RF MEMS
Sandia designs, characterizes and delivers miniaturized, reliable RF MEMS components and systems such as filters, switches, and oscillators that provide differentiating capabilities to Sandia system groups impacting national security and nuclear weapons. diseños de Sandia, la caracteriza y la entrega en miniatura, fiable RF MEMS componentes y sistemas, como los filtros, conmutadores, osciladores y diferenciar las capacidades que ofrecen a grupos de sistemas que afectan la seguridad nacional de Sandia y armas nucleares.
Sandia designs, characterizes and delivers miniaturized, reliable RF MEMS components and systems such as filters, switches, and oscillators that provide differentiating capabilities to Sandia system groups impacting national security and nuclear weapons. diseños de Sandia, la caracteriza y la entrega en miniatura, fiable RF MEMS componentes y sistemas, como los filtros, conmutadores, osciladores y diferenciar las capacidades que ofrecen a grupos de sistemas que afectan la seguridad nacional de Sandia y armas nucleares.
Aluminum Nitride RF MEMS Resonators Nitruro de aluminio resonadores de MEMS de RF
Sandia has developed an aluminum nitride (AlN) process for fabricating RF MEMS micro resonators at frequencies ranging from 1 MHz to 3 GHz. Sandia ha desarrollado un nitruro de aluminio (AlN) proceso de fabricación de MEMS de RF resonadores micro a frecuencias que van desde 1 MHz a 3 GHz. This process uses the same equipment and materials that were developed to fabricate FBARS (film bulk acoustic resonators), which are widely used to implement cellular phone duplexers and filters at 1.9 GHz. Este proceso utiliza el mismo equipo y materiales que fueron desarrollados para la fabricación de los FBAR (resonadores acústicos película a granel), que son ampliamente utilizados para aplicar duplexores de teléfonos celulares y los filtros de 1,9 GHz. Like FBARS, the piezoelectric transduction mechanism of these resonators allows the realization of low insertion loss filters. Al igual que los FBAR, el mecanismo de transducción piezoeléctrica de estos resonadores permite la realización de filtros de baja pérdida de inserción. Unlike FBARS, Sandia's AlN process allows resonators at any frequency between 1 MHz and 3 GHz to be fabricated on the same wafer because the resonant frequency is determined lithographically. A diferencia de los FBAR, el proceso de Sandia de AlN permite resonadores con una frecuencia entre 1 MHz y 3 GHz que se deberán fabricar en la misma oblea, porque la frecuencia de resonancia se determina litografía. The AlN resonator process also includes Sandia's unique molded tungsten (W) capabilities. El proceso también incluye resonador de AlN única de Sandia moldeado de tungsteno (W) capacidad. Incorporation of W into the AlN process eliminates the need for resonators that are suspended above the substrate by quarter-wave beams. La incorporación de W en el proceso de AlN elimina la necesidad de resonadores que se suspende sobre el sustrato por vigas de cuarto de onda. It is this technology that allows the scaling of AlN resonators into the GHz range without introducing spurious modes, reductions in quality factor (Q), and with acceptable power handling for both the transmit and receive paths in full-duplex radios. Es esta tecnología que permite la ampliación de los resonadores de AlN en el rango de GHz sin introducir modos espurios, la reducción de factor de calidad (Q), y con la potencia de manipulación aceptables tanto para la transmisión y recepción de caminos en las radios de dúplex completo. This technology is most suited for realizing resonators from 1 MHz to 3 GHz, with Q's approaching 5000, and impedances less than 300 Ohms. Esta tecnología es más adecuada para la realización de resonadores de 1 MHz a 3 GHz, con Q que se acerca 5000, y impedancias menos de 300 Ohms.
108 MHz Dual Mode AlN RF MEMS Filter 108 MHz de doble modo de MEMS de RF de AlN filtro
Measured and Simulated Response of the Dual Mode Filter with Different Termination Impedances. Medidos y simulados de respuesta del filtro de doble modo de terminación con impedancias diferentes.
Narrow-gap Polysilicon RF MEMS Resonators Estrecho-brecha de MEMS de RF polisilicio Resonadores
A polysilicon MEMS resonator process has been developed at Sandia for the fabrication of high-Q oscillator references and intermediate frequency (IF) filters. Un proceso de polisilicio resonador MEMS ha sido desarrollado en Sandia para la fabricación de referencias oscilador de alta-Q y de frecuencia intermedia (IF) filtros. This process can achieve electrode-to-resonator gaps less than 100 nm, which is needed to reduce the impedance of capacitively transduced devices. Este proceso puede alcanzar lagunas electrodo-resonador a menos de 100 nm, lo cual es necesario para reducir la impedancia de los dispositivos capacitivamente transducidas. While high frequency resonators can be implemented in this process, it is best suited for fabricating resonators below 200 MHz because the impedance levels are significantly lower at these frequencies. Mientras que los resonadores de alta frecuencia puede ser implementado en este proceso, es el más adecuado para la fabricación de resonadores debajo de 200 MHz, porque los niveles de impedancia son significativamente menores a estas frecuencias. Advantages of these polysilicon resonators when compared to microfabricated piezoelectric resonators include much higher Q (> 60,000), low drift, tunability, and low vibration sensitivity. Las ventajas de estos resonadores de polisilicio en comparación con microfabricated resonadores piezoeléctricos son mucho más alto Q (> 60.000), la deriva baja, posibilidad de ajuste, y la sensibilidad de baja vibración. These properties make polysilicon µresonators ideal for implementing miniature oscillators and IF filter banks for RF MEMS applications. Estas propiedades hacen μresonators polisilicio ideal para la aplicación de los osciladores en miniatura y si los bancos de filtros de RF MEMS aplicaciones.
Narrow-gap Polysilicon RF MEMS Resonators Estrecho-brecha de MEMS de RF polisilicio Resonadores
A polysilicon MEMS resonator process has been developed at Sandia for the fabrication of high-Q oscillator references and intermediate frequency (IF) filters. Un proceso de polisilicio resonador MEMS ha sido desarrollado en Sandia para la fabricación de referencias oscilador de alta-Q y de frecuencia intermedia (IF) filtros. This process can achieve electrode-to-resonator gaps less than 100 nm, which is needed to reduce the impedance of capacitively transduced devices. Este proceso puede alcanzar lagunas electrodo-resonador a menos de 100 nm, lo cual es necesario para reducir la impedancia de los dispositivos capacitivamente transducidas. While high frequency resonators can be implemented in this process, it is best suited for fabricating resonators below 200 MHz because the impedance levels are significantly lower at these frequencies. Mientras que los resonadores de alta frecuencia puede ser implementado en este proceso, es el más adecuado para la fabricación de resonadores debajo de 200 MHz, porque los niveles de impedancia son significativamente menores a estas frecuencias. Advantages of these polysilicon resonators when compared to microfabricated piezoelectric resonators include much higher Q (> 60,000), low drift, tunability, and low vibration sensitivity. Las ventajas de estos resonadores de polisilicio en comparación con microfabricated resonadores piezoeléctricos son mucho más alto Q (> 60.000), la deriva baja, posibilidad de ajuste, y la sensibilidad de baja vibración. These properties make polysilicon µresonators ideal for implementing miniature oscillators and IF filter banks for RF MEMS applications. Estas propiedades hacen μresonators polisilicio ideal para la aplicación de los osciladores en miniatura y si los bancos de filtros de RF MEMS aplicaciones.
52 MHz Lame' Mode PolySilicon RF MEMS Resonator. 52 MHz Lame 'polisilicio modo de MEMS de RF del resonador.
Ç
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Measured Transmission of the Lame' Mode RF MEMS Resonator. Transmisión medidos de la Lame 'RF MEMS modo resonador.
RF MEMS Reliability
MEMS de RF Fiabilidad
Through measurement, characterization and analysis, we provide customer feedback to improve operation, performance and reliability of MEMS components, specifically RF switches. A través de la medición, caracterización y análisis, nos proporcione retroalimentación de los clientes para mejorar el funcionamiento, rendimiento y fiabilidad de los componentes MEMS de RF específicamente interruptores. We have testing capabilities at the DARPA standard for MEMS switches (RFMIP) of 10 GHz. Tenemos pruebas de capacidades en el estándar para los interruptores MEMS DARPA (RFMIP), de 10 gigahertz. We have conducted environmentally controlled studies of switch performance and lifetimes at temperatures ranging from -15C to 75C, including cycling. Hemos llevado a cabo estudios de ambiente controlado de la actuación del interruptor y tiempos de vida a temperaturas comprendidas entre-15C a 75C, incluido el ciclo. Through failure analysis, we have worked with our customers to enhance understanding of operation, mechanically and electrically. A través de análisis de fallas, hemos trabajado con nuestros clientes para mejorar la comprensión del funcionamiento, mecánica y eléctricamente. We have performed tests to understand contamination issues that have caused early failures. Hemos realizado pruebas para entender los problemas de contaminación que han causado los primeros fracasos. We are investigating functionality and performance of RF sensor applications to monitor corrosion and to predict critical component failures. Estamos investigando la funcionalidad y el rendimiento de las aplicaciones de sensor de RF para controlar la corrosión y para predecir fallos críticos de los componentes. By utilizing knowledge of MEMS and by providing unique measurement and characterization capabilities, we can be an integral part of any MEMS project. Al utilizar el conocimiento de MEMS y proporcionando capacidades exclusivas de medición y caracterización, que puede ser una parte integral de cualquier proyecto MEMS.
RF MEMS Reliability
MEMS de RF Fiabilidad
Through measurement, characterization and analysis, we provide customer feedback to improve operation, performance and reliability of MEMS components, specifically RF switches. A través de la medición, caracterización y análisis, nos proporcione retroalimentación de los clientes para mejorar el funcionamiento, rendimiento y fiabilidad de los componentes MEMS de RF específicamente interruptores. We have testing capabilities at the DARPA standard for MEMS switches (RFMIP) of 10 GHz. Tenemos pruebas de capacidades en el estándar para los interruptores MEMS DARPA (RFMIP), de 10 gigahertz. We have conducted environmentally controlled studies of switch performance and lifetimes at temperatures ranging from -15C to 75C, including cycling. Hemos llevado a cabo estudios de ambiente controlado de la actuación del interruptor y tiempos de vida a temperaturas comprendidas entre-15C a 75C, incluido el ciclo. Through failure analysis, we have worked with our customers to enhance understanding of operation, mechanically and electrically. A través de análisis de fallas, hemos trabajado con nuestros clientes para mejorar la comprensión del funcionamiento, mecánica y eléctricamente. We have performed tests to understand contamination issues that have caused early failures. Hemos realizado pruebas para entender los problemas de contaminación que han causado los primeros fracasos. We are investigating functionality and performance of RF sensor applications to monitor corrosion and to predict critical component failures. Estamos investigando la funcionalidad y el rendimiento de las aplicaciones de sensor de RF para controlar la corrosión y para predecir fallos críticos de los componentes. By utilizing knowledge of MEMS and by providing unique measurement and characterization capabilities, we can be an integral part of any MEMS project. Al utilizar el conocimiento de MEMS y proporcionando capacidades exclusivas de medición y caracterización, que puede ser una parte integral de cualquier proyecto MEMS.
MARGARISABEL VELASCO
CAF
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