硅基mems微波带通滤波器的设计及制备

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1、＿：分类号：ＴＮ６０３．５单位代码Ｓ１Ｍ１０学号：紛０１３０锁７＇ｍｍＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｆＣｌｉｉｎａ硕生学位论文枉基ＭＥＭＳ微波带通滤波器的设计及制备■．翊硕纖生謙＾＿—＾；—隹：通＾ｉｍｍｍ麵阳、欧顯：黨今：学科专业輸做器及ＩＩＩ械：；制爹；原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引巧的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或

2、撰写过的科研成果。对本义的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。〇论文作者签名：日期：心仁言．覆泉卒＿关于学位论文使用权的说明本人完全Ｔ解中北大学有关保管、使用学位论文的规定；，其中包括③’①学校有权保管、并向有关部ｎ送交学位论文的原件与复印件；学校可Ｗ采用影巧、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑤学校可允许学位论文被查巧或借閒；④学校可Ｗ学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可＾乂公布学位论文的全部

3、或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名心Ｕ．Ｗ。：日期：＿ｆ裘ｆ—巧导师签名：日期；ＷＬｔ知图书分类号TN603.5密级非密注1UDC620硕士学位论文硅基MEMS微波带通滤波器的设计及制备翟琼华指导教师（姓名、职称）薛晨阳（教授）、欧毅（副研究员）申请学位级别工学硕士专业名称精密仪器及机械论文提交日期2016年5月23日论文答辩日期2016年5月26日学位授予日期2016年月日论文评阅人王娟芬陈新伟唐军答辩委员会主席周骏2016年5月27日注1：注明《国际十进

4、分类法UDC》的分类中北大学学位论文硅基MEMS微波带通滤波器的设计及制备摘要作为实现信道频谱分配的关键无源器件，微波滤波器在无线通信等领域发挥着极其重要的作用。现代无线通信技术的快速发展使无线电频谱资源显得相对稀缺，人类社会对于通信设备提出了更加严苛的要求，如小型化、集成化、高性能、低成本等。因此，实现体积小、重量轻、易加工、成本低、品质因数高且易于集成的无源滤波器，业已成为当前微波技术领域的研究热点。本文在总结国内外微波滤波器及RFMEMS滤波器研究和发展状况的基础上，从带通滤波器的设计原理出发

5、，提出系统的总体解决方案，包括采用带状线交指结构实现滤波、开路端SIR实现结构紧凑的准叉指带通滤波器、接地共平面波导实现输入输出、硅基MEMS技术等。对性能和结构参数各异的滤波器进行分析和设计，并采用三维电磁仿真软件CST对滤波器进行模拟仿真。根据器件结构绘制版图制造掩膜版，在对关键工艺进行单项实验验证的基础上整合出完整的CMOS-MEMS兼容的工艺流程，经过多次工艺流片，实现了制作在高阻硅衬底上的MEMS带通滤波器芯片：双层400μm厚的n型(100)4英寸硅晶圆通过金金键合，DRIE刻蚀获得垂直

6、通孔阵列，上下表面通过Au金属化实现接地。本文完成了滤波器的设计、仿真、制备和测试流程，通过测试结果与仿真结果的比较分析，验证了基于带状线交指结构的滤波器设计方法和MEMS工艺技术的可靠性。关键词：MEMS，带通滤波器，交指，共面波导，阶跃阻抗谐振器中北大学学位论文DesignandRealizationonSilicon-basedMEMSMicrowaveBandpassFilterAbstractFiltersplayimportantrolesinmanyRF/microwaveapplic

7、ations，whichfundamentaluseinwirelesscommunicationengineeringistoshapesignalspectrum.Therapiddevelopmentofmodernwirelesscommunicationtechnologymakesradiospectrumresourcesscarcerelatively.EmergingapplicationscontinuetochallengeRF/microwavefilterswithever

8、morestringentrequirementofhigherperformance,smallersize,lighterweight,andlowercost,whichbecometheresearchhotspotofmicrowavefilter.First,thispapersummarizesthecurrentsituationofmicrowavefiltersandtheresearchstatusofRFMEMSfilters.Then,iti