一种片上毫米波带通滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种片上毫米波带通滤波器。包括：中心抽头环形谐振器、接地屏蔽层、第一MIM电容器与第二MIM电容器、输入馈线和输出馈线；中心抽头环形谐振器呈曲折线形状弯曲排列，一端包括一个弯曲端，另一端包括两个弯曲端，通过四组平行的指位于弯曲端两侧形成，滤波器输入端与输入馈线相连，输入馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的一侧的指相连；滤波器输出端与输出馈线相连，输出馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的另一侧的指相连；接地屏蔽层位于中心抽头环形谐振器外围。该滤波器的优点在于曲折线型中心抽头环形谐振器可以有限的减小片上毫米波带通滤波器的面积，而位于馈线下方的两个MIM电容合理利用多层结构，进一步的缩减芯片的面积。步的缩减芯片的面积。步的缩减芯片的面积。

【技术实现步骤摘要】
一种片上毫米波带通滤波器


[0001]本专利技术涉及滤波器
，具体而言，涉及一种片上毫米波带通滤波器。

技术介绍

[0002]毫米波波段一般指频率在30GHz到300GHz这一频段。毫米波系统的发展也是未来通信发展的趋势，由于低频频谱资源日益匮乏，而毫米波频段仍然有很大的开发空间，另外毫米波设计具有体积小、重量轻、抗干扰等等优势，因此它在未来的无线通信领域内具有巨大的发展潜力。这一发展趋势也必然导致毫米波滤波器的快速发展。另一方面，基于硅基工艺的片上带通滤波器的设计也引起国内外的广泛关注，片上滤波器的设计需要不断进行权衡，无论是在噪声、带宽、线性度还是芯片尺寸方面，因此设计出一个带内平坦度良好、插入损耗低、阻带衰减高的片上带通滤波器也是急剧挑战的。
[0003]现有的滤波器技术中，具有以下缺陷：基于传统的环形谐振器的设计已经成功的在实现片上的设计并具有卓越的性能，但滤波器的芯片尺寸相对较大。考虑到制造成本，人们总是希望片上滤波器的物理尺寸最小化。在此先决条件下，为了有效减少滤波器的物理尺寸，基于陷波的设计方法已被广泛采用。例如，基于宽边耦合曲折线谐振器的设计实现了最小的物理尺寸。然而，这种方法只能在阻带的小带宽上提供有限的衰减量，性能方面大打折扣。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的目的在于提出一种基于耦合线结构的具有MPG元件的片上毫米波带通滤波器。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种。
[0007]一种片上毫米波带通滤波器，通过预设层结构实现，包括：中心抽头环形谐振器、接地屏蔽层、第一MIM电容器与第二MIM电容器、输入馈线和输出馈线；
[0008]其中，所述中心抽头环形谐振器呈曲折线形状弯曲排列，包括四组平行的指，两侧的指分别与相邻的指在同侧连接形成一个弯曲端，中间的指在另一端连接形成一个弯曲端，滤波器输入端与输入馈线相连，输入馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的一侧的指相连；滤波器输出端与输出馈线相连，输出馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的另一侧的指相连；接地屏蔽层位于中心抽头环形谐振器外围，中心抽头环形谐振器的位于只有一个的弯曲端一端的弯曲端与接地屏蔽层相连，两个MIM电容分别位于输入馈线与输出馈线下方。
[0009]进一步地，所述中心抽头环形谐振器包括第一层传输线与第二层传输线，第一层传输线通过预设层结构的金属层TM2刻画而成，第二层传输线通过金属层TM1刻画而成，所述第一层传输线以及所述第二层传输线的两侧指的指端具有过孔，通过过孔连接第一层传输线以及第二层传输线。
[0010]进一步地，所述第一层传输线的两侧的指与输入馈线以及输出馈线连接。
[0011]进一步地，按照权利要求2所述的带通滤波器，通过所述第二层传输线的弯曲端与接地屏蔽层连接。
[0012]进一步地，按照权利要求1或4所述的带通滤波器，所述接地屏蔽层为多层结构，在金属层TM2形成最上层，金属层TM1形成接地屏蔽层的第二层，金属层M5为接地屏蔽层的第三层，以此类推，金属层M1形成接地屏蔽层的最后一层。
[0013]进一步地，金属层TM1形成MIM电容的上层，金属层M5形成MIM电容的下层。
[0014]进一步地，每个指的长度是160微米，相邻指之间的水平距离是10微米，金属层 TM1和金属层TM2的垂直距离是2.8微米。
[0015]本专利技术具有如下的有益效果：
[0016]本专利技术采用0.13μm(Bi)
‑
CMOS工艺，并使用Cadence的3
‑
D EM工具进行设计优化。其最小允许栅极长度为0.13μm，因此可以实现高达
±
1％的精度，最终芯片的面积为0.74
×
0.196mm2。本专利技术中心频率是28GHz，对应的插损是1.9dB.Return loss小于
ꢀ‑
10dB的带宽是21.5
‑
35GHz.在2次谐波以及更高频率的地方，带外抑制达到至少20dB；
[0017]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]图1示出了本专利技术的片上毫米波带通滤波器的结构示意图；
[0019]图2示出了片上毫米波带通滤波器的预设层结构示意图；
[0020]图3示出了用于设计本专利技术的片上毫米波带通滤波器的金属层TM2(a)以及金属层TM1(b)结构示意图；
[0021]图4示出了改变不同MIM电容值对S11、S21参数得影响EM仿真结果图；
[0022]图5示出了改变不同金属线长度对S11、S21参数得影响EM仿真结果图。
具体实施方式
[0023]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0025]图1示出了本专利技术一种片上毫米波带通滤波器的结构示意图。包括：中心抽头环形谐振器1、接地屏蔽层5、第一MIM电容器3与第二MIM电容器6、输入馈线4和输出馈线2；其中，滤波器输入端与输入馈线4相连，输入馈线4的另一端与中心抽头环形谐振器1相连。滤波器输出端与输出馈线2相连，输出馈线2的另一端与中心抽头环形谐振器1相连。接地屏蔽层5位于中心抽头环形谐振器外围，中心抽头环形谐振器呈曲折线形状弯曲排列，一端包括一个弯曲端，另一端包括两个弯曲端7，通过四组平行的指8形成，滤波器输入端与输入馈线相连，输入馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的一侧的指相连；滤波器输出端与输出馈线
相连，输出馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的另一侧的指相连；接地屏蔽层位于中心抽头环形谐振器外围，中心抽头环形谐振器的位于只有一个的弯曲端一端的弯曲端与接地屏蔽层相连，两个MIM电容分别位于输入馈线与输出馈线下方。
[0026]图1结合图2和图3，具体地，中心抽头环形谐振器包括第一层传输线与第二层传输线，第一层传输线通过预设层结构的金属层TM2刻画而成，第二层传输线通过金属层TM1刻画而成，第一层传输线以及第二层传输线的两侧指的指端具有过孔9，通过过孔9连接第一层传输线以及第二层传输线。
[0027]第一层传输线包括四个指，四个指平行，四个指的外侧的指分别相邻的中间指相连，中间两个指的两外两端相连形成一个弯曲端，第二层传输线同样也包括四个指平行，四个指的外侧的指分别相邻的中间指相连，中间两个指的两外两端相连形成一个弯曲端，并且结构上上下对应。
[0028]中心抽头环形谐振器第二层传输线的弯曲端凸出后与接地屏蔽层5相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上毫米波带通滤波器，其特征在于，通过预设层结构实现，包括：中心抽头环形谐振器、接地屏蔽层、第一MIM电容器与第二MIM电容器、输入馈线和输出馈线；其中，所述中心抽头环形谐振器呈曲折线形状弯曲排列，包括四组平行的指，两侧的指分别与相邻的指在同侧连接形成一个弯曲端，中间的指在另一端连接形成一个弯曲端，滤波器输入端与输入馈线相连，输入馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的一侧的指相连；滤波器输出端与输出馈线相连，输出馈线的另一端与中心抽头环形谐振器的另一侧的指相连；接地屏蔽层位于中心抽头环形谐振器外围，中心抽头环形谐振器的位于只有一个的弯曲端一端的弯曲端与接地屏蔽层相连，两个MIM电容分别位于输入馈线与输出馈线下方。2.按照权利要求1所述的带通滤波器，其特征在于，所述中心抽头环形谐振器包括第一层传输线与第二层传输线，第一层传输线通过预设层结构的金属层TM2刻画而成，第二层传输线通过金属层TM1刻画...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈泽宇，陈浪，陈力生，
申请(专利权)人：苏州悉芯射频微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：