小型化硅基毫米波MEMS三维异构集成开关滤波器件

作者：侯芳; 孙超; 栾华凯; 黄旼; 朱健; 胡三明^*

来源：固体电子学研究与进展, 2021, 41(05): 330-336.

DOI：10.19623/j.cnki.rpsse.2021.05.002

• 三维异构集成
• 微电子机械系统
• 硅通孔
• 滤波器
• 基片集成波导

针对传统开关滤波器组件体积庞大、重量重、调试复杂、集成度低的问题,设计并制作了一种小型化六通道毫米波硅基MEMS三维异构集成开关滤波器件。该器件以四层堆叠的高阻硅材料为衬底,工作频段覆盖18～40 GHz,内部集成了6款小型化空间堆叠的MEMS滤波器和2个单片开关,采用3D-TSV(硅通孔)异构集成工艺,实现了开关与滤波器组的晶圆级集成。为了优化毫米波频段集成滤波器性能,提出了MEMS混合交叉耦合多层堆叠SIW(基片集成波导)滤波器拓扑结构,且其工艺与整个开关滤波器件兼容,极大提升了滤波器的带外抑制。经测试,该开关滤波器件带内插损<8.2 dB(包括2个开关共约4 d B的损耗),反射损耗>10 dB,带边1 GHz处带外抑制>40 dBc。该器件体积仅19.0 mm×16.5 mm×1.1 mm,比传统开关滤波器体积减小了99.7%。

• 单位
  毫米波国家重点实验室; 东南大学