一种基于130nmCMOS技术加工的双模带通滤波器

摘要

一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器，所述双模带通滤波器采用等边三角形的双模贴片滤波器，并在等边三角形顶端处增加微扰，通过改变贴片的长度L2，使得通带的中心频率在60GHZ。所述双模带通滤波器使用传统的130nm CMOS加工技术时，在介质层的最下面一层与衬底之间增加了一层接地板M1；所述双模带通滤波器使用传统的130nm CMOS加工技术时，比传统工艺顶端的金属层M7厚度增厚1-2倍，有效地减少信号的传输损耗。本发明适用应用于雷达系统。

权利要求

1.一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器，其特征在于，所述双模带通滤波器采用等边三角形的双模贴片滤波器，并在等边三角形顶端处增加微扰，通过改变贴片的高度L2，使得通带的中心频率在60GHZ；

所述双模带通滤波器使用传统的130nm CMOS加工技术时，在介质层的最下面一层与衬底之间增加了一层接地板M1；

所述双模带通滤波器使用传统的130nm CMOS加工技术时，比传统工艺顶端的金属层M7厚度增厚1-2倍，有效地减少信号的传输损耗。

说明书

一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种采用130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器，属电子技术领域背景技术

[0002] 高效的微带滤波器被广泛的运用在无线通信系统中，而双模微带滤波器更加具有有吸引力，因为每一个双模滤波器可以作为双调谐谐振电路使用。圆形，方形的贴片谐振器已被广泛关注。贴片谐振器，因为尺寸比较大，需要更高的设计成本和更大的尺寸，但是因为其具有很低的插入损耗也很受青睐。本发明中，采用一种了等边三角贴片双模滤波器，大大改善了慢波效应，实现带通滤波器的小型化。

[0003] 在传统的130nm的CMOS技术，可采用7层结构(M1-M7)，这样的结构为灵活设计提供了很大的空间，但最下面的衬底材料对电磁波的损耗比较大，尤其是对于工作在高频阶段的滤波器，这是在设计中需要解决的一个问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是，利用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带通滤波器，实现带通滤波器的小型化，并对采用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带通滤波器时存在的电磁波传输损耗比较大的弊病进行处理改进。

[0005] 本发明的技术方案是，采用等边三角形的双模贴片滤波器，并在等边三角形顶端处增加微扰，通过改变贴片的长度L2，使得通带的中心频率在60GHZ；在滤波器衬底上面增加了一层接地板M1，提供良好的隔离效果，同时增厚顶端的金属层M7，比传统工艺顶端的金属层M7厚度增厚1-2倍，有效地减少信号的传输损耗。

[0006] 本发明利用传统的130nm的CMOS技术加工60GHz双模带通滤波器，采用分形的等边三角贴片滤波器，用于改善慢波效应；并通过改变贴片的长度L2，使得通带的中心频率在60GHZ。在使用CMOS技术多层金属加工的时候，随着频率的升高，对于减少相位偏移以及降低传输损耗的要求也会相应的增加，尤其是衬底对微波的损耗很大，为解决微波传输的损耗，本发明通过调整微扰尺寸a的大小，并在衬底上面增加了一层接地板M1，提供良好的隔离效果，同时增厚顶端的金属层M7也可以有效地减少信号的传输损耗。

[0007] 图1是基于130nm CMOS技术加工的金属层纵切面图；M1为底层的接地板，可以提供良好的隔离效果。因为衬底对于微波的损耗很大，增加M1接地板隔离后可大大减少微波的损耗。M7为顶层金属，M7的厚度要大于其他层，与传统工艺M7厚度相比，增厚了1-2倍。在这两层中间的是多层介质层(如图中所标注)，本发明的这种设计有效减少了微波传输损耗。

[0008] 图2是本发明双模滤波器的俯视图，图中P2为三角形贴片谐振器，L2为三角形贴片的高度，通过调整这个参数L2的大小，使得滤波器的中心频率调整到非常接近60GHZ。d为两个馈线间的距离，d越小，双模的分裂越明显。但是d变小，也导致了插入损耗变大，虽然通带变得更光滑和更宽。于是在原来基础上增加了微扰P3，通过调整微扰P3宽度a的大小，在使双模分裂更加明显的同时，通带变得更加光滑和更宽了，但是没有增加插入损耗。调整a的大小，效果要优于调整馈线宽度d。

[0009] 本发明与现有技术相比的有益效果是，本发明在不增加电路面积和加工复杂度前提下，采用等边三角形贴片的谐振滤波器，可以通过调节三角形的高度，使得带通滤波器的中心频率为60GHZ，通过调整微扰尺寸的大小，在衬底上面增加了一层接地板M1，提供良好的隔离效果，同时增厚顶端的金属层M7也可以有效地减少信号的传输损耗。

[0010] 本发明适用应用于雷达系统。

附图说明

[0011] 图1是基于130nm CMOS技术加工的金属层纵切面图；

[0012] 图2是双模滤波器的俯视图；

[0013] 图3是一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器整体效果图。

[0014] 图中：深色部分为金属，白色部分为非金属。

[0015] P1为输入输出端口的连接线；P2为三角形谐振器；P3为增加的微扰；

[0016] a、b为增加的微扰的宽度和长度；c为三角形谐振器底边的宽度；d为两个馈线间的距离；L1和L2分别为构成三角形谐振器的内外三角形的高度；W为输入输出的端口的宽度；M为三层金属层。

具体实施方式

[0017] 本发明实施例的是一种基于130nm CMOS技术加工的双模带通滤波器，如图3所示，其中P2为等边三角形构成的谐振器，其中，L2为0.6975mmP3，L1为0.747mm，，c为0.044mm，d为0.452mm，w为0.024mm；为增加微扰，通过调整微扰贴片的大小，使得双模分裂更加明显，微扰尺寸a为0.06mm，b为0.028mm。P2和P3构成了性能良好的双模带通滤波器。图3中为本发明的整体图，本结构实现了多个传输零点、宽通带的60GHZ双模带通滤波器特性，并且插入损耗小于-3dB，远远小于其他60GHz的微带带通滤波器，适合应用在雷达系统中。