毫米波异质集成技术通过异质组装和异质互连,将高性能的Ga As电路、In P电路等与硅基电路进行集成,突破单一半导体材料的局限性,是集成电路在“后摩尔时代”的重要发展方向。基于硅基MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）的光敏复合薄膜多层布线工艺是一种备受业界关注的三维异质集成工艺。该工艺采用低损耗、易固化的光敏型苯并环丁烯（Benzocyclobutene,BCB）光刻胶为电介质材料,以高阻硅作为衬底母板,采用MEMS技术加工而成。精确的建模是连接设计与工艺的必不可少的环节,有助于缩短开发周期,节约人力成本和时间成本。然而在毫米波频段,寄生效应、耦合效应和色散效应等愈发复杂,建立高精度的宽频带模型的难度随之增加。在毫米波异质集成电路中,无源器件如电感、滤波器、变压器、功分器等占据芯片的主要面积,承担着信号传输、滤波、阻抗匹配、功率合成等复杂任务。目前鲜有针对光敏复合薄膜多层布线工艺的无源器件的模型,对其开展研究,在学术科研领域及工程应用层面均具有价值。本文研究了基于硅基MEMS的光敏复合薄膜多层布线工艺的片上无源元件的去嵌、建模与参数提取方法,取得的创新性研究成果如下:1分析了非对称性误差对片上二端口器件去嵌精度的影响,提出了一种基于非对称等效电路结构的去嵌算法,利用光敏复合薄膜多层布线工艺,加工了非对称的片上交指电容和传输线,验证了去嵌入算法的有效性。2针对光敏复合薄膜多层布线工艺的共面波导传输线,建立了一种改进型T型宽带混合阶电路模型,该模型包含2个分数阶元件和5个整数阶元件。基于分数阶微积分理论,通过在片测量,采用直接法提取分数阶元件的数值,工作带宽从原来整数阶模型的40 GHz提升到110 GHz,并分别在频域和时域中与整数阶模型进行了对比验证。3提出了一种单元π型结构的分数阶电感等效电路模型。该模型包含6个整数阶电路元件和3个分数阶电路元件,用以表征复杂的频率相关效应:趋肤效应、邻近效应和分布效应等。经过实物加工测试和验证,该分数阶模型的带宽可达40 GHz。4采用基于人工神经网络方法,提出了基于光敏复合薄膜多层布线工艺的慢波传输线模型。使用三层感知神经网络结构和列文伯格-马夸尔特法和梯度下降反向传播算法,优化了迭代过程。利用所提出的模型设计加工了一款基于光敏复合薄膜多层布线工艺慢波耦合器,工作频段为20 GHz到40 GHz,测量结果与、电磁计算结果和神经网络模型结果吻合良好。