【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双工器领域，具体地，涉及基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器及加工方法。
技术介绍
1、随着亚太赫兹波段的雷达与卫星通信系统的发展，无线应用场景对宽频谱与低媒介传输损耗的需求越来越高。d波段(110-170ghz)由于其丰富的频谱资源以及较低的大气衰减特性，适用于高分辨率与高数据率的无线回传系统。双工器作为射频前端中的一个非常重要的无源器件，可以实现通道选择以及频率分离的效果。研究适用于系统级解决方案的高性能、小型化双工器一直是科研工作者研究的重点。
2、为了实现较低的传输损耗性能，双工器经常利用高q值的谐振腔作为传输单元。目前在d波段被广泛使用的金属波导结构具有大q值的特性，可以实现低损耗特性，但相应的带来了大尺寸的劣势。该频段由于微带线的开放结构带来辐射的问题以及基片集成波导难以在工艺上实现，该类型的双工器研究较少。相比较而言，介质谐振腔结构以金属波导为基础，在具有高q值的同时利用高介电常数材质作为衬底，大大缩减了器件的整体尺寸，是实现亚太赫兹频段高性能双工器的最佳方案。
3、晶圆级集成封装技术可在高阻硅晶圆上将芯片和各种无源器件集成在一个系统内。工艺利用微纳加工设备，可一次性加工多个晶圆样品，利用高阻硅作为介质设计的无源器件，如滤波器、双工器以及天线等器件可以直接加工在硅晶圆上，与芯片互连集成有效提高系统的集成度与封装效率，提升整机性能。方案中的干法刻蚀使用反应耦合等离子体刻蚀技术，在垂直平面上对硅基侧壁进行各向同性的刻蚀，利用氟基气体对侧壁进行保护，采用刻蚀与保护循环操作的流程最终
4、随着通信频段的需求不断增加，无线回传系统正在向高性能和高集成度方向发展。目前d波段的双工器基本利用传统的t型结连接两个不同频段的滤波链路，以空气作为介质的金属波导腔体为主要实现形式，在引入额外的传输路径损耗的同时也增加了器件的整体尺寸，这面临的首要问题就是如何同时兼顾小型化与低损耗。目前在工艺上仍旧以传统的计算机数字化控制精密加工技术为主，该方案的优势在于加工误差较小，但是由于使用了金属波导件极大程度的增加了整体尺寸。通过开发新型工艺流程，采用不同的高性能衬底来设计双工器减小整体尺寸便成为一大研究热点。在保证双工器传输性能的同时，结合高介电常数衬底开发高精度低容差的工艺方案也成了一项极具挑战的难题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器及加工方法。
2、根据本专利技术提供的一种基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，包括：输入端口激励结构、输出端口耦合结构以及介质谐振腔；
3、所述输入端口激励结构和所述输出端口耦合结构由外部馈入到介质谐振腔，所述介质谐振腔设置在介质基板上；
4、所述介质谐振腔包括多个腔体，多个所述腔体的周侧设置有金属侧壁，相邻腔体之间通过打开金属侧壁形成耦合窗口；
5、所述输入端口激励结构和所述输出端口耦合结构采用扁平的平面电路。
6、优选地，所述介质谐振腔包括：主腔体、第一通带第一副腔体、第一通带第二副腔体、第二通带第一副腔体以及第二通带第二副腔体；
7、所述主腔体和所述第一通带第一副腔体之间设置第一通带第一耦合窗口，所述第一通带第一副腔体和所述第一通带第二副腔体之间设置第一通带第二耦合窗口，所述主腔体和所述第二通带第一副腔体之间设置第二通带第一耦合窗口，所述第二通带第一副腔体和所述第二通带第二副腔体之间设置第二通带第二耦合窗口。
8、优选地，所述输入端口激励结构包括：输入端口激励结构的接地共面波导线；
9、所述输入端口激励结构的接地共面波导线连接所述主腔体；
10、所述输出端口耦合结构包括：第二通带输出端口耦合结构的接地共面波导线和第一通带输出端口耦合结构的接地共面波导线；
11、所述第二通带输出端口耦合结构的接地共面波导线连接第二通带第二副腔体，所述第一通带输出端口耦合结构的接地共面波导线连接第一通带第二副腔体。
12、优选地，所述输入端口激励结构的接地共面波导线、所述第二通带输出端口耦合结构的接地共面波导线以及所述第一通带输出端口耦合结构的接地共面波导线的延伸线之间共线。
13、优选地，所述输入端口激励结构的接地共面波导线的缝隙在主腔体的边缘处扩张形成输入端口激励结构的第一方槽结构和输入端口激励结构的第二方槽结构。
14、优选地，所述耦合窗口的宽度小于相邻腔体的宽度。
15、优选地，所述主腔体内设置有金属柱。
16、优选地，一种基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器的加工方法，包括以下步骤：
17、步骤s1，在高阻硅衬底上制备盲槽；
18、步骤s2，制作介质谐振腔的金属侧壁；
19、步骤s3，制备上下表面金属层，划片得到完整双工器结构。
20、步骤s1包括：
21、步骤s11，在硅晶圆正面旋涂光刻胶并显影制备掩膜；
22、步骤s12，利用干法刻蚀完成体硅刻蚀，盲槽体硅刻蚀为250微米；
23、步骤s13，利用丙酮溶液在超声环境中除掉光刻胶。
24、步骤s2包括：
25、步骤s21，在高阻硅晶圆正面溅射一层金属种子层；
26、步骤s22，利用干膜作为盲槽电镀的掩膜层；
27、步骤s23，盲槽电镀，电镀液内添加表面金属活性抑制剂保证电镀各向异性；
28、步骤s24，机械磨平抛光顶层结构。
29、步骤s3包括：
30、步骤s31，溅射顶层金属种子层；
31、步骤s32，在顶层金属种子层上旋涂光刻胶并图案化，实现电镀掩膜；
32、步骤s33，电镀顶层金属层并去除残胶；
33、步骤s34，利用离子束刻蚀去掉金属种子层，形成完整顶层金属层结构；
34、步骤s35，机械磨平抛光底层结构；
35、步骤s36，溅射1微米的金属种子层直接作为底层金属层；
36、步骤s37，对高阻硅晶圆进行划片，完成双工器结构制作。
37、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
38、1、本申请的硅基双工器基于高阻硅晶圆加工制作，输入输出结构均采用平面电路而不是金属波导结构，从而省略掉系统级应用中波导口与扇出的信号传输线之间的端口转换结构，易与其它平面电路集成。
39、2、本申请的介质基板采用高阻硅，并采用了介本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，包括：输入端口激励结构、输出端口耦合结构以及介质谐振腔；
2.根据权利要求1所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，所述介质谐振腔包括：主腔体(6)、第一通带第一副腔体(7)、第一通带第二副腔体(8)、第二通带第一副腔体(9)以及第二通带第二副腔体(10)；
3.根据权利要求2所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，所述输入端口激励结构包括：输入端口激励结构的接地共面波导线(1)；
4.根据权利要求3所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于：所述输入端口激励结构的接地共面波导线(1)、所述第二通带输出端口耦合结构的接地共面波导线(2)以及所述第一通带输出端口耦合结构的接地共面波导线(3)的延伸线之间共线。
5.根据权利要求3所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于：所述输入端口激励结构的接地共面波导线(1)的缝隙在主腔体(6)的边缘处扩张形成输入端口激励结构的第一方槽结构(4)和输入端口激励结构的第二方槽结构(5)
6.根据权利要求1所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于：所述耦合窗口的宽度小于相邻腔体的宽度。
7.一种如权利要求1-6任一项所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，步骤S1包括：
9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于,步骤S2包括：
10.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，步骤S3包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，包括：输入端口激励结构、输出端口耦合结构以及介质谐振腔；
2.根据权利要求1所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，所述介质谐振腔包括：主腔体(6)、第一通带第一副腔体(7)、第一通带第二副腔体(8)、第二通带第一副腔体(9)以及第二通带第二副腔体(10)；
3.根据权利要求2所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于，所述输入端口激励结构包括：输入端口激励结构的接地共面波导线(1)；
4.根据权利要求3所述基于高阻硅加载微扰简并模谐振腔的双工器，其特征在于：所述输入端口激励结构的接地共面波导线(1)、所述第二通带输出端口耦合结构的接地共面波导线(2)以及所述第一通带输出端口耦合结构的接地共面波导线(3)...
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