диэлектрической постоянной. Сделать это можно двумя основными способами (рис. 10): постепенным вводом между обкладками слоя диэлектрика до полного заполнения пространства между обкладками, либо изменением расстояния между обкладками на одной из которых (неподвижной) уже находится слой диэлектрика.
На рис.10а [12] показан способ изменения емкости MEMS-конденсатора с помощью вводимого между обкладками слоя диэлектрика. Данный конденсатор имеет частоту собственного резонанса 19 ГГц, диапазон перестройки емкости до 40% при управляющем напряжении 10 В. Добротность составляет 218 на частоте 1 ГГц и максимальная емкость достигает 1,14 пФ. Однако у данного метода есть существенный недостаток: под воздействием электростатического поля, возникающего между обкладками при подаче напряжения, очень сложно добиться равномерного перемещения слоя диэлектрика. Кроме того, слой диэлектрика под воздействием электростатического слоя может прилипать
к одной из пластин. Это выдвигает особые требования по твердости к материалу управляющей пружины и материалу самого диэлектрика. Зависимость емкости конденсатора от поперечного расстояния между верхней обкладкой и диэлектриком и зависимость емкости от управляющего напряжения приведены на рис.11а [12].
Более предпочтительными являются другие методы изменения емкости конденсатора с помощью диэлектрика, при которых емкость меняется путем изменения расстояния между обкладками, на одну из которых, как правило неподвижную, уже нанесен слой диэлектрика. На рис.10 (б, в) [13] приведены два таких способа.
Способ, показанный на рис.10б, заключается в том, что на неподвижную обкладку заранее нанесен слой диэлектрика. Подвижная обкладка одним концом закреплена
на неподвижном основании, а вторая сторона обкладки свободно висит в воздухе. При подаче напряжения подвижная обкладка за счет электростатической силы начинает притягиваться к неподвижной. При этом расстояние между пластинами уменьшается и область, заполненная диэлектриком, увеличивается. Максимальная емкость достигается, когда подвижная пластина полностью ложится на слой диэлектрика. Этот способ применяется в MEMS-технологиях чаще всего. На рис.11б [13] представлена фотография переменного конденсатора с подвижной обкладкой, выполненной в виде гребенки из отдельных подвижных обкладок.
Другим вариантом изменения емкости является метод, показанный на рис.10в: на неподвижную обкладку конденсатора помещается слой диэлектрика в виде конуса. При этом неподвижная обкладка является общей, а подвижная представляет собой решетку из идентичных пластин. Перестройка конденсатора производится посредством подачи напряжения на выбранные подвижные обкладки. На рис.11в [13] представлена фотография переменного MEMS-конденсатора со слоем диэлектрика в форме конуса. У конденсаторов на рис.11 (б, в) диэлектрик выполнен из оксида гафния (HfO2), имеющего высокое значение диэлектрической постоянной, а размер конденсатора (рис.11в) составляет 214 х 209 мкм. При этом следует отметить, что подвижные пластины могут как притягиваться к неподвижной обкладке, так и отталкиваться от нее в зависимости от полярности приложенного напряжения. Диапазон изменения напряжения составляет +100 В с шагом 0,2 В. Диапазон изменения емкости – от 1,0 до 1,7 пФ.
Среди MEMS-конденсаторов также стоит отметить так называемые конденсаторы-ключи (switchable tunable capacitors). В литературе их часто относят к отдельной группе, хотя подобное выделение не является корректным. По конструкции конденсаторы-ключи можно отнести к перечисленным выше группам, отличие заключается только в области применения. Само название данного типа конденсаторов появилось в силу того, что конденсаторные элементы входят в состав переключающих компонентов, в равной степени применяемых как в MEMS-устройствах, так в устройствах КМОП. Чаще всего переключение производится пластиной, замыкающей (размыкающей) передающие линии. Зазор между передающей линией и замыкающим элементом функционирует как конденсатор с плоскими обкладками, изменяющий свою емкость в зависимости от положения подвижной обкладки. На рис.12 [14] приведены конструктивная схема (рис.12а) и готовый конденсатор-ключ, рассчитанный на рабочую частоту 50 ГГц. Во включенном состоянии прямые потери на прохождение (insertion loss) не превышают 2 дБ, а в выключенном состоянии – не менее 15 дБ на частоте 50 ГГц.
Подобные переключающие емкостные элементы могут входить в состав фильтров, управляющих цепей задающих генераторов и других цепей, требующих оперативной перестройки и настройки параметров. Из переключающих емкостных элементов составляются сборки, включающие в свой состав элементы с различными параметрами. На рис.13 [15] показана переключающая конденсаторная сборка, используемая в равной степени как в MEMS-устройствах, так и в устройствах на технологии КМОП.
Еще одним интересным видом переменных MEMS-конденсаторов являются так называемые конденсаторы «рыбья кость» или «рыбий скелет» (fishbone-shape).
Их особенность заключается в том, что подвижные пластины конденсатора на неподвижной центральной пластине располагаются в виде скелета рыбы. На рис.14 [11] приведена упрощенная конструкция подобного конденсатора из семи звеньев.
Выбирая форму кривой, в которую вписываются пластины данного типа конденсатора, разработчик имеет возможность получать такую зависимость емкости от управляющего напряжения, которая требуется для конкретного решения. Изменение емкости при этом происходит за счет изгиба подвижных обкладок при подаче управляющего напряжения на них. Для примера на рис.15а [16] показана зависимость емкости от напряжения для MEMS-конденсатора типа fishbone-shape, состоящего из трех элементов (рис.15б).
В заключение следует подчеркнуть один очень важный момент, часто приводящий к путанице. Как уже отмечалось в начале статьи, MEMS-технологии – это целый комплекс различных технологий, которые могут применяться при изготовлении радиокомпонентов как совместно, так и по-отдельности. Соответственно, если при создании радиокомпонента использована та или иная отдельная технология из данного комплекса, но сам компонент не является частью структуры MEMS-устройства, то его нельзя считать MEMS-компонентом.
Например, компания Peregrine Semiconductor Corp (pSemi), входящая в состав корпорации Murata, при изготовлении конденсаторов использует технологию CMOS. Но конденсаторы ее производства, например, серий PE64904 или PE64905 DuNE™, относятся к категории переменных ЧИП-конденсаторов с электронной перестройкой, а не к категории MEMS-конденсаторов. Кроме того, категории отдельных радиокомпонентов, в том числе конденсаторов, имеют свою устоявшуюся классификацию, номенклатуру, спецификации и конструкционные особенности, которые сопровождаются соответствующими справочными данными.
MEMS-конденсаторы входят в состав целых систем или устройств, в технической документации на которые параметры отдельных радиокомпонентов, в том числе конденсаторов, не указываются. Например, в документации на MEMS-микрофон IMP34DT05 компании STMicroelectronics приводятся параметры, касающиеся качества звука,
но не указан даже тип MEMS-конденсаторов, входящих в его состав. Приблизительные параметры MEMS-конденсаторов можно найти, как правило, в материалах, касающихся НИР по той или иной модели конденсатора. При этом не обязательно, что в готовом устройстве или системе, в структуру которых интегрирован этот конденсатор, данные параметры будут соответствовать фактическим. Этот момент затрудняет составление каких-либо сравнительных таблиц по MEMS-конденсаторам. Поэтому разработчику приходится выбирать тот или иной тип MEMS-конденсатора исходя из поставленной задачи и конфигурации системы или устройства, которые он разрабатывает.
MEMS-технологии и устройства, разработанные на их основе, имеют целый ряд преимуществ. Среди них можно выделить следующие:
1. Благодаря микронным размерам элементов, MEMS-устройства способны работать на частотах до десятков и даже сотен ГГц.
2. Технологии MEMS позволяют использовать в устройствах, изготовленных с их применением, материалы, которые сложно получить в макроэлектронике:
например, пленки из антимонида индия. Существенная разница температур плавления индия (156,5 °С) и сурьмы (630,6 °С) затрудняет получение однородного расплава.
ЛИТЕРАТУРА
Кочемасов В., Хорев С. Продукция компании Ion Beam Milling (краткий обзор) // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2013. №5. С. 102–107. https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=147959.
Веселов А. Г., Рябушкин С. Л., Шуллер И. Я. Увеличение холловской подвижности в тонких пленках InSb, модифицированных низкоэнергетической кислородной плазмой // Письма в ЖТФ, 1992. Т. 18, № 11. С. 63–66.
Шурыгина В. Радиочастотные МЭМС+КМОП // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2014. №3. С. 149–160.
Elshurafa A. M., Radwan A. G., Emira A., Salama K. N. RF MEMS Fractal Capacitors with High Self Resonant Frequencies // Journal of Microelectromechanical Systems, 2012. V. 21. PP. 10–12.
Manoj Vasudeo Sonje. Design and Simulation analysis of MEMS parallel plate capacitor models for voltage conversion and power harvesting // The Faculty of the Graduate School at the University of Missouri, Columbia, 2011.
Loboda V. V., Solomatova U. V. Capacitive MEMS microphones for medical application // Computing, Telecommunication and Control, 2021. V. 14. No. 2. PP. 65–78.
https://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/mikrofony_mems/5-1-0-1680?ysclid=lpjj4yggyz396424527.
Козлов В. С., Цаладонов А. Д., Биран С. А., Короткевич Д. А., Короткевич А. В.
МЭМС на основе анодного оксида алюминия для применения в высокочастотных схемах //
Минск: БГУИР, 2022. С. 290–291.
Suan Hui Pu. A micromachined zipping variable capacitor // Imperial College London, Electrical
and Electronic Engineering, 2010. Doctoral Thesis, 159 p.
Shavezipur M. Novel MEMS Tunable Capacitors with Linear Capacitance-Voltage Response Considering Fabrication Uncertainties // Waterloo, Ontario, 2008.
Yoon J.-B., Nguyen C. T.-C. A High-Q Tunable Micromechanical Capacitor With Movable
Dielectric for RF Applications // Center for Integrated Microsystems Department of EECS, University of Michigan Ann Arbor, MI 48109.
Luo J. K., Lin M., Fu Y. Q., Wang L., Flewitt A. J., Spearing S. M., Fleck N. A., Milne W. I. MEMS based digital variable capacitors with a high-k dielectric insulator // Sensors
and Actuators A: Physical, 2006. V. 132, PP. 139–146.
Nazli Kheirabi. Millimeter-Wave Reconfigurable CMOS-MEMS Integrated Devices // Waterloo, Ontario, Canada, 2017.
Fahimullah Khan and Mohammad I Younis. RF MEMS electrostatically actuated tunable
capacitors and their applications: a review // Journal of Micromechanics and Microengineering,
2022. V. 32. 013002.
В. Кочемасов, к. т. н., В. Горбачев, С. Хорев
В статье представлен обзор основных технологий, применяемых для изготовления микроэлектромеханических систем (MEMS). Рассматриваются принципы работы MEMS-конденсаторов и особенности их конструкций, а также приводятся примеры устройств на их основе.
Прежде чем перейти к описанию конкретных моделей и конструкций MEMS-конденсаторов, рассмотрим технологии MEMS. Аббревиатура MEMS расшифровывается как Micro Electro-Mechanical Systems, что в переводе на русский язык означает «микроэлектромеханические системы». В русскоязычной технической литературе также широко используется аббревиа-
тура МЭМС. По сути, MEMS-технологии представляют собой комплекс технологий, применяемых при изготовлении компонентов и изделий микронного размера. Данный комплекс условно можно разделить на несколько групп.
Технологии объемной микрообработки
(bulk micromachining)
К этой группе технологий относятся методы и технологические процессы, позволяющие последовательно удалять участки подложки, формируя необходимую топологию устройства. В основном это методы литографии, суть которых заключается в том, что сначала на поверхность подложки наносится защитный слой нужной топологии, а затем удаляются (вытравливаются) лишние участки. Травление бывает влажным, когда пластину с нанесенной топологией помещают в химический реагент, либо сухим, когда травление производится с помощью электронного пучка или пучка плазмы. Химическое травление менее затратно, но недостаточная точность формируемых структур и погрешности, возникающие в процессе травления (например, из-за так называемого подтрава, когда ре-
агент затекает под нанесенный защитный слой) не позволяют применять этот метод при создании точных и высокочастотных устройств. Кроме того, процесс химического травления практически невозможно контролировать, что приводит к значительному количеству брака и плохой повторяемости параметров.
Для изготовления сложных и точных устройств применяют методы сухого травления. К ним можно отнести, например, метод фрезерования (milling) ионным пучком, который применяет компания IBM (Ion Beam Milling) [1]. Суть этого метода заключается в том, что при попадании пучка ионов на поверхность подложки, незащищенные резистивным слоем ее участки испаряются, не искажая нанесенную топологию. Данный метод позволяет получать элементы размером от 1 до 10 мкм и имеет высокую повторяемость в процессе изготовления. Кроме того, он обладает следующими преимуществами:
- прецизионная объемная микрообработка позволяет добиться микронной точности и повторяемости в изготовлении деталей и структур;
- термическое воздействие на материал подложки сосредоточено только в удаляемых слоях и имеет минимальную толщину;
- фрезерование ионным пучком позволяет использовать подложки из хрупких, твердых, легкоплавких, сложных в обработке материалов.
Примером применения MEMS-конденсаторов является приведенный на рис.1 датчик давления для особо надежных авиационных и промышленных приложений, изготовленный методом объемной микрообработки [2]. Как уже отмечалось, MEMS-конденсаторы чаще всего являются компонентами соответствующих электромеханических устройств, например, датчиков давления, датчиков ускорения, мембранных емкостных микрофонов. В составе таких устройств конденсаторы выполняют роль активных чувствительных элементов, поскольку измеряемые величины непосредственно влияют на емкость этих конденсаторов.
Технологии поверхностной микрообработки (surface micromachining)
Данные технологии являются своеобразным антиподом технологий объемной микрообработки. Основная суть объемных технологий заключается в удалении с подложки «лишних» слоев и элементов топологии. Поверхностные технологии, напротив, заключаются
в последовательном наращивании на поверхности подложки необходимых слоев топологии и так называемого жертвенного слоя, удаляемого при последующем травлении. Наращивание, как правило, производится методами напыления тонких пленок или плазменного осаждения. Данные методы позволяют формировать структуры, которые в несколько раз меньше структур, создаваемых с помощью объемной микрообработки.
Следовательно, элементы, полученные методами поверхностной обработки, можно использовать на более высоких частотах. В целом, процесс поверхностной микрообработки, не считая предварительной обработки подложки, включает несколько этапов: последовательное осаждение конструкционного и расходного (жертвенного или абляционного) слоев в зависимости от топологии; формирование на пленке защитной маски
и последующее травление полученной структуры для удаления расходного слоя. К достоинствам данных технологий можно отнести:
- предельно малые геометрические размеры получаемых элементов структур, вплоть до 0,1 мкм и менее. Например, в [3] описана технология получения тонких пленок InSb (антимонида индия) толщиной 0,05 мкм;
- возможность оперативно менять или дополнять материал конструктивного слоя в зависимости от назначения элемента;
- возможность точно контролировать толщины наносимых слоев и их состав.
Поверхностная микрообработка включает большее количество технологических операций и, следовательно, дороже объемной микрообработки. Поэтому применяется только при создании дорогостоящих и сложных устройств.
На рис. 2 [2] приведен резонатор из поликремния, изготовленный методом поверхностной обработки, в котором для настройки применяются MEMS-конденсаторы.
Смежные технологии
К данной категории технологических процессов можно отнести те, которые чаще применяются в других областях, но могут быть использованы и при изготовлении MEMS-устройств. Из них можно отдельно выделить следующие технологии:
технология LIGA. Название происходит от немецкого Litographie, Galvanoformung, Abformung – литография, гальваника и формовка. Принципиальное отличие технологии LIGA от фотолитографии заключается в использовании рентгеновского излучения. Экспонированные участки, не защищенные нанесенной фотомаской, затем удаляются соответствующим составом (травителем). За счет использования рентгеновского излучения LIGA позволяет получать элементы с большим коэффициентом соотношения сторон. Поэтому часто данную технологию называют так же рентгенолитографией. Из недостатков следует отметить сложность самого технологического процесса, высокую стоимость маски и процесса экспонирования. Своеобразной альтернативой технологии LIGA является технология SIGA –
ультразвуковая литография, гальваника и формовка. Отличие заключается в том, что в качестве активного элемента в SIGA используется не рентгеновское, а ультразвуковое излучение. Это позволяет существенно удешевить процесс изготовления и не требует дополнительных мер безопасности для защиты персонала при использовании в лабораторных условиях. Кроме того, технология SIGA полностью совместима с технологиями тонких пленок; технология DRIE. Название технологии является аббревиатурой Deep Reactive Ion Etching – глубокое реактивное ионное травление. Данная технология очень похожа на упоминавшуюся выше технологию IBM, с тем отличием, что вместо управляемого ионного пучка травление производится пучком плазмы. Это расширяет номенклатуру материалов, которые могут быть использованы в качестве конструкционного материала при изготовлении устройств.
Также имеет смысл отметить своеобразные унифицированные карты технологических процессов изготовления MEMS-устройств. Как правило, они включают в себя
несколько этапов, таких как формирование подложки, формирование конструкционного и расходного слоев и последующее травление. Например, технология MUMPs – Multi User MEMS Process, которая представляет собой трехслойный процесс поверхностной микрообработки на основе поликремния. Или технология SUMMiT – Sandia Ultra-planar Multi-level MEMs Technology, которая заключается в формировании четырех слоев поликремния для последующей поверхностной микрообработки.
MEMS-конденсаторы постоянной
и переменной емкости
Развитие MEMS-технологий было обусловлено необходимостью создания сверхминиатюрных комбинированных устройств, совмещающих в себе как электронные компоненты, так и механические. Конденсаторы в этом случае являются неотъемлемой частью таких устройств и интегрированы в их структуру. Поэтому чаще всего MEMS-конденсаторы рассматриваются именно в контексте таких устройств, а не как отдельные компоненты. Но такой подход не совсем корректен, поскольку, например, конденсаторы и конденсаторные сборки, изготовленные по технологии IBM, так же могут считаться MEMS-конденсаторами. Кроме того, существуют технологии, одинаково применяемые и в MEMS-устройствах, и в про-
изводстве КМОП-микросхем [4].
К этой же категории конденсаторов постоянной емкости, изготавливаемых с применением MEMS-технологий, можно отнести конденсаторы с фрактальной структурой, отличающиеся порядком фракталов [5].
На рис. 3 представлены конденсаторы постоянной емкости, обкладки которых имеют фрактальную структуру: рис. 3а, б, в – фракталы 3-го, 4-го и 5-го порядка соответственно. Подобная структура позволяет получать конденсаторы, характеризующиеся частотой собственного резонанса (SFR) выше 20 ГГц и имеющие добротность не хуже 28 на частоте 5 ГГц. При этом фрактальные конденсаторы могут применяться не только в составе MEMS-устройств, но и входить в структуру КМОП-микросхем. Емкость подобных конденсаторов может достигать 2,5 пФ и выше, а сами конденсаторы имеют рабочий частотный диапазон
до 15 ГГц и выше. На рис.3 г, д приведены типовые зависимости номинальной емкости (рис.3г) и добротности (рис.3д) от частоты для фрактальных конденсаторов 3-го, 4-го- и 5-го порядков. За основу взяты так называемые фракталы Мура, хотя форма фракталов может быть и иной.
Чаще всего в литературе описываются MEMS-конденсаторы переменной емкости. Как и в случае переменных конденсаторов других топологий, основными характеристиками переменных MEMS-конденсаторов являются диапазон перестройки (изменения) емкости (tuning range) и линейность изменения емкости (linearity) в диапазоне перестройки. От этих параметров напрямую зависит качество и эффективность работы составных MEMS-
устройств, содержащих MEMS-конденсаторы. В самом общем виде переменные MEMS-конденсаторы можно разделить на следующие основные группы в зависимости от их конструкции.
Перестраиваемые конденсаторы
с плавающей пластиной
Данный тип переменных конденсаторов реализует простейший способ изменения емкости путем изменения расстояния между пластинами. При этом одна из пластин является неподвижной и закреплена на общем основании всего устройства или на подложке. Стандартный переменный конденсатор имеет две пластины (подвижную и неподвижную), хотя существуют конструкции, имеющие несколько пластин. Примерами могут служить скелетные конструкции (математические модели) переменных конденсаторов с двумя пластинами (рис. 4а) и с тремя пластинами (рис. 4б).
К подвижной пластине присоединены элементы перемещения, например, пружины змеевидной формы, хотя формы пружин могут быть иными. Для ограничения диапазона перемещения подвижной пластины и, соответственно, минимального значения емкости,
на неподвижной пластине сформированы ограничители из непроводящего материала, высота которых задается как 0,2 от первоначального расстояния между обкладками. Кроме того, поскольку на подвижную пластину действует не только механическое воздействие пружин, но и электростатическая сила формирующегося электромагнитного поля, данные ограничители являются еще и своеобразными предохранителями, предотвращающими короткое замыкание между обкладками конденсатора при обрыве пружин из-за превышения допустимых значений управляющего напряжения. Для конденсаторов с тремя пластинами (рис.4б) ограничители формируются на обеих неподвижных обкладках.
Типичным примером применения переменных MEMS-конденсаторов с плавающей пластиной можно считать емкостные MEMS-микрофоны. На рис.5а [7] приведена схема MEMS-микрофона на основе переменного конденсатора с одной подвижной обкладкой,
а на рис. 5б [8] – схема MEMS-микрофона, разработанного в Sandia National Laboratories (Sandia Labs) на основе переменного конденсатора с одной подвижной пластиной-диафрагмой и двумя неподвижными обкладками.
На неподвижных обкладках конденсаторов имеются отверстия для прохождения звуковой волны. Количество и размер отверстий существенным образом влияют на номинальную емкость конденсатора и диапазон ее изменения. Диапазон изменения емкости определяет динамический диапазон и чувствительность микрофона. Кроме того, на диапазон изменения емкости и, соответственно, на чувствительность микрофона в случае емкостных микрофонов влияет материал, из которого изготовлена подвижная обкладка микрофона – мембрана. На рис.6 [7] приведена зависимость изменения емкости переменного конденсатора от материала подвижной обкладки, выраженная через чувствительность микрофона.
Перестраиваемые конденсаторы
с изменяемой площадью перекрытия обкладок
Одним из способов изменения емкости конденсатора является изменение площади обкладок. Это достигается, как правило, сдвигом пластин друг относительно друга: либо прямым сдвигом в плоскости пластин, либо поворотом одной из пластин относительно другой. И в том и в другом случае происходит изменение плоскости перекрытия обкладок конденсатора и, соответственно, изменение его емкости.
На рис.7 [9] показан переменный MEMS-конденсатор с поворотной обкладкой, изготовленный на основе многослойной структуры из алюминия и анодного оксида алюминия. По центру конденсатора расположена сама подвижная обкладка. От нее к основанию ведут консольные балки, изготовленные из трехслойной структуры алюминий-оксид алюминия-тантал. При подаче напряжения танталовая пленка нагревается, и за счет отличающихся друг от друга температурных коэффициентов линейного расширения алюминия и оксида алюминия балки изгибаются, при этом подвижная обкладка смещается относительно основания, за счет чего и происходит изменение емкости конденсатора. Такая конструкция обеспечивает относительно большое перемещение подвижной пластины, поз-
воляя изменять емкость конденсатора в пределах 150–200% от первоначальной, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения емкости.
Еще один вид переменных MEMS-конденсаторов, разработанный в Калифорнийском университете (University of California, Los Angeles (UCLA)) показан на рис.8 [10]. В данной конструкции конденсатор состоит из набора неподвижных обкладок и линейки подвижных обкладок, идентичных неподвижным, но сдвинутых на половину расстояния между обкладками. Подвижные обкладки соединены со стержнями из бензоциклобутана (BCB), которые при подаче напряжения поворачивают подвижные пластины и таким образом меняют емкость конденсатора. В отсутствии управляющего напряжения подвижные обкладки находятся в нижнем положении параллельно неподвижным пластинам. В этом положении емкость конденсатора максимальна. Конденсатор на рис.8 имеет большой диапазон изменения емкости в 3085% (от 0,27 до 8,6 пФ) при максимальном управляющем напряжении 50 В. Обкладки конденсатора выполнены из соединения кремния и алюминия, что позволяет добиться добротности конденсатора не хуже 273 на частоте 1 ГГц. Данный конденсатор называют поворотным варактором (Rotational Varactor).
Отдельно следует отметить так называемые ассиметричные (asymmetric) переменные MEMS-конденсаторы. Их отличительной особенностью является то, что обкладки располагаются не параллельно друг другу, а под некоторым углом, изменяемым при подаче управляющего напряжения на вспомогательные управляющие электроды. Кроме того, форма обкладок у данных конденсаторов не прямоугольная, а трапециевидная, треугольная или другая, выбранная исходя из решаемой задачи. На рис.9 [11] представлен переменный MEMS-конденсатор с треугольными обкладками и изменяемым углом между ними.
Переменные конденсаторы
с диэлектрическим слоем
Еще одним способом изменения емкости конденсатора является добавление между его обкладками слоя диэлектрика с разным значением диэлектрической постоянной. Сделать это можно двумя основными способами (рис. 10): постепенным вводом между обкладками слоя диэлектрика до полного заполнения пространства между обкладками, либо изменением расстояния между обкладками на одной из которых (неподвижной) уже находится слой диэлектрика.
На рис.10а [12] показан способ изменения емкости MEMS-конденсатора с помощью вводимого между обкладками слоя диэлектрика. Данный конденсатор имеет частоту собственного резонанса 19 ГГц, диапазон перестройки емкости до 40% при управляющем напряжении 10 В. Добротность составляет 218 на частоте 1 ГГц и максимальная емкость достигает 1,14 пФ. Однако у данного метода есть существенный недостаток: под воздействием электростатического поля, возникающего между обкладками при подаче напряжения, очень сложно добиться равномерного перемещения слоя диэлектрика. Кроме того, слой диэлектрика под воздействием электростатического слоя может прилипать
к одной из пластин. Это выдвигает особые требования по твердости к материалу управляющей пружины и материалу самого диэлектрика. Зависимость емкости конденсатора от поперечного расстояния между верхней обкладкой и диэлектриком и зависимость емкости от управляющего напряжения приведены на рис.11а [12].
Более предпочтительными являются другие методы изменения емкости конденсатора с помощью диэлектрика, при которых емкость меняется путем изменения расстояния между обкладками, на одну из которых, как правило неподвижную, уже нанесен слой диэлектрика. На рис.10 (б, в) [13] приведены два таких способа.
Способ, показанный на рис.10б, заключается в том, что на неподвижную обкладку заранее нанесен слой диэлектрика. Подвижная обкладка одним концом закреплена
на неподвижном основании, а вторая сторона обкладки свободно висит в воздухе. При подаче напряжения подвижная обкладка за счет электростатической силы начинает притягиваться к неподвижной. При этом расстояние между пластинами уменьшается и область, заполненная диэлектриком, увеличивается. Максимальная емкость достигается, когда подвижная пластина полностью ложится на слой диэлектрика. Этот способ применяется в MEMS-технологиях чаще всего. На рис.11б [13] представлена фотография переменного конденсатора с подвижной обкладкой, выполненной в виде гребенки из отдельных подвижных обкладок.
Другим вариантом изменения емкости является метод, показанный на рис.10в: на неподвижную обкладку конденсатора помещается слой диэлектрика в виде конуса. При этом неподвижная обкладка является общей, а подвижная представляет собой решетку из идентичных пластин. Перестройка конденсатора производится посредством подачи напряжения на выбранные подвижные обкладки. На рис.11в [13] представлена фотография переменного MEMS-конденсатора со слоем диэлектрика в форме конуса. У конденсаторов на рис.11 (б, в) диэлектрик выполнен из оксида гафния (HfO2), имеющего высокое значение диэлектрической постоянной, а размер конденсатора (рис.11в) составляет 214 х 209 мкм. При этом следует отметить, что подвижные пластины могут как притягиваться к неподвижной обкладке, так и отталкиваться от нее в зависимости от полярности приложенного напряжения. Диапазон изменения напряжения составляет +100 В с шагом 0,2 В. Диапазон изменения емкости – от 1,0 до 1,7 пФ.
Среди MEMS-конденсаторов также стоит отметить так называемые конденсаторы-ключи (switchable tunable capacitors). В литературе их часто относят к отдельной группе, хотя подобное выделение не является корректным. По конструкции конденсаторы-ключи можно отнести к перечисленным выше группам, отличие заключается только в области применения. Само название данного типа конденсаторов появилось в силу того, что конденсаторные элементы входят в состав переключающих компонентов, в равной степени применяемых как в MEMS-устройствах, так в устройствах КМОП. Чаще всего переключение производится пластиной, замыкающей (размыкающей) передающие линии. Зазор между передающей линией и замыкающим элементом функционирует как конденсатор с плоскими обкладками, изменяющий свою емкость в зависимости от положения подвижной обкладки. На рис.12 [14] приведены конструктивная схема (рис.12а) и готовый конденсатор-ключ, рассчитанный на рабочую частоту 50 ГГц. Во включенном состоянии прямые потери на прохождение (insertion loss) не превышают 2 дБ, а в выключенном состоянии – не менее 15 дБ на частоте 50 ГГц.
Подобные переключающие емкостные элементы могут входить в состав фильтров, управляющих цепей задающих генераторов и других цепей, требующих оперативной перестройки и настройки параметров. Из переключающих емкостных элементов составляются сборки, включающие в свой состав элементы с различными параметрами. На рис.13 [15] показана переключающая конденсаторная сборка, используемая в равной степени как в MEMS-устройствах, так и в устройствах на технологии КМОП.
Еще одним интересным видом переменных MEMS-конденсаторов являются так называемые конденсаторы «рыбья кость» или «рыбий скелет» (fishbone-shape).
Их особенность заключается в том, что подвижные пластины конденсатора на неподвижной центральной пластине располагаются в виде скелета рыбы. На рис.14 [11] приведена упрощенная конструкция подобного конденсатора из семи звеньев.
Выбирая форму кривой, в которую вписываются пластины данного типа конденсатора, разработчик имеет возможность получать такую зависимость емкости от управляющего напряжения, которая требуется для конкретного решения. Изменение емкости при этом происходит за счет изгиба подвижных обкладок при подаче управляющего напряжения на них. Для примера на рис.15а [16] показана зависимость емкости от напряжения для MEMS-конденсатора типа fishbone-shape, состоящего из трех элементов (рис.15б).
В заключение следует подчеркнуть один очень важный момент, часто приводящий к путанице. Как уже отмечалось в начале статьи, MEMS-технологии – это целый комплекс различных технологий, которые могут применяться при изготовлении радиокомпонентов как совместно, так и по-отдельности. Соответственно, если при создании радиокомпонента использована та или иная отдельная технология из данного комплекса, но сам компонент не является частью структуры MEMS-устройства, то его нельзя считать MEMS-компонентом.
Например, компания Peregrine Semiconductor Corp (pSemi), входящая в состав корпорации Murata, при изготовлении конденсаторов использует технологию CMOS. Но конденсаторы ее производства, например, серий PE64904 или PE64905 DuNE™, относятся к категории переменных ЧИП-конденсаторов с электронной перестройкой, а не к категории MEMS-конденсаторов. Кроме того, категории отдельных радиокомпонентов, в том числе конденсаторов, имеют свою устоявшуюся классификацию, номенклатуру, спецификации и конструкционные особенности, которые сопровождаются соответствующими справочными данными.
MEMS-конденсаторы входят в состав целых систем или устройств, в технической документации на которые параметры отдельных радиокомпонентов, в том числе конденсаторов, не указываются. Например, в документации на MEMS-микрофон IMP34DT05 компании STMicroelectronics приводятся параметры, касающиеся качества звука,
но не указан даже тип MEMS-конденсаторов, входящих в его состав. Приблизительные параметры MEMS-конденсаторов можно найти, как правило, в материалах, касающихся НИР по той или иной модели конденсатора. При этом не обязательно, что в готовом устройстве или системе, в структуру которых интегрирован этот конденсатор, данные параметры будут соответствовать фактическим. Этот момент затрудняет составление каких-либо сравнительных таблиц по MEMS-конденсаторам. Поэтому разработчику приходится выбирать тот или иной тип MEMS-конденсатора исходя из поставленной задачи и конфигурации системы или устройства, которые он разрабатывает.
MEMS-технологии и устройства, разработанные на их основе, имеют целый ряд преимуществ. Среди них можно выделить следующие:
1. Благодаря микронным размерам элементов, MEMS-устройства способны работать на частотах до десятков и даже сотен ГГц.
2. Технологии MEMS позволяют использовать в устройствах, изготовленных с их применением, материалы, которые сложно получить в макроэлектронике:
например, пленки из антимонида индия. Существенная разница температур плавления индия (156,5 °С) и сурьмы (630,6 °С) затрудняет получение однородного расплава.
ЛИТЕРАТУРА
Кочемасов В., Хорев С. Продукция компании Ion Beam Milling (краткий обзор) // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2013. №5. С. 102–107. https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=147959.
Веселов А. Г., Рябушкин С. Л., Шуллер И. Я. Увеличение холловской подвижности в тонких пленках InSb, модифицированных низкоэнергетической кислородной плазмой // Письма в ЖТФ, 1992. Т. 18, № 11. С. 63–66.
Шурыгина В. Радиочастотные МЭМС+КМОП // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2014. №3. С. 149–160.
Elshurafa A. M., Radwan A. G., Emira A., Salama K. N. RF MEMS Fractal Capacitors with High Self Resonant Frequencies // Journal of Microelectromechanical Systems, 2012. V. 21. PP. 10–12.
Manoj Vasudeo Sonje. Design and Simulation analysis of MEMS parallel plate capacitor models for voltage conversion and power harvesting // The Faculty of the Graduate School at the University of Missouri, Columbia, 2011.
Loboda V. V., Solomatova U. V. Capacitive MEMS microphones for medical application // Computing, Telecommunication and Control, 2021. V. 14. No. 2. PP. 65–78.
https://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/mikrofony_mems/5-1-0-1680?ysclid=lpjj4yggyz396424527.
Козлов В. С., Цаладонов А. Д., Биран С. А., Короткевич Д. А., Короткевич А. В.
МЭМС на основе анодного оксида алюминия для применения в высокочастотных схемах //
Минск: БГУИР, 2022. С. 290–291.
Suan Hui Pu. A micromachined zipping variable capacitor // Imperial College London, Electrical
and Electronic Engineering, 2010. Doctoral Thesis, 159 p.
Shavezipur M. Novel MEMS Tunable Capacitors with Linear Capacitance-Voltage Response Considering Fabrication Uncertainties // Waterloo, Ontario, 2008.
Yoon J.-B., Nguyen C. T.-C. A High-Q Tunable Micromechanical Capacitor With Movable
Dielectric for RF Applications // Center for Integrated Microsystems Department of EECS, University of Michigan Ann Arbor, MI 48109.
Luo J. K., Lin M., Fu Y. Q., Wang L., Flewitt A. J., Spearing S. M., Fleck N. A., Milne W. I. MEMS based digital variable capacitors with a high-k dielectric insulator // Sensors
and Actuators A: Physical, 2006. V. 132, PP. 139–146.
Nazli Kheirabi. Millimeter-Wave Reconfigurable CMOS-MEMS Integrated Devices // Waterloo, Ontario, Canada, 2017.
Fahimullah Khan and Mohammad I Younis. RF MEMS electrostatically actuated tunable
capacitors and their applications: a review // Journal of Micromechanics and Microengineering,
2022. V. 32. 013002.
Отзывы читателей
