[发明专利]一种低损硅基滤波器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种低损硅基滤波器及其制作方法，包括：n个硅腔谐振单元，每个硅腔谐振单元分别包括第一金属层、厚膜层、高阻硅介质层和第二金属层，所述第一金属层、厚膜层、高阻硅介质层和第二金属层上下依次层叠，所述高阻硅介质层上设置有硅坑，所述硅坑位于对应第一金属层的正下方，所述硅坑的底部呈锯齿状或者连续的波浪状。通过上述方式，本发明所述的低损硅基滤波器及其制作方法，通过在高阻硅介质层上刻蚀硅坑并在硅坑的底部形成锯齿状或者连续的波浪状结构，实现了提高硅基滤波器Q值、减小损耗以及小型化的目的。

技术领域

本发明涉及滤波器领域，特别是涉及一种低损硅基滤波器及其制作方法。

背景技术

滤波器在射频、微波系统中起着选频滤波的重要作用，具体的，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。滤波器的主要性能指标有插损、带宽、带外选择性以及电路尺寸等，降低滤波器的损耗，提高带外抑制度以及电路小型化一直是滤波器的关键设计难点。

传统的滤波器包括腔体滤波器、LC滤波器和平面滤波器，腔体滤波器由金属整体切割形成，LC滤波器由电感、电容和电阻的组合设计构成，平面滤波器由传输线和PCB板制成，均存在体积大、不易与多芯片互连集成等问题，影响了滤波器在小型芯片化滤波器方面的发展，需要在提高Q值以及降低损耗方面进行改进。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低损硅基滤波器及其制作方法，缩小体积，降低损耗，并提高Q值。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低损硅基滤波器，包括：n个硅腔谐振单元，每个硅腔谐振单元分别包括第一金属层、厚膜层、高阻硅介质层和第二金属层，所述第一金属层、厚膜层、高阻硅介质层和第二金属层上下依次层叠，所述高阻硅介质层上设置有硅坑，所述硅坑位于对应第一金属层的正下方，所述硅坑的底部呈锯齿状或者连续的波浪状。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅腔谐振单元的边缘设置有多个通孔，所述通孔依次贯穿第一金属层、厚膜层、高阻硅介质层和第二金属层，且通孔的内壁表面设置有金属沉积层。

在本发明一个较佳实施例中，所述通孔为全通孔或半通孔。

在本发明一个较佳实施例中，硅腔谐振单元的数量n≥1，且为整数， n大于1时，n个硅腔谐振单元排列成矩阵，相邻两个硅腔谐振单元边缘的半通孔对应组合为全通孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅坑刻蚀在高阻硅介质层上，且不刻穿。

在本发明一个较佳实施例中，还包括输入馈线槽、第一缺陷耦合槽、输出馈线槽和第二缺陷耦合槽，所述输入馈线槽和第一缺陷耦合槽设置在硅腔谐振单元矩阵的中任一行的首位硅腔谐振单元上的第一金属层上，所述输入馈线槽从对应第一金属层边缘向内延伸并与第一缺陷耦合槽连通，进行待滤波信号的输入；

所述输出馈线槽和第二缺陷耦合槽设置在硅腔谐振单元的矩阵中任一行的末位硅腔谐振单元上的第一金属层上，所述输出馈线槽与第二缺陷耦合槽连通并延伸至对应第一金属层的边缘，输出滤波信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述输入馈线槽、第一缺陷耦合槽、输出馈线槽和第二缺陷耦合槽深度与第一金属层的厚度相对应。

在本发明一个较佳实施例中，锯齿状包括多个间隔分布的矩形或者三角形截面的凸筋。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低损硅基滤波器的制作方法，包括以下步骤：

在高阻硅介质两面抛光，形成高阻硅介质层；

在高阻硅介质层正面刻蚀所需尺寸的硅坑，并在硅坑的底部形成呈锯齿状或者连续的波浪状结构；

在高阻硅介质层上方形成厚膜层；

在厚膜层上面溅射电镀第一金属层，在高阻硅介质层下方电镀第二金属层；