發(fā)布時(shí)間：2018-02-04 18:15

  本文關(guān)鍵詞： 薄膜體聲波諧振器(FBAR) 有效機(jī)電耦合系數(shù) 厚度比 c軸取向 寄生諧振 橫向能量泄漏　出處：《壓電與聲光》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對有效機(jī)電耦合系數(shù)(k2eff)的兩種影響因素-薄膜體聲波諧振器(FBAR)的電極/壓電層厚度比與壓電層薄膜的c軸取向,分別建立了厚度比可變與c軸取向可變的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的FBAR三維仿真模型。以一個(gè)諧振頻率為2.185GHz的FBAR諧振器作為分析案例,通過仿真得出,設(shè)計(jì)得到的膜層厚度比為0.206時(shí),雖然FBAR的k2eff略有下降,但此時(shí)Mo電極厚為0.247μm,AlN壓電層厚為1.119 7μm,使得FBAR電學(xué)性能較好,工藝制備復(fù)雜度及時(shí)間降低。另外,c軸傾斜角度為3°時(shí),會使FBAR的k2eff下降,同時(shí)FBAR阻抗特性曲線產(chǎn)生較強(qiáng)的寄生諧振,這會引起FBAR橫向能量泄露,惡化FBAR濾波器的帶內(nèi)插損。因此,在制備AlN薄膜時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格把握各項(xiàng)工藝參數(shù)。此外,通過適當(dāng)放寬FBAR諧振器諧振頻率增量能使k2eff具有一定冗余量來彌補(bǔ)工藝制備引起的k2eff下降。
[Abstract]:The electrode / piezoelectric layer thickness ratio of the thin film bulk acoustic resonator FBARs and the c-axis orientation of the piezoelectric layer film are studied in view of the two influencing factors of the effective electromechanical coupling coefficient k2eff. A three-layer FBAR simulation model with variable thickness ratio and variable c-axis orientation is established respectively. A FBAR resonator with a resonant frequency of 2.185GHz is used as an analysis case. The simulation results show that the thickness ratio of the film is 0.206, and the thickness of Mo electrode is 0.247 渭 m, although the K2eff of FBAR decreases slightly. The piezoelectric layer thickness of AlN is 1.119 7 渭 m, which makes the electrical properties of FBAR better, and the preparation complexity and time are reduced. In addition, when the tilt angle of C axis is 3 擄, the piezoelectric layer thickness is 1.119 7 渭 m. K2eff of FBAR will decrease, and the characteristic curve of FBAR impedance will produce strong parasitic resonance, which will cause the lateral energy leakage of FBAR and worsen the band interpolation loss of FBAR filter. In the preparation of AlN thin films, we should strictly grasp the process parameters. By loosening the resonant frequency increment of FBAR resonator properly, the k _ 2eff has some redundancy to compensate for the decrease of k _ 2eff caused by the process preparation.
【作者單位】： 西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院;中國科學(xué)院高能物理研究所核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國工程物理研究院電子工程研究所;重慶大學(xué)新型微納器件與系統(tǒng)技術(shù)國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61574131) 中國工程物理研究院超精密加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助項(xiàng)目(2014ZA001) 核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金資助項(xiàng)目(2016KF-02) 西南科技大學(xué)特殊環(huán)境機(jī)器人技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(14ZXTK01)
【分類號】：TN65
【正文快照】： 0 引言 有效機(jī)電耦合系數(shù)(k2eff)是評價(jià)薄膜體聲波諧振器(FBAR)聲學(xué)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。k2eff決定FBAR串、并聯(lián)諧振點(diǎn)間的頻率增量[1],進(jìn)而決定了FBAR濾波器的帶寬,過低的k2eff會限制FBAR在寬帶濾波器中的應(yīng)用[2]。其次,針對某一設(shè)計(jì)指標(biāo),如果實(shí)測出來的k2eff低于設(shè)計(jì)值會導(dǎo)

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本文編號：1490830