一种基于MEMS技术的硅基SIW毫米波大功率功分器的制作方法

技术特征：
1.一种基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，包括硅基板(1)、构成siw结构的tsv过孔(3)、感性金属柱(4)、过渡微带(5)、开槽(6)、氮化钽电阻(7)和共面波导(8)；所述功分器的两个输出端口关于功分器的输入端口对称，siw结构关于功分器的输入端口对称，输入端口设置于硅基板(1)上表面一侧，两个输出端口设置于与输入端口所在侧相对的另一侧；所述tsv过孔(3)设置于硅基板(1)内，且tsv过孔(3)连通硅基板(1)的上、下表面，在功分器的一个输入端口和两个输出端口均设置有共面波导(8)，过渡微带(5)设置于siw结构与共面波导(8)之间，硅基板(1)的上表面覆有金层，所述开槽(6)设置于金层上表面，功分器的两个输出端口关于开槽(6)对称，开槽(6)的其中一端正对输入端口，感性金属柱(4)设置于开槽(6)的另一端与siw结构的边缘之间，且功分器的两个输出端口关于感性金属柱(4)对称，氮化钽电阻(7)设置于开槽(6)上，氮化钽电阻(7)的两端分别与开槽(6)的两个长边相接触。2.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述siw结构中与输入端口或输出端口相接的那部分的宽度为w3，w3满足：式中，w
eff
为等效为金属波导时的宽度，d为tsv过孔的直径，b为相邻两个tsv过孔的孔中心间距；siw结构中te
10
模的截止频率为：式中，c为真空中光速，ε
r
为介质的相对介电常数；故，设计能够在功分器中传播的毫米波的频率f满足：式中，分别为te
20
、te
01
模的截止频率。3.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述tsv过孔(3)通过mems技术设置于硅基板(1)内，硅基板(1)的厚度为200um，tsv过孔(3)直径为30um，相邻两个tsv过孔的孔中心间距为100um。4.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述氮化钽电阻(7)采用半导体工艺设置，截面积不大于0.005mm2，厚度为埃米级。5.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述氮化钽电阻(7)通过整面溅射氮化钽金属层然后光刻及光刻后刻蚀来实现氮化钽的图形化。6.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述硅基板(1)的热导率为150w/(m
·
℃)。7.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所
述共面波导(8)采用键合金丝的方式与外部连接。8.根据权利要求1所述基于mems技术的硅基siw毫米波大功率功分器，其特征在于，所述tsv过孔(3)通过刻蚀盲孔、孔内绝缘层和粘附层沉积、深孔电镀和cmp平整化工艺流程放置于硅基板(1)内。

技术总结
本发明公开了一种基于MEMS技术的硅基SIW毫米波大功率功分器，包括硅基板，设置于硅基板内的TSV过孔，由TSV过孔构成的SIW结构，设置于SIW内部的TSV过孔，设置于SIW结构与共面波导间的过渡微带，设置于金层上表面的开槽，设置于开槽上的氮化钽电阻，设置于输入输出端口的共面波导，还包括感性金属柱。本发明所公开的基于MEMS技术的硅基SIW毫米波大功率功分器具有体积小、加工精度高、易于集成、功率容量大、集成度高、设计自由度高、隔离度高、传输损耗低、回波损耗小等特点，可广泛应用在毫米波频段的大功率合成中。频段的大功率合成中。频段的大功率合成中。


技术研发人员：朱啸宇 王晔 曹雪松 蔡传涛
受保护的技术使用者：中电国基南方集团有限公司
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021/10/23