射频微机电系统开关软磁悬臂梁微电镀工艺

2010-09-13吴军民汤学华

上海电机学院学报 2010年4期

关键词：工艺

吴军民, 汤学华

(上海电机学院a.汽车学院;b.机械学院,上海200245)

射频微机电系统开关软磁悬臂梁微电镀工艺

吴军民a, 汤学华b

(上海电机学院a.汽车学院;b.机械学院,上海200245)

研究了一种电磁型射频(RF)微机电系统(MEMS)开关的软磁悬臂梁的制备工艺。为了得到适合MEMS器件应用的镍铁合金磁性薄膜,展开微电镀工艺分析,采用振动样品磁强计测量镍铁合金薄膜的磁参量。实验结果:最大相对磁导率约为460,薄膜矫顽力约为490 A/m,饱和磁感应强度约为0.9 T,剩磁感应强度为0.03～0.06 T。此结果为开关结构设计优化提供了依据。

微机电系统;悬臂梁;镍铁;电镀;振动样品磁强计

Abstract：We study a soft magnetic cantilever of magnetic radio frequency(RF)microelectromechanical system(MEMS)switch and its fabrication.Microelectroplation is studied to obtain even and low stress and an equal NiFe alloy film.As a result,a set of parameters is obtained,suitable for microelectromechanical system.The magnetic parameters are measured by vibrating sample magnetometer,with coercive force of about 490 A/m,saturated magnetic induction intensity of about 0.9 T,and residual magnetic induction intensity of about 0.03～0.06 T.This research is useful in the future optimization design.

Key words:microelectromechanical system(MEMS);cantilever;NiFe;electroplating;vibrating sample magnetometer

基于微机电系统(Microelectromechanical System,MEMS)技术的电磁型器件,特别是采用软磁薄膜功能材料的电磁器件,如电磁MEMS开关等,因其工艺复杂而发展滞后。其中,电磁MEMS器件的发展落后于其他类型的MEMS器件,主要在于磁性薄膜材料的微加工工艺标准化程度低,磁性薄膜的形貌和磁性能容易受其他MEMS工艺步骤的影响。本文主要对射频(Radio Frequency,RF)微机MEMS开关软磁悬臂梁的制备工艺进行研究。

在MEMS工艺中,通过电沉积方法获得厚度较大的薄膜已经比较普遍[1]。将电镀沉积方法应用在MEMS工艺中,可以快速和准确地获得比较厚的金属或合金薄膜[2]。应用于MEMS器件中的微电镀与以防腐和美观为目的的普通电镀原理一样,同属于电化学范畴,除膜厚度不受限制外,它还具有生产周期短、设备简单、易于操作等优点,可以大大降低MEMS工艺薄膜沉积的成本,有利于产业化。