專利名稱：一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，屬電子技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
高效的微帶濾波器被廣泛的運(yùn)用在無(wú)線通信系統(tǒng)中，而雙模微帶濾波器更加具有 有吸引力，因?yàn)槊恳粋€(gè)雙模濾波器可以作為雙調(diào)諧諧振電路使用。圓形，方形的貼片諧振器 已被廣泛關(guān)注。貼片諧振器，因?yàn)槌叽绫容^大，需要更高的設(shè)計(jì)成本和更大的尺寸，但是因 為其具有很低的插入損耗也很受青睞。本發(fā)明中，采用一種了等邊三角貼片雙模濾波器，大 大改善了慢波效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的小型化。 在傳統(tǒng)的130nm的CMOS技術(shù)，可采用7層結(jié)構(gòu)(M1-M7)，這樣的結(jié)構(gòu)為靈活設(shè)計(jì)提 供了很大的空間，但最下面的襯底材料對(duì)電磁波的損耗比較大，尤其是對(duì)于工作在高頻階 段的濾波器，這是在設(shè)計(jì)中需要解決的一個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，利用傳統(tǒng)的130nm的CMOS技術(shù)加工60GHz雙模帶通濾波器，實(shí) 現(xiàn)帶通濾波器的小型化，并對(duì)采用傳統(tǒng)的130nm的CMOS技術(shù)加工60GHz雙模帶通濾波器時(shí) 存在的電磁波傳輸損耗比較大的弊病進(jìn)行處理改進(jìn)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是，采用等邊三角形的雙模貼片濾波器，并在等邊三角形頂端 處增加微擾，通過(guò)改變貼片的長(zhǎng)度L2，使得通帶的中心頻率在60GHZ ;在濾波器襯底上面增 加了一層接地板M1，提供良好的隔離效果，同時(shí)增厚頂端的金屬層M7，比傳統(tǒng)工藝頂端的 金屬層M7厚度增厚1-2倍，有效地減少信號(hào)的傳輸損耗。 本發(fā)明利用傳統(tǒng)的130nm的CMOS技術(shù)加工60GHz雙模帶通濾波器，采用分形的等 邊三角貼片濾波器，用于改善慢波效應(yīng)；并通過(guò)改變貼片的長(zhǎng)度L2，使得通帶的中心頻率 在60GHZ。在使用CMOS技術(shù)多層金屬加工的時(shí)候，隨著頻率的升高，對(duì)于減少相位偏移以及 降低傳輸損耗的要求也會(huì)相應(yīng)的增加，尤其是襯底對(duì)微波的損耗很大，為解決微波傳輸?shù)?損耗，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整微擾尺寸a的大小，并在襯底上面增加了一層接地板Ml，提供良好的 隔離效果，同時(shí)增厚頂端的金屬層M7也可以有效地減少信號(hào)的傳輸損耗。
圖1是基于130nm CMOS技術(shù)加工的金屬層縱切面圖；M1為底層的接地板，可以提 供良好的隔離效果。因?yàn)橐r底對(duì)于微波的損耗很大，增加Ml接地板隔離后可大大減少微波 的損耗。M7為頂層金屬，M7的厚度要大于其他層，與傳統(tǒng)工藝M7厚度相比，增厚了 l-2倍。 在這兩層中間的是多層介質(zhì)層(如圖中所標(biāo)注)，本發(fā)明的這種設(shè)計(jì)有效減少了微波傳輸 損耗。 圖2是本發(fā)明雙模濾波器的俯視圖，圖中P2為三角形貼片諧振器，L2為三角形貼 片的高度，通過(guò)調(diào)整這個(gè)參數(shù)L2的大小，使得濾波器的中心頻率調(diào)整到非常接近60GHZ。 d 為兩個(gè)饋線間的距離，d越小，雙模的分裂越明顯。但是d變小，也導(dǎo)致了插入損耗變大，雖 然通帶變得更光滑和更寬。于是在原來(lái)基礎(chǔ)上增加了微擾P3，通過(guò)調(diào)整微擾P3寬度a的大小，在使雙模分裂更加明顯的同時(shí)，通帶變得更加光滑和更寬了，但是沒(méi)有增加插入損耗。調(diào)整a的大小，效果要優(yōu)于調(diào)整饋線寬度d。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是，本發(fā)明在不增加電路面積和加工復(fù)雜度前提下，采用等邊三角形貼片的諧振濾波器，可以通過(guò)調(diào)節(jié)三角形的高度，使得帶通濾波器的中心頻率為60GHZ，通過(guò)調(diào)整微擾尺寸的大小，在襯底上面增加了一層接地板M1，提供良好的隔離效果，同時(shí)增厚頂端的金屬層M7也可以有效地減少信號(hào)的傳輸損耗。
本發(fā)明適用應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)。


圖1是基于130nm CMOS技術(shù)加工的金屬層縱切面 圖2是雙模濾波器的俯視圖； 圖3是一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器整體效果圖。
圖中深色部分為金屬，白色部分為非金屬。 PI為輸入輸出端口的連接線；P2為三角形諧振器；P3為增加的微擾； a、 b為增加的微擾的寬度和長(zhǎng)度；c為三角形諧振器底邊的寬度；d為兩個(gè)饋線間
的距離；L1和L2分別為構(gòu)成三角形諧振器的內(nèi)外三角形的高度；W為輸入輸出的端口的寬
度；M為三層金屬層。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例的是一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，如圖3所示，其中P2為等邊三角形構(gòu)成的諧振器，其中，L2為0. 6975mmP3， LI為0. 747mm， ， c為0. 044mm， d為0. 452mm， w為0. 024mm ;為增加微擾，通過(guò)調(diào)整微擾貼片的大小，使得雙模分裂更加明顯，微擾尺寸a為0. 06mrn， b為0. 028mm。 P2和P3構(gòu)成了性能良好的雙模帶通濾波器。圖3中為本發(fā)明的整體圖，本結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)傳輸零點(diǎn)、寬通帶的60GHZ雙模帶通濾波器特性，并且插入損耗小于_3(18，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他60GHz的微帶帶通濾波器，適合應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，其特征在于，所述雙模帶通濾波器采用等邊三角形的雙模貼片濾波器，并在等邊三角形頂端處增加微擾，通過(guò)改變貼片的長(zhǎng)度L2，使得通帶的中心頻率在60GHZ。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，其特征在于，所述雙模帶通濾波器使用傳統(tǒng)的130nm CMOS加工技術(shù)時(shí)，在介質(zhì)層的最下面一層與襯底之間增加了一層接地板M1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，其特征在于，所述雙模帶通濾波器使用傳統(tǒng)的130nm CM0S加工技術(shù)時(shí)，比傳統(tǒng)工藝頂端的金屬層M7厚度增厚1-2倍，有效地減少信號(hào)的傳輸損耗。
全文摘要
一種基于130nm CMOS技術(shù)加工的雙模帶通濾波器，所述雙模帶通濾波器采用等邊三角形的雙模貼片濾波器，并在等邊三角形頂端處增加微擾，通過(guò)改變貼片的長(zhǎng)度L2，使得通帶的中心頻率在60GHZ。所述雙模帶通濾波器使用傳統(tǒng)的130nm CMOS加工技術(shù)時(shí)，在介質(zhì)層的最下面一層與襯底之間增加了一層接地板M1；所述雙模帶通濾波器使用傳統(tǒng)的130nm CMOS加工技術(shù)時(shí)，比傳統(tǒng)工藝頂端的金屬層M7厚度增厚1-2倍，有效地減少信號(hào)的傳輸損耗。本發(fā)明適用應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01P1/20GK101728605SQ20091018654
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者劉海文, 史麗云, 王杉 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)