[发明专利]一种含MEMS开关的可重构微波低通滤波器

权利要求书

1.一种含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，包括输入端、输出端、MEMS桥、偏压垫、偏压线、地线、信号线以及桥墩，其特征在于所述MEMS膜桥分别为第一MEMS膜桥、第二MEMS膜桥、第三MEMS膜桥、第四MEMS膜桥以及第五MEMS膜桥； 所述偏压垫分别为第一偏压垫、第二偏压垫以及第三偏压垫；所述地线分别为第一地线和第二地线；所述第一地线和第二地线平行分布，所述第一MEMS膜桥、第二MEMS膜桥、第三MEMS膜桥、第四MEMS膜桥以及第五MEMS膜桥依次垂直于第一、第二地线分布；所述相邻MEMS膜桥间连接有所述信号线；所述桥墩分别设于对应的MEMS膜桥的两端；所述输入端、输出端分别对应连接于地线及信号线的对应端；所述第一偏压垫分别通过偏压线连接第一、第五MEMS膜桥对应端的桥墩，所述第二偏压垫通过偏压线对应连接第三MEMS膜桥对应端的桥墩，所述第二偏压垫通过偏压线分别连接第二、第四MEMS膜桥对应端的桥墩。

2.根据权利要求1所述的含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，其特征在于所述信号线分别为第一信号线、第二信号线、第三信号线以及第四信号线，所述五个桥墩中两两相邻的桥墩之间依次连接第一、第二、第三以及第四信号线。

3.根据权利要求2所述的含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，其特征在于所述第二、第三信号线含有缺地陷结构。

4.根据权利要求1所述的含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，其特征在于所述桥墩分别为第一桥墩、第二桥墩、第三桥墩、第四桥墩、第五桥墩、第六桥墩、第七桥墩、第八桥墩、第九桥墩和第十桥墩，所述第一、第二、第三、第四、第五桥墩分别依次对应设于第一、第二、第三、第四、第五MEMS膜桥相对于第一地线外侧的一端；所述第六、第七、第八、第九、第十桥墩分别依次对应设于第一、第二、第三、第四、第五MEMS膜桥相对于第二地线外侧的一端。

5.根据权利要求1所述的含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，其特征在于所述偏压线分别为第一偏压线、第二偏压线、第三偏压线、第四偏压线以及第五偏压线，所述第一偏压线的两端分别连接第一桥墩以及第一偏压垫，所述第二偏压线分别连接第五桥墩以及第一偏压垫，所述第三偏压线的两端分别连接第七桥墩以及第三偏压垫，所述第四偏压线的两端分别连接第八桥墩以及第二偏压垫，所述第五偏压线的两端分别连接第九桥墩以及第三偏压垫。

6.根据权利要求1所述的含MEMS开关的可重构微波低通滤波器，其特征在于所述输入端分别为第一输入端、第二输入端和第三输入端；所述输出端分别为第一输出端、第二输出端以及第三输出端；所述第一、第二、第三输入端分别连接第一地线、第一信号线以及第二地线的对应端，所述第一、第二、第三输出端分别连接第一地线、第四信号线以及第二地线的对应端。

7.如权利要求1-4任意一项所述的含MEMS开关的可重构的微波低通滤波器的制备方法，其特征在于，总共采用一到六号六块掩膜板，具体操作步骤如下：

1）将500μm厚的两英寸的硅片置于H₂O₂，H₂SO₄的混合液中，去离子水清洗，然后把硅片放入一号清洗液，煮至沸腾10分钟，去离子水清洗，所述一号清洗液为NH₄OH，H₂O₂，去离子水混合液；最后把硅片放入二号清洗液煮至沸腾，去离子水冲洗、甩干、烘干，所述二号清洗液为HCL、H₂O₂以及去离子水的混合液）；

2）在硅片表面热氧化生长厚度为1.5μm二氧化硅层，工艺条件：通入8~12分钟干氧、95~105分钟通入湿氧、再加18~22分钟通入干氧氧化；

3）在二氧化硅层上依次蒸发沉积铬层和金层，厚度分别为800?和3000?，工艺条件为：蒸发炉内的温度和真空度分别为230℃~250℃和10×10^-5Torr；

4）通过一号掩膜板将正胶覆盖在硅片的一号掩模板图形以外区域的表面上，留出需要电镀的图形，电镀金形成三个输入端、三个输出端、十个桥墩以及三个偏压垫，电镀层的厚度为2μm，去胶准备下一步操作；

5）正胶光刻一号掩膜板的方法分别光刻二号掩膜板、三号掩膜板，电镀金形成两根地线、四根信号线、五根偏压线，厚度分别为2μm，此次电镀使输入输出端、偏压垫和桥墩的厚度由原来2μm增加为3μm，去胶准备下一步操作；

6）负胶光刻二号掩膜版，显影后放在115℃~125℃的烘箱内坚膜25~35分钟，然后等离子刻蚀20秒，最后在常温下依次把未电镀部分的金层、钛层腐蚀掉，保留三个输入输出端、两个地线、四根信号线、三个偏压垫、五根偏压线和十个桥墩，腐蚀金的溶液的为KI，I₂以及H₂O的混合液，腐蚀铬的溶液为磷酸；

7）采用氧气等离子体刻蚀去胶，刻蚀功率、氧气流量、刻蚀时间分别为50W、60ml/min和18~22秒；

8）用化学气相淀积在硅片表面淀积一层厚度为0.3μm的氮化硅膜，氨气流量、硅烷流量和温度分别为28ml/min、560ml/min和270℃~290℃；

9）用正胶覆盖四号板上图形，保护需要的氮化硅膜，用SF₆气体等离子体刻蚀氮化硅膜，功率、SF₆气体的流量和刻蚀时间分别为50w、2.4ml/s和 75~85秒；

10）2000转/分的转速下，在硅片表面旋涂一层厚度为的聚酰亚胺膜作为牺牲层，85℃~95℃下烘55~65分钟，再在125℃~135℃下烘25~35分钟，在牺牲层上旋涂2μm厚的正胶，通过5号掩膜板光刻，显影后去除正胶，得到牺牲层图形，然后将硅片在260℃下固化1个小时；

11）在5×10^-5Torr的真空度下，将含硅4%和厚度为0.5μm的铝硅合金膜蒸发淀积在硅片的表面； 

12）负胶光刻六号掩膜板，在65℃~75℃下将硅片放在浓度≥85%的H₃PO₄溶液中，腐蚀铝硅合金膜至磷酸溶液中冒出的气泡非常微弱，形成桥膜，硅片迅速用去离子水清洗干净；

13）等离子刻蚀去负胶以及牺牲层，等离子刻蚀功率、氧气流量和氮气流量分别为50w、60ml/s和2.8ml/s，得到五个悬空的桥膜结构，该结构就是MEMS开关活动触片。