硅基MEMS滤波器制造技术

本发明专利技术提供一种硅基MEMS滤波器，包括：在第一硅基板上表面的第一区域内设有一N阶滤波器、第一U型耦合线、第二U型耦合线、输入馈线和输出馈线；N阶滤波器的一端与第一U型耦合线的一侧连接，第一U型耦合线的另一侧与输入馈线连接；N阶滤波器的另一端与第二U型耦合线的一侧连接，第二U型耦合线的另一侧与输出馈线连接；在第二硅基板的上表面的第二区域内设有第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆，且第一抑制谐振杆垂直位于第一U型耦合线的正上方，第二抑制谐振杆垂直位于第二U型耦合线的正上方，第一U型耦合线和第二U型耦合线的开口方向分别为第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆的长度方向。本发明专利技术提供的硅基MEMS滤波器具有较高的矩形系数。形系数。形系数。

【技术实现步骤摘要】
硅基MEMS滤波器


[0001]本专利技术涉及滤波器
，尤其涉及一种硅基MEMS滤波器。

技术介绍

[0002]随着无线通信系统的快速发展，频谱和系统的空间资源也变的十分紧张，滤波器作为微波系统中不可或缺的重要选频器件，对滤波器的矩形系数和尺寸有了更高的要求。
[0003]滤波器可使某段频率的电信号通过，而对其他频率的电信号进行阻拦，提高滤波器的矩形系数和减小滤波器的尺寸成为滤波器的关键设计难点。MEMS工艺是一种在高阻硅上制作金属图形、通孔等立体结构的微机械加工工艺，加工精度可达到微纳米量级。利用MEMS工艺加工的硅基滤波器具有体积小、重量轻、高一致性、易集成等诸多优点，基于MEMS滤波器的产品应用将在未来通信系统中扮演重要角色。
[0004]目前，通常是通过增加滤波器阶数来提高产品抑制度，但会增加滤波器的体积和增大矩形系数，如何在小型化产品的基础上提高矩形系数，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种硅基MEMS滤波器，以解决目前小型化的滤波器矩形系数较低的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种硅基MEMS滤波器，包括：
[0007]第一硅基板，在第一硅基板上表面的第一区域内设有一N阶滤波器、第一U型耦合线、第二U型耦合线、输入馈线和输出馈线；N阶滤波器的一端与第一U型耦合线的一侧连接，第一U型耦合线的另一侧与输入馈线连接；N阶滤波器的另一端与第二U型耦合线的一侧连接，第二U型耦合线的另一侧与输出馈线连接；在第一硅基板上表面设有第一金属层，且第一金属层避开第一区域；N阶滤波器中的每个谐振杆的一端均与第一金属层连接；
[0008]第二硅基板，位于第一硅基板的上表面，在第二硅基板的上表面的第二区域内设有第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆，且第一抑制谐振杆垂直位于第一U型耦合线的正上方，第二抑制谐振杆垂直位于第二U型耦合线的正上方，第一U型耦合线和第二U型耦合线的开口方向分别为第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆的长度方向；在第二硅基板上表面上设有第二金属层，且第二金属层避开第二区域；第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆的一端均与第二金属层连接。
[0009]在一种可能的实现方式中，第一抑制谐振杆的宽度等于第一U型耦合线的宽度与第一U型耦合线的间隔之和；第二抑制谐振杆的宽度等于第二U型耦合线的宽度与第二U型耦合线的间隔之和。
[0010]在一种可能的实现方式中，N阶滤波器包括N个谐振杆，且N个谐振杆之间均通过耦合线连接；
[0011]N阶滤波器还包括一第一耦合线，N阶滤波器中的第一个谐振杆或最后一个谐振杆与第一耦合线的一端连接，第一耦合线的另一端与第一U型耦合线或第二U型耦合线连接，
第一耦合线和与其连接的谐振杆形成感性耦合。
[0012]在一种可能的实现方式中，N阶滤波器包括N个谐振杆，且N个谐振杆之间均通过耦合线连接；
[0013]N阶滤波器还包括一第二耦合线，N阶滤波器中的第一个谐振杆或最后一个谐振杆与第二耦合线的一端间隔设置，第二耦合线的另一端与第一U型耦合线或第二U型耦合线连接，第二耦合线和与其间隔设置的谐振杆形成容性耦合。
[0014]在一种可能的实现方式中，N阶滤波器包括N个谐振杆，且N个谐振杆之间均通过耦合线连接；
[0015]N阶滤波器还包括一第一耦合线和一第二耦合线，N阶滤波器中的第一个谐振杆与第一耦合线连接，第一耦合线与第一U型耦合线连接，第一耦合线和与其连接的第一个谐振杆形成感性耦合；N阶滤波器中的最后一个谐振杆与第二耦合线的一端间隔设置，第二耦合线的另一端与第二U型耦合线连接，第二耦合线和与其间隔设置的最后一个谐振杆形成容性耦合。
[0016]在一种可能的实现方式中，第一耦合线为Z形耦合线；
[0017]第二耦合线由多段耦合线组成，其中，第二耦合线至少包括一段与谐振杆平行的耦合线。
[0018]在一种可能的实现方式中，N阶滤波器中的每个谐振杆均为单端短路的1/4波长谐振器。
[0019]在一种可能的实现方式中，第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆均为单端短路的1/4波长谐振器。
[0020]在一种可能的实现方式中，第一硅基板的金属层上以及第二硅基板的金属层上均布设有金属化通孔，第一硅基板的下表面的所有区域均布设有金属。
[0021]在一种可能的实现方式中，第一硅基板的厚度小于第二硅基板的厚度，第一硅基板和第二硅基板均为高阻硅基板。
[0022]本专利技术实施例提供一种硅基MEMS滤波器，采用MEMS工艺在双层硅基板上制备了含有非谐振节点结构的滤波器，即通过在第一硅基板上设置第一U型耦合线和第二U型耦合线，在第二硅基板的相应位置上制备与第一U型耦合线和第二U型耦合线相对应的第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆，从而第一U型耦合线和第一抑制谐振杆、第二U型耦合线和第二抑制谐振杆在N阶滤波器的通带外，形成两个传输零点，提高了滤波器的矩形系数。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的硅基MEMS滤波器的整体结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的图1中的第一硅基板的上表面的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的图1中的第一硅基板的下表面的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的图1中的第二硅基板的上表面的结构示意图。
具体实施方式
[0028]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
[0030]目前，主要通过增加滤波器阶数来提高产品抑制度，但会增加滤波器的体积和增大损耗。引入传输零点可在保持较小体积的基础上，实现较高的抑制度。然而目前通过引入交叉耦合结构虽然也可以实现在滤波器中引入传输零点，但是交叉耦合结构的设计灵活度较低，结构设计时较复杂。
[0031]为了解决现有技术问题，本专利技术实施例提供了一种硅基MEMS滤波器。下面对本专利技术实施例所提供的硅基MEMS滤波器进行介绍。
[0032]一种硅基MEMS滤波器，包括叠设在一起的第一硅基板和第二硅基板。在第一硅基板的上表面的第一区域内设有一N阶滤波器、第一U型耦合线、第二U型耦合线、输入馈线和输出馈线。N阶滤波器的一端与第一U型耦合线的一侧连接，第一U型耦合线的另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基MEMS滤波器，其特征在于，包括：第一硅基板，在所述第一硅基板上表面的第一区域内设有一N阶滤波器、第一U型耦合线、第二U型耦合线、输入馈线和输出馈线；所述N阶滤波器的一端与第一U型耦合线的一侧连接，所述第一U型耦合线的另一侧与输入馈线连接；所述N阶滤波器的另一端与第二U型耦合线的一侧连接，所述第二U型耦合线的另一侧与输出馈线连接；在所述第一硅基板上表面设有第一金属层，且所述第一金属层避开所述第一区域；所述N阶滤波器中的每个谐振杆的一端均与所述第一金属层连接；第二硅基板，位于所述第一硅基板的上表面，在所述第二硅基板的上表面的第二区域内设有第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆，且所述第一抑制谐振杆垂直位于所述第一U型耦合线的正上方，所述第二抑制谐振杆垂直位于所述第二U型耦合线的正上方，所述第一U型耦合线和所述第二U型耦合线的开口方向分别为所述第一抑制谐振杆和所述第二抑制谐振杆的长度方向；在所述第二硅基板上表面上设有第二金属层，且所述第二金属层避开所述第二区域；所述第一抑制谐振杆和第二抑制谐振杆的一端均与所述第二金属层连接。2.如权利要求1所述的硅基MEMS滤波器，其特征在于，所述第一抑制谐振杆的宽度等于所述第一U型耦合线的宽度与所述第一U型耦合线的间隔之和；所述第二抑制谐振杆的宽度等于所述第二U型耦合线的宽度与所述第二U型耦合线的间隔之和。3.如权利要求1或2所述的硅基MEMS滤波器，其特征在于，所述N阶滤波器包括N个谐振杆，且所述N个谐振杆之间均通过耦合线连接；所述N阶滤波器还包括一第一耦合线，所述N阶滤波器中的第一个谐振杆或最后一个谐振杆与所述第一耦合线的一端连接，所述第一耦合线的另一端与所述第一U型耦合线或所述第二U型耦合线连接，所述第一耦合线和与其连接的谐振杆形成感性耦合。4.如权利要求1或2所述的硅基MEMS滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高坤坤，周少波，王胜福，张韶华，周名齐，朱毅凡，汪晓龙，曹力元，张仕强，厉建国，尚跃港，梁毅，孙涛，于亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：