基于优化布拉格结构的固态装配型谐振器

体声波谐振器的有效耦合系数和品质因数决定了体声波滤波器的整体性能。有效耦合系数依赖于叠层结构和压电材料。而品质因数高度依赖于损耗机制,主要为电学损耗和声学损耗。对于固态装配型谐振器(SMR),声学损耗主要为透过衬底的能量泄漏。为提高SMR的品质因数,改进了布拉格堆叠结构,使纵波和剪切波同时被约束在压电堆叠结构中,以减少声能对衬底的泄漏。同时,为抑制谐振腔的杂散模式,优化了布拉格结构顶层薄膜厚度,器件色散特性由Ⅱ型变为Ⅰ型。通过仿真和实验表明:基于优化布拉格结构的SMR性能得到了明显改善。

协同共振型薄膜体声波谐振器研究

随着通信行业和微电子技术的快速发展,以及第5代移动通信技术(5G)的发展趋势越来越明晰,对高频段的微型化射频滤波器的性能提出了更高的要求.生产基于体声波谐振器的滤波器成为最具有应用前景的技术.基于大量研究,总结了固体装配型的体声波谐振器(Solidly Mounted Bulk Acoustic Resonator,SMR)的制备优化技术,在压电薄膜粗糙度优化的技术基础上,提出了AlN-ZnO协同共振型SMR器件,解决了氧化锌薄膜压电性能不佳、c轴择优取向较弱的问题,制备了相应的AlN-ZnO协同共振型SMR,取得了较好的器件性能参数.串联谐振点品质因数Qs为616.2,并联谐振点品质因数Qp为429.4,机电耦合系数k2eff为2.27%.为SMR的制备和量产提供了一个创新的方案.

布喇格反射层对SMR性能影响的仿真分析

通过建立固态装配谐振器(SMR)模型,考虑硅衬底的声学损耗,从压电理论出发,仿真分析了不同布喇格层数对SMR的谐振性能的影响。仿真结果表明,由于布喇格层对声波的有效反射,减少了声能在衬底的损耗和衬底造成的杂散谐振,使SMR的品质因数得到很大提高;用Si3N4和SiO2作为布喇格层材料,要得到较好的品质因数,布喇格层对数至少要3对;另外,布喇格层厚度稍有偏差,也能使谐振频率处有较高的反射率,获得较好的品质因数。

Mg_xZn_(1-x)O压电薄膜表面粗糙度对SMR性能的影响

固体装配型谐振器(SMR)由布拉格反射层上的两个电极及它们之间的压电层制备而成。布拉格层是厚度为1/4波长的高低声阻层结构。ZnO压电薄膜是用来制备SMR的传统压电材料,但却拥有低的纵向声学速度和相对固定的频率响应。由ZnO和MgO合成的三元化合物MgxZn1-xO薄膜是一种高声速、高电阻的压电材料,有很大的潜能用于SMR。MgxZn1-xO薄膜表面的粗糙度对SMR的谐振特性有很大影响。通过射频磁控溅射的方法制备了MgxZn1-xO薄膜,研究了不同射频磁控溅射条件对MgxZn1-xO薄膜表面粗糙度的影响。通过控制淀积条件,获得了c轴择优取向的表面光滑的MgxZn1-xO压电薄膜。通过优化MgxZn1-xO薄膜表面粗糙度,SMR的性能能够得到显著提高。