本文關(guān)鍵詞：硅基MEMS微波帶通濾波器的設(shè)計(jì)及制備，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為實(shí)現(xiàn)信道頻譜分配的關(guān)鍵無(wú)源器件,微波濾波器在無(wú)線通信等領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用�，F(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展使無(wú)線電頻譜資源顯得相對(duì)稀缺,人類社會(huì)對(duì)于通信設(shè)備提出了更加嚴(yán)苛的要求,如小型化、集成化、高性能、低成本等。因此,實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、易加工、成本低、品質(zhì)因數(shù)高且易于集成的無(wú)源濾波器,業(yè)已成為當(dāng)前微波技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外微波濾波器及RF MEMS濾波器研究和發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,從帶通濾波器的設(shè)計(jì)原理出發(fā),提出系統(tǒng)的總體解決方案,包括采用帶狀線交指結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)濾波、開路端SIR實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的準(zhǔn)叉指帶通濾波器、接地共平面波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)輸入輸出、硅基MEMS技術(shù)等。對(duì)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)各異的濾波器進(jìn)行分析和設(shè)計(jì),并采用三維電磁仿真軟件CST對(duì)濾波器進(jìn)行模擬仿真。根據(jù)器件結(jié)構(gòu)繪制版圖制造掩膜版,在對(duì)關(guān)鍵工藝進(jìn)行單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上整合出完整的CMOS-MEMS兼容的工藝流程,經(jīng)過(guò)多次工藝流片,實(shí)現(xiàn)了制作在高阻硅襯底上的MEMS帶通濾波器芯片:雙層400μm厚的n型(100)4英寸硅晶圓通過(guò)金金鍵合,DRIE刻蝕獲得垂直通孔陣列,上下表面通過(guò)Au金屬化實(shí)現(xiàn)接地。本文完成了濾波器的設(shè)計(jì)、仿真、制備和測(cè)試流程,通過(guò)測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果的比較分析,驗(yàn)證了基于帶狀線交指結(jié)構(gòu)的濾波器設(shè)計(jì)方法和MEMS工藝技術(shù)的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：MEMS 帶通濾波器 交指 共面波導(dǎo) 階躍阻抗諧振器
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92;TN713.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外MEMS濾波器研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 MEMS微機(jī)械濾波器12-14
• 1.2.2 壓電RF MEMS14-15
• 1.2.3 MEMS可調(diào)諧濾波器15-16
• 1.3 本論文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 2. MEMS濾波器的理論基礎(chǔ)17-31
• 2.1 濾波器主要技術(shù)參數(shù)17-20
• 2.2 階躍阻抗諧振器SIR結(jié)構(gòu)20-22
• 2.3 交指帶通濾波器22-25
• 2.4 耦合系數(shù)和外部品質(zhì)因數(shù)的提取25-30
• 2.4.1 濾波器的網(wǎng)絡(luò)綜合法26-27
• 2.4.2 耦合系數(shù)的提取27-28
• 2.4.3 有載品質(zhì)因數(shù)的提取28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3. MEMS濾波器的設(shè)計(jì)及仿真31-43
• 3.1 交指帶通濾波器的設(shè)計(jì)31-34
• 3.2 MEMS濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 MEMS濾波器電磁仿真35-40
• 3.3.1 2.35GHz濾波器的設(shè)計(jì)仿真35-37
• 3.3.2 10.9GHz濾波器仿真結(jié)果37-38
• 3.3.3 20.4GHz濾波器的設(shè)計(jì)仿真38-39
• 3.3.4 其他濾波器的仿真結(jié)果39-40
• 3.4 參數(shù)變化對(duì)濾波器性能的影響分析40-42
• 3.4.1 襯底電阻率對(duì)濾波器性能的影響40
• 3.4.2 襯底厚度對(duì)濾波器性能的影響40-41
• 3.4.3 通孔形狀對(duì)濾波器性能的影響41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4. MEMS濾波器的制備43-59
• 4.1 MEMS微波帶通濾波器版圖設(shè)計(jì)43-46
• 4.1.1 MEMS濾波器的整體版圖43
• 4.1.2 MEMS濾波器的分層版圖43-46
• 4.2 工藝介紹46-50
• 4.2.1 清洗工藝46-47
• 4.2.2 光刻工藝47
• 4.2.3 氧化工藝47-48
• 4.2.4 刻蝕工藝48-49
• 4.2.5 金屬化49
• 4.2.6 鍵合49-50
• 4.3 單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)50-55
• 4.3.1 通孔刻蝕（TSV）實(shí)驗(yàn)50-52
• 4.3.2 硅片表面金屬化實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.3.3 交指電極的制備53-54
• 4.3.4 通孔側(cè)壁金屬化54-55
• 4.4 工藝流程設(shè)計(jì)55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5. MEMS濾波器性能測(cè)試59-64
• 5.1 濾波器測(cè)試方法介紹59-60
• 5.2 濾波器實(shí)物測(cè)試和分析60-63
• 5.2.1 濾波器的測(cè)試結(jié)果60-61
• 5.2.2 MEMS微波濾波器結(jié)果分析61-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 6. 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 工作總結(jié)64
• 6.2 工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73-74

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本文編號(hào)：319483