基于MEMS技術的低閾值電壓靜電型微繼電器的設計與研究.pdf

1、靜電型微繼電器的閾值電壓是衡量其性能的一個重要指標，是靜電型微繼電器實用化的關鍵。迄今為止，還沒有其閾值電壓能與普通的電子電路工作電壓(5V)相兼容的靜電型微繼電器的報道。靜電型微繼電器從驅(qū)動方式上分為橫向驅(qū)動和縱向驅(qū)動，目前對縱向驅(qū)動方式研究的比較多，而對橫向驅(qū)動方式研究的相對較少。本文在闡述了當前國內(nèi)外典型的靜電型微繼電器結構及其性能參數(shù)的基礎上，提出了一種基于MEMS技術的表面工藝加工的梳齒結構橫向驅(qū)動靜電型微繼電器，文中給出了該

2、微繼電器的理論模型，利用Coventor軟件進行了模擬仿真，并在此基礎上優(yōu)化了梳齒結構的幾何形狀和尺寸。理論和模擬分析表明，其工作電壓能與普通的電子電路工作電壓相兼容，因而此結構具有較大的實用價值和應用前景。 本文主要基于以下科研項目編寫：安徽省教育廳自然科學重點科研計劃項目“CMOS兼容的低閾值電壓靜電型微繼電器研究”(項目編號：2006KJ026A)。 論文的主要工作和取得的成果如下，： 1.從電容的基本物理

3、模型出發(fā)，對梳齒單元進行結構細化，得到了梳齒單元的三維電容分布模型。提出每個梳齒單元中都包含三種電容：側(cè)面平板電容，側(cè)面邊緣電容和梳齒頂部與對應梳齒根部形成的平板電容。為這三種電容分別建立了解析模型，由此得到了考慮電容邊緣效應的閾值電壓解析模型。 2.提出了多級梳齒驅(qū)動結構，以實現(xiàn)低閾值電壓的靜電型微繼電器。這樣的設計可以在不修改工藝流程的情況下，以修改器件結構層版圖的方式提高器件的整體性能。使所設計的靜電型微繼電器的閾值電壓降