[发明专利]一种基于硅通孔技术的三维带通滤波器

摘要

本发明公开的基于硅通孔技术的三维带通滤波器包括平行板电容器单元、平面螺旋电感器单元、重新布线层、三维螺线管电感器单元和软磁铁氧体材料单元，该三维带通滤波器采用片上冗余硅通孔实现三维螺线管电感器，通过垂直设置的硅通孔和水平设置的金属互连层显著降低了三维螺线管电感器所占面积，并在三维螺线管电感器的结构中加入具有高磁导率的软磁铁氧体材料，进一步提高了三维螺线管电感器的磁导率与电感密度，该三维带通滤波器的高频阻带抑制特性和频率选择性好，其相对带宽比率高达31.6%，其电感器的电感密度高达100 nH/mm2。该三维带通滤波器具有占用面积小、损耗低和外形尺寸紧凑的优点，适用于高性能射频电路设计应用。

主权项

1.一种基于硅通孔技术的三维带通滤波器，其特征在于包括平行板电容器单元、平面螺旋电感器单元、重新布线层、三维螺线管电感器单元和软磁铁氧体材料单元，所述的平行板电容器单元包括第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器和第五电容器，所述的平面螺旋电感器单元包括第一平面螺旋电感器和第二平面螺旋电感器，所述的重新布线层包括输入端、输出端、接地金属线以及水平设置的第一金属互连层、第二金属互连层、第三金属互连层、第四金属互连层、第五金属互连层、第六金属互连层、第七金属互连层、第八金属互连层、第九金属互连层和第十金属互连层，所述的三维螺线管电感器单元包括第一螺线管电感器和第二螺线管电感器，所述的第一螺线管电感器和所述的第二螺线管电感器分别包括硅衬底和并行设置在所述的硅衬底内的八个垂直设置的硅通孔，每个所述的硅通孔包括金属芯和设置在金属芯外侧的隔离介质层，八个所述的硅通孔的金属芯分别经金属线依次首尾相连，所述的软磁铁氧体材料单元包括四片软磁铁氧体片，所述的第一螺线管电感器和所述的第二螺线管电感器的硅衬底的顶部和底部各填充有一片所述的软磁铁氧体片，所述的金属线均设置在所述的软磁铁氧体片的外侧；所述的第一电容器的下极板通过所述的第七金属互连层与所述的第一平面螺旋电感器的中心端连接，所述的第一平面螺旋电感器的末端通过所述的第八金属互连层与所述的接地金属线连接，所述的第一螺线管电感器的一端通过所述的第一金属互连层与所述的第二电容器的下极板连接，所述的第一螺线管电感器的一端同时通过所述的第二金属互连层与所述的第一电容器的上极板连接，所述的第一螺线管电感器的另一端与所述的接地金属线连接，所述的第二电容器的上极板与所述的输入端连接，所述的第二电容器的下极板通过所述的第三金属互连层与所述的第三电容器的一端连接，所述的第三电容器的另一端通过所述的第四金属互连层与所述的第四电容器的下极板连接，所述的第四电容器的下极板通过第五金属互连层与所述的第二螺线管电感器的一端连接，所述的第四电容器的上极板与所述的输出端连接，所述的第二螺线管电感器的另一端与所述的接地金属线连接，所述的第五电容器的上极板通过所述的第六金属互连层与所述的第二螺线管电感器的一端连接，所述的第五电容器的下极板通过所述的第九金属互连层与所述的第二平面螺旋电感器的中心端连接，所述的第二平面螺旋电感器的末端通过所述的第十金属互连层与所述的接地金属线连接。