分析BiCMOS型差压变送器的特性优化其缺点

通过将RF-MEMS单片集成到差压变送器技术中，可以为未来的雷达和成像系统开发高度集成且具有成本效益的电路。同样，高性能，可靠的RF-MEMS开关的开发已经通过激光多普勒振动法（LDV）和相干扫描干涉法（WLI）得以实现。

Bicmos RF-MEMS开关集成
对于WLAN，雷达和成像等毫米波应用，差压变送器技术变得越来越有趣。这些应用经常需要可重配置集成电路（IC）。RF-MEMS及其改进的RF性能对于不同的频带，发射器，接收器和天线之间的信号路径切换以及相控阵系统都是有益的。

电容型RF-MEMS开关被单片集成到IHP的差压变送器技术的后端（BEOL）中，从而使晶体管和MEMS之间的互连#短。然后，这防止或至少#小化了高频寄生效应。

差压变送器.jpg

    前三个BEOL金属化层执行该切换。金属1产生用于静电驱动的高压电极。金属2用作RF信号线。金属3定位悬浮膜。可以通过向电极施加电压来更改膜位置。这改变了信号线和悬浮膜之间的电容耦合，进而导致高频信号的有效切换。

    实验装置
    开发RF-MEMS开关需要几种机械，电气和RF特性化方法。机电性能至关重要，因为射频性能会受到其强烈影响。优选光学表征技术，因为在对器件性能的零影响下可以进行#高分辨率的测量。

使用MSA-500的LDV进行RF-MEMS开关的200毫米晶圆级自动机电运动表征，并使用WLI分析静态变形。LDV具有nm范围位移分辨率和µm空间分辨率的“平面外”运动检测能力，使LDV成为过程控制的出色测量方法。

结果
可以通过施加不同的驱动电压来提取诸如吸合电压和开关时间之类的参数。图3中展示的RF-MEMS开关技术可以实现出色的均匀性。

膜片位移可以得出有关机械弹簧常数和残余应力影响的结论。机械，电气和RF性能受残余应力的影响很大，因此需要定期检测。

充电和疲劳会导致设备故障，这意味着差压变送器成功应用的主要障碍是可靠性。可以与LDV并行测试多个开关，这对于可靠性检测和反过来改善设计很有用。超过数十亿的开关周期，并行测试的能力实现了快速且经济高效的分析。

结论与展望
近年来，RF-MEMS开关的单片集成在性能，工艺稳定性，良率和可靠性方面都取得了进步。这部分是由于LDV和WLI的应用。通过这些表征方法，可以快速，经济高效地检测晶圆级的机电性能，从而开发出可靠的毫米波系统。#近开发的带有差压变送器的智能天线阵列就是其中一个例子。