FBAR是目前發展最成熟并且已經產業化的MEMS器件（如圖5所示），已被應用于CDMA（碼分多址）等通信系統中。到目前為止，已有很多公司（如EPCOS、Fujistu）推出了商用的體聲波濾波器。國內FBAR技術目前還處于理論研究和實驗階段。

目前的體聲波濾波器仍存在一些問題，主要體現在：（1）工作頻率范圍集中在X波段以下，在毫米波段仍然沒有得到很大的發展；（2）壓電薄膜材料（PZT）的制備及其性能仍不理想。運用三維MEMS工藝，構造高機電耦合系數（Kt）、高Q值的壓電薄膜是目前體聲波濾波器發展的重點。

2.2、基于MEMS工藝的RLC調諧濾波器

由于傳統的RLC調諧濾波器的設計方法非常成熟，這可減小MEMS濾波器的設計周期和設計難度。將MEMS的加工工藝應用于設計好的傳統RLC調諧濾波器，不但可以克服傳統MMIC濾波器損耗高、Q值低等特點，還可以有效減小芯片面積。

RLC調諧濾波器可以設計為兩種：（1）集總元件濾波器；（2）分布元件濾波器。由于它們自身實現方式的不一致，相應采取的MEMS加工工藝也不一致。

2.2.1、MEMS集總元件濾波器

集成電感電容的低Q值和低自諧振頻率一直是限制集總濾波器的最主要因素，傳統CMOS工藝的電感Q值都在10以下，自諧振頻率也很低。MEMS工藝采用三維的加工工藝，可以制作高Q的電感電容。

由上海交通大學微納米科學技術研究院制作的雙層懸空結構電感，Q值可以達到20；國外報道的MEMS電感Q值在10～3O之間。圖7所示為采用倒裝法制作的懸空電感結構圖，ZengJun等人使用支撐柱使電感金屬線圈懸空，形成懸空結構，這提高了電感Q值。采用高Q的元件設計濾波器，不但其性能優越，而且濾波器的電路設計也非常簡單。

圖7、采用MEMS工藝的懸空電感結構

（a）螺旋結構（b）彎折線結構

2.2.2、分布元件濾波器

分布元件濾波器采用各種微波傳輸線來設計。在微波單片集成電路中通常使用微帶線和共面波導傳輸線（CPW）。傳輸線的損耗主要來自于導體損耗和介質損耗，通過MEMS工藝，在傳輸線導體下淀積絕緣薄膜，或者刻蝕槽形成懸空結構（如圖8所示），可以有效減小微波傳輸線的損耗。

圖8、共面波導懸空結構，刻蝕掉中央導體兩邊的槽線介質形成懸空結構

3、結束語

將MEMS技術應用于單片微波集成電路，在微波濾波器集成化的同時，使微波系統能夠具有可重構性，這是實現現代通信和微波單片系統的重要手段。然而，MEMS濾波器依賴于MEMS技術的發展，MEMS技術的發展時間還非常短，實現更加成熟、低成本、高可靠性的MEMS器件是進一步提高MEMS濾波器性能的關鍵，這也是MEMS濾波器今后的主要發展方向。

4、致謝

文章得到中國科學院百人計劃和德國洪堡基金會資助。

作者：
李文明^1,2、李驍驊^1,2、楊月寒^1,2、劉海文²、楊謨華¹、于奇¹
（1.電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室，成都610054）
（2.中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室，成都610209）