RF MEMS em ondas milimétricas utilizando processo CMOS comercial

• Processo: 11/18167-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2012
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Gustavo Pamplona Rehder
• Beneficiário: Gustavo Pamplona Rehder
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Bruno Marinaro Verona
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/04586-0 - Desenvolvimento de fabricação de dispositivos de ondas milimétricas em inovador substrato MnM, BP.TT; 16/19034-0 - Desenvolvimento de sistema de comunicação sem fio em 60 GHz, BP.IC; 14/18170-2 - Estudo e otimização do processo de liberação de RF MEMS fabricados em tecnologia CMOS, BP.IC; + mais bolsas vinculadas 14/18011-1 - Otimização de RF MEMS fabricados em tecnologia CMOS para aplicações em ondas milimétricas, BP.IC; 12/17698-8 - RF MEMS em ondas milimétricas utilizando processo CMOS comercial, BP.JP; 12/18754-9 - Modelamento e fabricação de chaves RF MEMS de baixo custo, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Telecomunicações Mecatrônica Sistemas microeletromecânicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cmos | CMOS Comercial | Dipositivos Inteligentes | ondas milimétricas | Rf Mems | Telecomunicações | Microeletrônica / Ondas milimétricas

Resumo

Este projeto visa ao design, modelamento, fabricação e teste de sistemas microeletromecânicos para RF (RF MEMS), para aplicações em circuitos reconfiguráveis na faixa de frequências de ondas milimétricas, acima de 30 GHz, utilizando pós-processamento para a liberação das camadas de interconexão (back-end) de uma tecnologia CMOS comercial. Neste projeto, pretende-se desenvolver dispositivos no estado-da-arte, com grande potencial comercial, uma vez que estes serão baseados em tecnologia CMOS, porque esta é uma tecnologia madura, confiável e de baixo custo. Assim, os dispositivos desenvolvidos serão de fácil e rápida transferência para a indústria, permitindo sua utilização em modernas aplicações em ondas milimétricas. O desenvolvimento deste projeto será no Laboratório de Microeletrônica (LME) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, onde atualmente, não existe uma linha de pesquisa consolidada relacionada ao desenvolvimento completo, envolvendo o projeto, fabricação e teste de RF MEMS. Além disso, o desenvolvimento das estruturas e processos propostos servirá para a invenção de dispositivos inovadores no Brasil. Estes dispositivos serão fabricados em foundries fora do Brasil, no entanto, o know-how do projeto, modelamento e testes dos RF MEMS em CMOS permanecerão no país. Além disso, a etapa de pós-processamento dos RF MEMS, crucial para a realização dos dispositivos, será feita inteiramente no LME. Do ponto de vista científico brasileiro, este projeto vai permitir a participação de pesquisadores brasileiros no desenvolvimento de uma nova tecnologia no estado-da-arte, contribuindo ativamente em pesquisas de ponta com grande interesse comercial global. Isto é especialmente difícil e extremamente importante no contexto da microeletrônica no Brasil. Do ponto de vista tecnológico, espera-se desenvolver circuitos passivos essenciais para o desenvolvimento de um front-end totalmente integrado operando em mmW, visando ao alto desempenho e ao baixo custo, beneficiando-se das vantagens dos RF MEMS. Pretende-se utilizar o conceito de MEMS distribuídos sob guias de onda coplanares (CPW), que está sendo patenteado pelo proponente deste projeto, para realizar defasadores ajustáveis com baixas perdas e baixo consumo de energia, dimensões reduzidas e alta capacidade de potência. O mesmo conceito deverá ser utilizado para o desenvolvimento de duplexadores e divisores de potência variáveis. Ainda, serão desenvolvidos antenas e conjuntos de antenas de alta eficiência integrados em CMOS. Este projeto estabelecerá uma linha inédita de pesquisa no Brasil, baseada em tecnologia de ponta e estabelecerá os fundamentos básicos necessários para o desenvolvimento de diversos MEMS, em particular RF MEMS, de forma competitiva e comercial. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SERRANO, A. L. C.; PINHEIRO, J. M.; JEONG, S.; GOMES, L. G.; ALVARENGA, R. C. A.; FERRARI, P.; REHDER, G. P.; IEEE. 3D Inductors with Nanowire Through Substrate Vias. 2017 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM (IMS), v. N/A, p. 4-pg., 2017-01-01. (11/18167-3, 12/15159-2)

PINHEIRO, JULIO M.; REHDER, GUSTAVO P.; GOMES, LEONARDO G.; ALVARENGA, ROGERIO C. A.; PELEGRINI, MARCUS V.; PODEVIN, FLORENCE; FERRARI, PHILIPPE; SERRANO, ARIANA L. C.. 110-GHz Through-Substrate-Via Transition Based on Copper Nanowires in Alumina Membrane. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, v. 66, n. 2, p. 784-790, FEB 2018. (11/18167-3, 12/15159-2)

FRANC, ANNE-LAURE; KARABEY, ONUR HAMZA; REHDER, GUSTAVO; PISTONO, EMMANUEL; JAKOBY, ROLF; FERRARI, PHILIPPE. Compact and Broadband Millimeter-Wave Electrically Tunable Phase Shifter Combining Slow-Wave Effect With Liquid Crystal Technology. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, v. 61, n. 11, p. 3905-3915, NOV 2013. (11/18167-3)

VERONA, B. M.; REHDER, G. P.; SERRANO, A. L. C.; CARRENO, M. N. P.; FERRARI, P.; IEEE. Slow-Wave Distributed MEMS Phase Shifter in CMOS for Millimeter-Wave Applications. 2014 44TH EUROPEAN MICROWAVE CONFERENCE (EUMC), v. N/A, p. 4-pg., 2014-01-01. (11/18167-3)

BOVADILLA, R. G.; MOLITOR, O. D.; SERRANO, A. L. C.; REHDER, G. P.; IEEE. Optimization of RF MEMS Phase Shifter for microwaves applications. 2017 32ND SYMPOSIUM ON MICROELECTRONICS TECHNOLOGY AND DEVICES (SBMICRO): CHIP ON THE SANDS, v. N/A, p. 4-pg., 2017-01-01. (11/18167-3, 12/15159-2)