[发明专利]一种基于硅通孔的硅基集成低通滤波器

摘要

本发明公开了一种基于硅通孔的硅基集成低通滤波器，该滤波器包括：顶层、中间层和底层，其中，顶层上有顶层金属互连线，其对称地绕成两个四边形平面螺旋结构，绕线方向相反且最外端连在一起，形成两个螺旋电感器；中间层上刻蚀有两对硅通孔，内填充有等高的金属柱，二者之间还填充有绝缘层，位于内侧的两个金属柱分别与前述两个螺旋电感器的中心端连接，中间层等效为两个柱形电容器；底层上有两根底层金属互连线，每对金属柱对应一根。顶层、中间层和底层叠加后，顶层的两个螺旋电感器与中间层的两个柱形电容器交叉排布，形成C‑L‑C‑C‑L‑C的等效电路结构，与现有的LC低通滤波器的结构相比，体积大幅减小，最大尺寸小于100um，方便与传统CMOS集成电路单片集成。

主权项

1.一种基于硅通孔的硅基集成低通滤波器，包括：顶层、中间层和底层，其特征在于，所述顶层为顶层介质层(101)，采用绝缘材料制成，其上设置有顶层金属互连线(102)、顶层第一金属极板(103)和顶层第二金属极板(104)，其中，所述顶层金属互连线(102)在所述顶层介质层(101)上对称地绕成两个四边形平面螺旋结构，绕线方向相反，并且二者的最外端连接在一起，形成两个螺旋电感器L，所述两个螺旋电感器L的最外围还围绕有一圈非封闭的金属线用以收集电场线，所述顶层第一金属极板(103)和顶层第二金属极板(104)分别位于非封闭的金属线的敞口处，构成所述硅基集成低通滤波器的两个引出端；所述中间层为半导体衬底层(201)，采用硅材料制成，其上对称的刻蚀有两对贯通上下表面的硅通孔，四个硅通孔的直径均相等，所述硅通孔内填充有与硅通孔等高的金属柱(203)，所述金属柱(203)与硅通孔的内壁之间还填充有绝缘层(202)，位于内侧的两个金属柱(203)的顶部分别与所述两个螺旋电感器的中心端连接，位于外侧的两个金属柱(203)的顶部分别与所述顶层第一金属极板(103)和顶层第二金属极板(104)连接，中间层等效为两对柱形电容器C；所述底层为底层介质层(301)，采用绝缘材料制成，其上设置有两根底层金属互连线(302)：与左侧螺旋电感器L中心端连接的金属柱和与顶层第一金属极板(103)连接的金属柱对应一根底层金属互连线，与右侧螺旋电感器L中心端连接的金属柱和与顶层第二金属极板(104)连接的金属柱对应另外一根底层金属互连线；所述顶层、中间层和底层依次叠加组成一个整体后，顶层结构中的两个螺旋电感器与中间层结构中的两对柱形电容器交叉排布，所有柱形电容器C的下极板全部接地，两个螺旋电感器L与位于中间位置的2个柱形电容器C共同产生1个主极点，两个螺旋电感器L与位于两侧的2个柱形电容器C分别产生一个第二极点，这两个第二极点大小相等，从而形成C‑L‑C‑C‑L‑C的等效电路结构。