未来的射频通信系统要求应用更加灵活、功能更加强大，同时又要求体积更小和功耗更低。微机电系统(MEMS)技术由于能制作出极小尺寸的器件并能够完全集成到现代通信系统的射频前端，被认为是实现上述功能最有前途的制造工艺技术。无生产线(Fabless)模式指的是芯片设计单位和工艺制造单位的分工，即芯片设计单位可以不拥有生产线而存在和发展，而芯片制造单位则致力于工艺实现(代客户加工，简称代工)。无生产线模式已经在集成电路设计制造领域广泛采用，然而在MEMS领域，大多数从事MEMS研究与开发的高校和研究所，是采用独立的方式来制作微结构，对一些没有相关资源设备或工艺经验的研究机构和中小企业来说，涉足微机电领域将是个很高的门槛。因此在MEMS领域提出无生产线模式具有实际的意义。为了验证无生产线模式下设计制造MEMS器件的可行性，本文利用国外标准的MEMS生产工艺设计制作了一系列基本的RF-MEMS器件，从而实践了RF-MEMS器件的无生产线设计与研究的道路。 论文第二章首先简要地介绍了无生产线模式，然后简单介绍了正在使用的标准工艺线的情况，重点介绍论文所采用的MEMSCAP公司的MetalMUMPs工艺。 单刀双掷(SPDT)开关广泛应用在微波和毫米波通信系统中，例如发送／接收电路、移相器和开关阵列等。在低频段，用GaAs场效应晶体管和PIN二极管制成的单刀双掷开关电路具有很好的性能，但是当工作频率超过GHz时，性能随之恶化。同时这些固态开关还有一定的功耗，并且需要偏置电路和匹配电路，这使得电路变得复杂。作为新兴技术，RF-MEMS开关由于它的低插损、高隔离度、几乎可以忽略的功耗以及良好的线性度，越来越受到人们的关注。本论文的第三章提出了一种基于横向金属接触、工作在0～5GHz的单刀双掷RF-MEMS开关电路结构。横向金属接触开关包括了一套有限地共面波导(FGCPW)传输线和左右摆动的悬臂梁。为了降低开启电压，论文设计了一种曲折型的折叠梁结构，并通过理论分析、仿真试验以及制作实现来验证该结构的可行性。 根据开关驱动方式不同，开关可以分为静电驱动、热驱动、电磁驱动、压电驱动等。热驱动方式因其几何尺寸比例小的优势，具有很强的吸引力。采用热驱动方式可获得较大的驱动力，而且它还有驱动电压低、变形大、结构简单、易于集成制造等特点。本文第四章利用一种基于热膨胀原理的V型悬臂梁式电热微驱动器来实现工作在0～8GHz的单刀单掷RF-MEMS开关设计。该开关具有结构简单，驱动电压小，开关可靠的优点。设计采用横向金属直接接触形式，使开关具有较好的射频性能。开关由厚的电镀镍和氮化硅作为结构层，由于氮化硅的绝缘作用，所以射频信号与驱动信号做到了隔离，有助于进一步提高射频性能。电镀的金壁作为接触金属降低了接触电阻。 对MEMS平板可变电容和叉指电容的可调范围已经有许多研究。然而这些可变电容的自谐振频率都相对较低，这就限制了它们在高频范围的应用。因此有必要制作一个具有高自谐振频率的可变电容。本文第五章提出了一种自谐振频率达到12GHz的MEMS可变电容，与传统可变电容具有两套叉指不同的是，该电容利用了三套叉指，其中两套叉指构成了RF电容，第三套叉指通过热激励器调节电容，这有利于提高电容的自谐振频率并使可调电路与射频电路实现隔离。电容利用MEMSCAP公司提供的MetalMUMPs的标准工艺实现。该工艺可以在电容下挖槽，这样有利于降低寄生效应和进一步提高自谐振频率，文中给出了仿真和测试结果。 MEMS技术的发展，使提高片上螺旋电感的性能成为可能，一方面可以通过减小衬底损耗、寄生和线圈电阻来改进电感性能，例如电镀厚金属来减少电感的串联电阻，腐蚀电感结构下的衬底，减小衬底的寄生电容；另一方面可以通过改进电感的结构来提高电感的品质因数，例如采用三维螺线管电感等。本文第六章利用厚金属和腐蚀衬底的方法设计研究三种RF-MEMS电感结构，设计实现了具有较高Q值的电感。 压控振荡器(VCO)是射频通信系统中非常重要的组成部分，它主要应用于锁相环路和频率合成器中来实现精确的参考频率。由于LCVCO的相位噪声与其谐振回路的品质因数(Q值)成反比，所以需要高Q值的可变电容和电感。本文第七章结合前文设计的MEMS电感，通过对电感的建模并利用TSMC0．18μmCMOS工艺设计了LC压控振荡器。仿真表明当载波频率为3．93GHz时相位噪声为-126dBc／Hz@1MHz，有效降低了LC压控振荡器的相位噪声。 本文采用MEMSCAP公司的MetalMUMPs工艺对上述器件进行了设计和仿真，通过法国的CMP(CircuitMultiProject)项目进行代加工，并对芯片进行了在片测试．测试结果表明：如果采用国外代加工工艺的工艺文件，采用一定的仿真软件和版图设计工具，RF-MEMS器件设计能够达到预期效果，对推进这种类型芯片的产业化作出了有益的尝试。