[发明专利]一种柔性射频应变可调无源低通滤波器及制造和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低通滤波器。特别是涉及一种通过柔性器件的应变调节滤波频率大小的柔性射频应变可调无源低通滤波器及制造和测量方法。

背景技术

随着柔性电子的不断发展，柔性器件和电路的工作频率也越来越高，达到射频级别。各种低频的干扰信号越来越多，这需要低通滤波器来分离有用信号和干扰信号，对特定频率的信号进行选择并滤除。

目前，在射频器件与集成电路领域中主要是通过可变电容组成可调谐无源低通滤波器。这种可调无源滤波器具有结构比较复杂，寄生效应大等缺点。而MEMS可调滤波器由于品质系数高，易于集成等特点在现阶段得到了极大的发展，但还是没有摆脱结构复杂和寄生效应多等缺点。因此已有的主要的可调低通无源滤波器有比较差的抗干扰能力和灵敏度。而在柔性射频集成电路领域还没有可应用的可调滤波器，专利CN203811124U中提出了一种通过晶体管在不同应变下的S参数的变化设计的柔性射频应变传感器。此传感器说明柔性器件在不同的应变条件下会导致S参数的变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，灵敏度高，并且有很少的寄生效应，可应用在柔性射频领域的柔性射频应变可调无源低通滤波器及制造和测量方法

本发明所采用的技术方案是：一种柔性射频应变可调无源低通滤波器，包括衬底，在所述的衬底的上端面分别设置有螺旋电感中心电极和MIM电容底层金属极板，在所述的MIM电容底层金属极板上由下到上依次设置有MIM电容介质层和MIM电容上层金属极板，所述的衬底上还设置有将所述螺旋电感中心电极、MIM电容底层金属极板、MIM电容介质层和MIM电容上层金属极板全部覆盖在内部的SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层，所述的SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层内还形成有使螺旋电感中心电极板与所述SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层上端面相连的螺旋电感通孔，使MIM电容上层金属极板与所述SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层上端面相连的上层金属极板通孔，以及使MIM电容底层金属极板与所述SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层上端面相连的下层金属极板通孔，所述SU_8光刻胶构成SU_8绝缘层上端面分别设置有：与所述的螺旋电感通孔相连的螺旋电感输出端，与所述的上层金属极板通孔相连的MIM电容输入端，与所述的下层金属极板通孔相连的MIM电容输出端，以及地线、滤波器输出端、螺旋电感输入端和滤波器输入端，其中，所述的螺旋电感输出端和螺旋电感输入端之间为螺旋电感，所述的螺旋电感输出端分别通过互连线连接滤波器输出端和MIM电容输入端，所述MIM电容输出端通过互连线连接地线，所述螺旋电感输入端通过互连线连接滤波器输入端。

所述的螺旋电感通孔、上层金属极板通孔和下层金属极板通孔内均由下至上依次设置有起导电作用的Ti和Au。

一种柔性射频应变可调无源低通滤波器的制造方法，包括如下步骤：

1)制作衬底：选用PET，用氢氟酸和等离子水清洗后作为衬底；

2)在衬底上分别制作螺旋电感中心电极板和MIM电容底层金属极板；

3)在MIM电容底层金属极板上淀积SiO层作为MIM电容介质层；

4)MIM电容介质层上淀积MIM电容上层金属极板；

5)在具有螺旋电感中心电极板、MIM电容底层金属极板、MIM电容介质层和MIM电容上层金属极板的衬底上制作SU_8绝缘层。

6)在SU_8绝缘层的上端面分别形成螺旋电感输出端和螺旋电感输入端、MIM电容输入端和MIM电容输出端、滤波器输入端、滤波器输出端、地线以及互连线，最后形成柔性射频应变可调无源低通滤波器。

步骤2)包括：在衬底上均匀旋涂一层光刻胶，用螺旋电感中心电极和MIM电容底层金属极板的掩模板对光刻胶进行光刻，并依次采用真空电子束蒸发淀积厚度为30nm的Ti和400nm的Au形成螺旋电感中心电极和MIM电容底层金属极板，作为螺旋电感中心电极和MIM电容底层金属极板，然后用丙酮溶液和超声发生器剥离螺旋电感中心电极和MIM电容底层金属极板以外的金属层。

步骤3)包括：在MIM电容底层金属极板上均匀旋涂一层光刻胶，采用MIM电容介质层的掩模板对光刻胶进行光刻，并采用真空电子束蒸发淀积形成200nm厚度的SiO层，构成MIM电容的中间介质层。