Analytical Model of the DC Actuation of Electrostatic MEMS Devices With Distributed Dielectric Charging and Nonplanar Electrodes

Simple and Robust Air Gap-Based MEMS Switch Technology for RF-Applications

“…In order to obtain more information on the charging behavior both the pull-in and pull-out voltage were monitored during the lifetime measurements as shown in Figure 17. Only a mild shift of the overall C-V characteristics is visible while both pull-in and pull-out window clearly narrow, testifying of non-uniform charging [6] [7]. The narrowing is most significant for the pull-out window is defined as dΔV po =(V po +)-(V po -).…”

Auto-calibration of capacitive MEMS accelerometers based on pull-in voltage

“…While self-testing is already widely used in commercial inertial MEMS, auto-calibration systems, to the author's knowledge, are still inexistent. Calibration during life cycle requires consideration of long-term effects, such as dielectric charging (Rocha et al 2003;Rottenberg et al 2007), which results from continuous bias-loading of the accelerometer movable part, stress relaxation and Young's Modulus changes. Since these effects will have an impact on the pullin voltage, it is always possible through new pull-in voltage measurements to recalculate the parameters of interest (in this case only E and b, since there won't be any changes on the geometry and mass-a is constant).…”

Μελέτη Και Βελτιστοποίηση Των Ηλεκτρικών Ιδιοτήτων Λεπτών Μονωτικών Υμενίων Που Χρησιμοποιούνται Σε Μικρο-Ηλεκτρο-Μηχανικά Συστήματα (MEMS)

“…Τέλος, ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα στις διατάξεις αυτές προέρχεται από την πόλωση των διηλεκτρικών υμενίων που χρησιμοποιούνται, γεγονός που προκαλεί μεταβολή των λειτουργικών χαρακτηριστικών των διακοπτών και μπορεί να οδηγήσει σε προσκόλληση (stiction) του κινούμενου οπλισμού στην επιφάνεια του διηλεκτρικού υμενίου και σε καταστροφή του διακόπτη [8], [10], [19], [20]. Η πόλωση του διηλεκτρικού υμενίου προέρχεται από τον προσανατολισμό των διπόλων του υλικού και από την σύλληψη φορτίων στις παγίδες που βρίσκονται στο εσωτερικό του, καθώς κατά τη λειτουργία ενός διακόπτη RF MEMS αναπτύσσονται πολύ ισχυρά ηλεκτρικά πεδία στα διηλεκτρικά υμένια, της τάξης των 10 6 V/cm.…”

“…Η φόρτιση αυτή των διηλεκτρικών υμενίων είναι μια από τις βασικότερες αιτίες προσκόλλησης (stiction) του κινούμενου οπλισμού με την επιφάνεια του υμενίου σε έναν διακόπτη RF MEMS. Πολλές θεωρητικές μελέτες [10], [19], [20], [27], [28] έχουν γίνει για την κατανόηση του φαινομένου αυτού αλλά και της επίδρασής του στη λειτουργία ενός διακόπτη RF MEMS, με πληρέστερη τη θεωρία που αναπτύσσεται στο [20].…”

“…Σύμφωνα με το θεωρητικό μοντέλο του Rottenberg [20] ο διακόπτης RF MEMS θεωρείται ως ένας πυκνωτής με μη-παράλληλους και μη-επίπεδους οπλισμούς ανάμεσα στους οποίους υπάρχει ένα διηλεκτρικό υμένιο ομοιόμορφου πάχους dε με διηλεκτρική σταθερά εr (Σχήμα 1.8).…”