AlN薄膜腔聲諧振濾波器的設計與制備.pdf

1、無線通信技術的迅猛發(fā)展對頻率器件提出了微型化、低功耗、高性能等要求。傳統(tǒng)射頻頻率器件的解決方案主要是微波介質陶瓷和聲表面波(SAW)技術。前者雖有較好的性能，但體積太大；后者體積雖小，但存在著工作頻率不高、插入損耗較大、功率容量較低等缺點。薄膜體聲波諧振濾波器(FBAR filter)既綜合了介質陶瓷性能優(yōu)越和SAW體積較小的優(yōu)勢，又克服兩者的缺點，其工作頻率高、功率容量大、損耗低、體積小，是目前唯一有望集成的射頻濾波器技術，正成為國內

2、外研究的熱點。
　　 為了模擬器件性能和指導器件的制備，本文從基本的壓電方程和運動學方程出發(fā)，推導了諧振器的一維Mason等效電路模型與MBVD模型，利用射頻仿真軟件(AdvancedDesign System，ADS)對FBAR濾波器進行電路設計與仿真，模擬了器件的頻率特性，為器件的制備與分析奠定了理論基礎。
　　 AIN壓電薄膜作為薄膜腔聲諧振器的優(yōu)選壓電材料，是器件制作的材料基礎。本文采用射頻磁控反應濺射技術，通過

3、優(yōu)化濺射工藝條件，在Mo電極上沉積出了重復性好的高質量c軸擇優(yōu)取向AIN薄膜，薄膜X射線衍射僅呈現(xiàn)(002)峰，且有良好的柱狀晶結構，平滑的表面，適于器件應用的需要。
　　 采用MEMS工藝制備了具有三明治結構的背空腔型體聲波諧振器。在諧振器的基礎上制備了3級梯形結構的薄膜腔聲諧振濾波器，利用高頻網(wǎng)絡分析儀和微波探針臺測試其頻率特性，所制備的濾波器結構完整，圖形整齊，并得到濾波器的帶寬為180MHz，帶外衰減為-10.12dB，