纳米多层电极增强声表面波滤波器功率耐受性的研究

移动通信技术的快速发展对声表面波滤波器性能提出了更高的要求,输入功率的提升和尺寸的减小使得器件上的功率密度急剧上升,亚微米级别的铝叉指电极在高功率下会发生声迁移从而导致器件失效,因此如何使器件在高功率下稳定地工作已经成为声表面波领域亟待解决的关键科学问题。针对铝电极抗声迁移能力差的难点,本文采用有限元方法计算了叉指应力分布并阐明了其工作中最薄弱的部位,基于此针对性地设计并制备了Al-0.9 wt.%Cu(Al-Cu)/Ti/Cu/Ti纳米多层复合电极,以期提升器件的功率耐受性。通过X射线衍射、原子力显微镜、透射电镜等手段表征薄膜织构和微观结构,揭示电极微结构状态对器件功率耐受性的影响。功率测试结果表明,基于Al-Cu/Ti/Cu/Ti多层复合电极的声表面波滤波器最大承受功率达到34.5 dBm(2.81 W),是Al-Cu/Ti电极滤波器的1.78倍。本文为5G时代高功率声表面波器件提供了一种成本低廉、制备简单的电极材料方案。

超大带宽高频XBAR谐振器研究

随着第五代移动通信(5G)时代的到来,高频、大带宽的谐振器成为通信行业的迫切需求。该文设计制备了一款可实现高频超大带宽的横向激发体声波谐振器(XBAR)。该谐振器A1模式的谐振频率为5.81 GHz,机电耦合系数可达39.6%,Q-3 dB为248;A3模式的谐振频率高达17.04 GHz,机电耦合系数为7.0%。该谐振器A1和A3模式的频率温度漂移系数(TCF)分别为-72.6×10^(-6)/℃和-38.5×10^(-6)/℃。此外,该文还提出了一种新型叉指电极(IDT)结构,该结构可以抑制寄生模式,提升谐振器性能。