Важно отметить, что технология изготовления твердотельных радиочастотных переключателей на основе PIN-диодов и FET-транзисторов на подложках GaAs уже давно используется на рынке. Надежность, компактность и высокая степень интеграции были одними из ключевых факторов достижения успеха продуктов на рынке технологий. Яркие примеры использования подобных устройств: контроллеры Nintendo Wii, гироскопы Apple iPhone, и цифровые микрозеркала Texas Instruments для проекторов. Однако разработка ЮФУ является прорывом в этой области. Одним из преимуществ применения данной технологии является отсутствие необходимости в использовании селективных травителей. Удаление жертвенного слоя происходит на одном этапе с нанесением, что позволяет сократить время изготовления устройства и снизить затраты на производство.
В устройствах МЭМС используется миниатюрная подвижная конструкция, движением или положением которой можно управлять с помощью электростатического, теплового, магнитного, жидкостного или электромагнитного механизма активации.
Требования к качеству таких переключателей чрезвычайно высоки: они должны иметь повышенную изоляцию, низкие потери и перекрестные помехи, время переключения не должно превышать 1 мс, а управляющее напряжение — не более нескольких вольт.
Изготовленные нами однополюсные однонаправленные радиочастотные МЭМС переключатели предназначены для работы в радиосистемах и подсистемах мобильных сетей 5G на частотный диапазон 5G NR FR1. Они характеризуются высоким быстродействием (<10 мкс), низким управляющим напряжением (3-5 В) и значительно лучшими радиочастотными характеристиками по сравнению с существующими зарубежными аналогами, такими как Analog Devices Inc. и Menlo Micro Inc.
— Андрей Ковалев, руководитель Дизайн-центра микроэлетроники ЮФУ и соавтор исследования
Новая технология МЭМС-переключателей может стать ключевым компонентом для создания высокочастотных триггеров, микроэлектромеханических резонаторов и расщепителей на кремниевой подложке. Эти функции позволят повысить производительность устройств, а также уменьшить их размер и стоимость. Сигнал, передаваемый через них, находится преимущественно в области сверхвысоких частот (СВЧ) – от 3 до 30 ГГц. Диапазон радиочастот зависит от области применения переключателя, например, в радиотехнических устройствах и в оборудовании, используемом в аэрокосмической, телекоммуникационной отраслях, а также в авионике и оборонной промышленности.
