[發明專利]一種懸浮結構微波濾波器及其制備方法

在審

• 申請號: 201711268056.5
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108206319A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 歐毅;李志剛;蔣文靜;劉戰峰;歐文;曹立強
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01P1/207
• 分類號: H01P1/207;H01P11/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發明提供一種懸浮結構微波濾波器，包括：上層硅片，上層硅片的下表面刻蝕有凹腔，用于形成封裝帽結構；下層硅片，下層硅片的上表面沉積有介質薄膜，介質薄膜上形成有交指電極圖形；其中，下層硅片上表面的介質薄膜下方的硅襯底被去除，形成介質薄膜的懸浮狀態，上層硅片和下層硅片通過對準鍵合工藝堆疊組裝。本發明能夠實現體積小、損耗低、高性能的微波濾波器。

技術領域

本發明涉及無線通信硬件設備技術領域，尤其涉及一種懸浮結構微波濾波器及其制備方法。

背景技術

濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的信號或消除一個特定頻率的信號。因此，濾波器被廣泛應用于衛星通信以及航空航天等電子系統中。隨著信息技術和半導體器件的發展，電子系統逐漸向高密度、高性能、小型化的方向發展，濾波器的小型化也逐漸成為了現代科技實現電子系統小型化的最大瓶頸。

傳統的腔體濾波器性能較好，但體積較大，無法滿足電子系統小型化的需求。現有技術中的微機械濾波器則是融合了微波濾波器設計和MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微機電系統)工藝技術的一類新型器件，通過采用硅基片或石英基片，并使用晶圓鍵合工藝實現了芯片的自封裝，具有帶寬大、體積小、一致性好等優點。

在CN102361113A中公開了一種硅基多層腔體濾波器，具備上下介質層以及金屬化通孔結構，但是該發明基于腔體濾波器實現，難以滿足小型化的需求。在CN102820504A中公開了一種采用交指型帶狀線結構的全密封結構微機械濾波器，但是該發明只是部分去除了交指電極下方的下層介質，并未形成完整的空腔結構，影響了濾波器的性能。在文獻“MEMS毫米波濾波器的設計與制作”中介紹了一種懸浮結構的平行耦合線結構，但是這種器件采用的是平行耦合線結構，體積大于交指線結構，不利于器件的小型化，此外該器件的通孔制備采用的是濕法腐蝕工藝，成品率較低。

因此，在現有技術的基礎上，仍需要設計一種具有懸浮帶狀線結構的微波濾波器及其制備方法，解決現有技術中濾波器體積較大、介質損耗高的技術問題。

發明內容

本發明提供的懸浮結構微波濾波器及其制備，能夠針對現有技術的不足，解決現有技術中濾波器體積大、濾波性能受打線長度影響、介質損耗高的問題。

第一方面，本發明提供的懸浮結構微波濾波器，包括：

上層硅片，所述上層硅片的下表面刻蝕有凹腔，用于形成封裝帽結構；

下層硅片，所述下層硅片的上表面沉積有介質薄膜，所述介質薄膜上形成有交指電極圖形；

其中，所述下層硅片上表面的介質薄膜下方的硅襯底被去除，形成所述介質薄膜的懸浮狀態，所述上層硅片和所述下層硅片通過對準鍵合工藝堆疊組裝。

可選地，上述上層硅片和所述下層硅片均具有上下貫通的通孔。

可選地，上述介質薄膜為雙面介質薄膜，且所述介質薄膜的材料為氧化硅或氮化硅。

可選地，上述上層硅片小于所述下層硅片，在所述下層硅片未被所述上層硅片覆蓋的表面設置有器件輸入輸出端口。

另一方面，本發明提供一種上述懸浮結構微波濾波器的制備方法，其中包括：

步驟一、提供上層硅片和下層硅片；

步驟二、刻蝕所述上層硅片的下表面形成凹腔，并在所述上層硅片中刻蝕第一通孔；

步驟三、在所述下層硅片的上表面沉積生長介質薄膜，并在所述下層硅片中刻蝕第二通孔；

步驟四、在所述下層硅片的上表面濺射種子層，在所述種子層表面光刻所述交指電極圖形，并電鍍所述交指電極圖形和所述第二通孔；