目前国内外对于毫米波传输线的研究点还存在一些问题,主要表现在以下几个方面:(1)研究的频率都不是很高,大部分都低于40GHz。(2)研究的结构很单一,局限于微带线和共面波导等传统结构。(3)加工工艺上的不足,使得一部分结构停留在理论阶段。但是,近年来CMOS工艺发展迅猛,纳米尺寸CMOS工艺的后端工艺(BEOL,Back-End-Of-Line)越来越精细,金属层数成倍增加,且顶层金属的厚度范围变大,故在高频段上特性优良,非常适合应用于毫米波集成电路。另一方面,随着人工金属表面SPPs的提出,我们发现它具有电磁场高度束缚传播的优良特性,特别适合结合传输线进行高频传输降低损耗的相关研究。针对以上问题,本文一共提出了六种不同结构的传输线,其中设计的BiCMOS工艺的人工金属表面SPPs结构是一个新的创新尝试,另外设计的五种常用热门的传输线结构用来做对比分析。通过对以上六种结构逐一进行HFSS仿真设计,和在片加工以及测量,不仅能够论证了测量结果的正确性,也能够获得比较宝贵的分析资源。另外,本文所设计的传输线结构都能够得到在毫米波频段下,损耗较小品质因素较高的优良特性。本文的具体成果如下:第一,本文基于0.13um CMOS工艺一共设计了五种性能良好的传输线结构,分别为标准MS结构、标准CPW结构、接地共面波导GCPW结构、慢波共面波导SCPW结构、指状共面波导FCPW结构,用来和后文的人工金属表面SPPs结构进行比对。第二,本文基于BiCMOS工艺设计了人工金属表面SPPs的传输线结构。研究表明,该结构在0-110GHz频率范围内能够获得损耗为0.078dB/mm的优良特性,并且在太赫兹以上,这种结构的损耗增速非常缓慢,相比MS结构、CPW结构、GCPW结构在损耗上的优势非常明显,从场图中也可以看到对于电场的束缚非常紧密。第三,把设计出所有的毫米波传输线进行流片加工,将仿真结果与测量结果进行了对比,可以论证仿真结果和测量结果吻合的程度比较高。