薄膜体声波滤波器的离子束刻蚀修频工艺

薄膜体声波滤波器因设计模型与器件性能存在匹配度问题及制造过程中各工序的累计误差导致频率一致性差,严重影响了产品良率,因此实现晶圆级别的频率修整十分必要。介绍了离子束刻蚀工艺的原理、技术特点与优势,研究了刻蚀电压、刻蚀电流、刻蚀距离、Ar气体体积流量及单次刻蚀量对刻蚀效果的影响,表征了离子束刻蚀工艺对AlN钝化层厚度均一性、刻蚀精度及粗糙度的影响。探究了离子束刻蚀工艺在薄膜体声波滤波器频率修整上的应用,表征了离子束刻蚀工艺对钝化层的表面形貌及晶圆应力的影响。研究结果表明,刻蚀电压为1500 V、刻蚀电流为18 mA、刻蚀气体体积流量为4 cm^(3)/min、刻蚀距离为80 mm时,刻蚀精度高,具有一定借鉴意义;通过3轮电性能测试分析和离子束刻蚀工艺,频率标准差仅为1.23 MHz,大幅提升了薄膜体声波滤波器的频率一致性。

金锡键合在薄膜体声波滤波器晶圆级封装中的研究

薄膜体声波滤波器(FBAR)作为一种无源、体积小和耐功率高的器件,被广泛应用于射频信号处理中。晶圆级气密封装作为小型化封装的代表,在各种高可靠性应用场景中占据重要地位。金-金键合和金-锡键合被广泛应用于薄膜体声波滤波器的气密性晶圆级封装中,但金-锡键合在工艺上更易实现。该文针对金-锡键合在气密性晶圆级封装中的应用进行了研究,在保证键合强度的情况下制作了3 GHz滤波器样品,其性能测试一致性良好,可靠性达到要求。

体声波滤波器的电磁-热耦合仿真方法

为了快速有效地得到体声波(BAW)滤波器在给定功率水平下的3D温度分布,提出一种电磁-热耦合仿真方法。首先搭建BAW滤波器的热仿真模型,并设置电磁-热耦合求解方式;然后由热仿真模型生成BAW滤波器的电磁模型,以提取BAW滤波器电磁模型中的导体损耗。最后以提取的损耗作为热仿真的热源,并由电磁-热耦合仿真得到滤波器的3D温度分布。仿真结果表明,在输入功率为1 W时,该BAW滤波器的7只谐振器中,第一只串联谐振器和第一只并联谐振器分别为最热的串联谐振器和最热的并联谐振器;滤波器案例中的热点温度为81.472℃,出现在第一只并联谐振器的顶电极中;冷点温度为49℃,出现在第三只并联谐振器的压电层中。

体声波滤波器功率容量的评估方法

为了解决在体声波(BAW)滤波器的设计中对功率容量指标考虑欠缺的问题,提出了一种BAW滤波器功率容量的评估方法。首先通过BAW滤波器在特定输入功率和环境温度下的声-电磁-热多物理场仿真,得到在自热效应下各单元谐振器的叠层温度平均值;然后将叠层温度平均值作为设计参量引入到Mason模型中,搭建含温度参量的Mason(T)(T为温度)模型;最后在Mason(T)模型中模拟BAW滤波器的传输曲线,根据在全温度范围内各项性能指标是否超标来评估BAW滤波器的功率容量水平。仿真结果表明,在输入功率为23 dBm、环境温度为全温度范围(-25~85℃)时,BAW滤波器的各项指标均未超标;在输入功率为30 dBm、环境温度为30℃时,BAW滤波器的上频带插入损耗和带外抑制已超标,性能出现明显退化。

基于AlN的体声波滤波器材料、器件与应用研究进展

在5G通信时代,体声波(BAW)滤波器件成为实现高性能射频(RF)滤波的有效解决方案。在当前BAW器件发展最成熟的薄膜体声波谐振器(FBAR)技术和专利被少数几家公司持有的大环境下,对压电薄膜生长、器件的制备工艺等方面进行突破,形成独有的BAW器件技术路线显得尤为重要。本文综述了AlN薄膜的生长、AlN材料在BAW滤波器件的发展、基于AlN的BAW器件的制备及其应用。在国内研究者的努力下,基于单晶AlN的体声波谐振器(SABAR)器件,通过在材料生长方法及制备工艺上的独立自主创新,不仅使BAW滤波器件的性能得到了进一步提升,也给受到国外掣肘的国内射频滤波行业带来了一条摆脱国外“卡脖子”问题的新路线。

薄膜体声波滤波器AlN压电薄膜的ICP刻蚀研究

随着5G通信技术的发展,通信频段不断提高,以氮化铝(AlN)为压电薄膜材料的薄膜体声波滤波器作为目前唯一可集成的射频前段滤波器成为研究热点之一。本文开展AlN材料刻蚀工艺的实验研究,实验中采用光刻胶作为刻蚀掩膜,Cl2/BCl3作为刻蚀工艺气体,通过一系列工艺影响参数调整及相应刻蚀结果分析,获得了ICP源功率、RF偏压功率、腔体压强和BCl3气体流量对AlN材料和光刻胶掩膜刻蚀速率、刻蚀形貌的影响规律。通过综合优化工艺参数,最终得到了侧壁平坦、表面光滑的空气隙型薄膜体声波滤波器三明治结构。

一种体声波滤波器仿真设计分析

文中着重阐述了基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)技术制造的薄膜体声波谐振器/滤波器,简述了它的结构及原理,分析了其主要特征参数和设计方法,并设计了中心频率为2.4GHz,带宽为100MHz的带通滤波器,展示了薄膜体声波谐振器/滤波器的突出性能,为通信MEMS技术的微型化发展提供了更广阔的道路。

北斗卫星导航系统体声波滤波器设计

随着无线通讯市场对微型化通信设备需求的增长,普通的声表面波滤波器已经无法满足集成化需求,一种具有更高谐振频率和稳定性的体声波滤波器应运而生。本文以薄膜体声波滤波器为模型,在ADS仿真基础上设计出了适用于北斗B1频点的窄带滤波器。滤波器频带范围为1550Mhz^1570Mhz,带外抑制48.8dB,插损3.1dB可以有效屏蔽GPS L1频段信号的干扰。

体声波滤波器群时延波动的两种计算方法

为了使矢量网络分析仪测得的S参数能便捷地计算体声波(BAW)滤波器的群时延波动,分别提出了在MATLAB、ADS中计算BAW滤波器群时延波动的两种方法。该文分别介绍了利用MATLAB编程和在ADS中计算群时延波动及流程,并对两种方法进行了比较;同时还指出在ADS中使用“delay(S12)”和“group_delay”计算群时延波动的区别。结果表明,用MATLAB与在ADS中使用“group_delay”计算的群时延波动基本吻合,均能准确计算出BAW滤波器的群时延波动。

一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真

射频体声波滤波器品质因子高,尺寸小,其性能已超过声表面波滤波器,将其替代传统的射频滤波器极具性能和价格优势。本文建立了适用于体声波滤波器性能分析的巴特沃斯—范戴克(MBVD)模型,采用梯形级联方式设计了一种射频体声波滤波器的版图。在此基础上以中心频率为1.99GHz,带宽56MHz的体声波滤波器为例,对不同连接级数梯形滤波器的插入损耗、阻带抑制进行了仿真与分析讨论,在4阶滤波器中其带外衰减达到了-29.708dB。采用微机电机械系统工艺制备的2阶和3阶滤波器传输特性的测试曲线与仿真结果基本吻合,表明射频体声波滤波器具有广泛的应用前景。该模拟结果可作为射频体声波滤波器设计的一个重要参考。

基于CMOS工艺的高性能射频滤波器:体声波滤波器(BAW)

过去几年中,随着射频集成电路技术和系统结构的发展,移动电话中射频部分的很多分立器件已被替换.最为明显的就是接收机中分立的低噪声放大器(LNA)和中频(IF)滤波器已经被集成到射频集成电路中.可以预期各射频模块将逐步被集成到标准BiCMOS或CMOS集成电路中,但还是有几类射频元件的集成不太容易做到,其中就包括射频滤波器.

适用于海事卫星终端的体声波滤波器设计

近年来,国际海事卫星应用范围的扩展对终端设备的微型化与抗噪性提出了更高的要求,薄膜体声波滤波器成为人们关注的焦点.相对于传统滤波器,体声波滤波器具有更高的谐振频率和温度稳定性,更低的损耗和成本,同时可以实现芯片集成.本文介绍了FBAR体声波滤波器的工作原理与设计模型,在此基础上设计出了适用于BGAN下行频段的窄带滤波器.为实现材料参数的实时调整,本文采用Mason模型,通过改变串并联单元级数与面积比,最终设计出滤波器频带为1525 ～1559Mhz,带外抑制60dB,插损4.3dB.

薄膜体声波滤波器的发展现状

薄膜体声波谐振(FBAR)滤波器具有体积小,性能高,一致性及可制造性好等优势,相关产品已被广泛应用于移动通信市场。通过对FBAR技术的基本原理和器件结构,讨论了FBAR技术的现状及发展趋势,表明其未来向宽带化,高功率化,高温度稳定性及小型化等方向发展。

薄膜体声波滤波器结构和设计

随着无线通信设备的小型化发展,薄膜体声波谐振器（FBAR）已成为国内外研究热点。该文综述了FBAR滤波器的拓扑结构、工作原理和仿真模型,并选择梯形滤波器方案,通过ADS射频仿真软件建立起MBVD一维等效电路模型模拟其传输特性。按照全球定位系统（GPS）滤波器设计要求,设计了频带为1 530~1 590 MHz的窄带滤波器。仿真表明,增加串、并联谐振器阶数可有效提高带外抑制,而减少其面积比在进一步增加带外抑制的同时,减少了插损和器件整体面积。设计所得滤波器带宽60 MHz,带外抑制50 dB,插损3 dB。

FBAR滤波器TRL校准的仿真与测试

针对薄膜体声波谐振腔(FBAR)滤波器测试夹具误差校准,提出一种改进的TRL校准方法,将三维电磁仿真和TRL计算结合,用于测试套件(夹具和TRL校准件)的前期设计与优化,确保TRL校准件达到足够精度。由于DUT(device under test,待测器件)参数未知,实测中采用四种不同结构的测试套件,校准前各组测试结果差异较大,但TRL校准后高度吻合,通带内的差异小于0.2 dB,不但精准确定DUT真实参数,而且表明本TRL校准方法对于不同结构夹具去嵌入的有效性。该仿真计算不仅可以设计高精度测试套件,避免过度依靠实测,并且可与实测相互验证,并可推广到其他微波器件的测量,节省测试成本。

大于3 GHz超宽带FBAR滤波器结构设计与仿真

该文提出了一种获得相对带宽约为70.61%的基于氮化铝薄膜的超宽带薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器的设计方法,即在中心频率为6.5 GHz下滤波器的带宽为4.835 GHz。仿真分析表明,通过串并联电感的方式,并在电感端串并联电容,可消除因增加电感而带来的谐波谐振点干扰对带通的影响,实现了FBAR滤波器的超宽带。该工作开辟了设计和制作带宽超过3 GHz的超宽带体声波滤波器的新途径。

基于单晶压电薄膜异质衬底的射频声波滤波器研究进展

在5G及未来6G无线通信系统中,射频(Radio Frequency,RF)前端技术被视为一项关键技术。而射频滤波器作为射频前端的核心部件,具有频率选择以及抑制干扰信号的功能,基于压电效应的声波滤波器凭借其性能、体积、工艺等优势已成为移动射频前端的主流选择。近几年,随着异质集成材料制备技术的突破,基于单晶压电薄膜异质衬底(如LiTaO_(3)/SiO_(2)/Si)的声表面波、体声波与板波滤波器技术屡有突破。结合当下研究热点,依次对单晶压电薄膜异质衬底的制备、声波器件仿真、声表面波与板波滤波器技术的研究进展进行介绍与分析,并对未来声波滤波器的发展做出展望。

体声波滤波器和双工器

飞利浦电子公司日前推出一系列先进的体声波（BAW）滤波器和双工器，这些器件可极大地改进多媒体手机的性能。飞利浦的新型BAW滤波器采用专利技术，能缩小芯片级封装的体积。这样GSM和3G手机的性能和接收能力就得以改进，同时可以缩小手机设计的体积。随着手机生产商在手机中加入新的无线技术和功能，以满足互联消费对更多移动娱乐和功能的需求，