薄膜體聲波濾波器（FBAR）的研究與建模.pdf

1、射頻濾波器具有廣闊的市場,已經(jīng)成為當今無線通信領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點之一.無線通信的發(fā)展促使更多的功能模塊小型化,集成化.傳統(tǒng)的介質(zhì)陶瓷濾波器體積偏大且無法與RFIC電路集成,聲表波濾波器(SAW)濾波器則受光刻工藝的限制且難以承受高功率.薄膜體聲波濾波器(FBAR濾波器)技術(shù)作為目前唯一可以和RFIC及MMIC集成的濾波器方案,具有更加低廉的價格和更加優(yōu)越的性能而引起國際上的廣泛關(guān)注.目前,國際上僅有Agilent等少數(shù)國外大公司有能力研制

2、生產(chǎn),在國內(nèi),對FBAR的研究則剛剛起步.本文從基本的壓電方程出發(fā),建立了FBAR諧振器的理論模型,對實驗室深入研究FBAR濾波器具有重要的實際意義.論文的主要工作為:1、本文總結(jié)了FBAR諧振器模型所需的基本壓電理論,并且從這個理論出發(fā)推導(dǎo)出橫場振動和縱場振動的振動方程以及Mason等效電路模型和BVD等效電路模型;2、提出了使用實驗室自制了RF濺射鍍膜設(shè)備制備AlN薄膜的方法,并且創(chuàng)造性的提出了測量AlN薄膜介電常數(shù)的方法;3、利用

3、第二類壓電方程,推導(dǎo)出了簡單無損耗、復(fù)合型結(jié)構(gòu),以及有損耗的FBAR諧振器的阻抗表達式,并且將縱向振動的壓電振子的BVD等效電路模型應(yīng)用于FBAR諧振器的分析,推導(dǎo)出BVD模型中分立參數(shù)的計算表達式.研究結(jié)果表明,利用BVD模型計算出的FBAR諧振器的阻抗曲線與利用第二類壓電方程推導(dǎo)出的FBAR阻抗表達式計算出的阻抗曲線具有很好的吻合性;4、分別利用FBAR諧振器的阻抗表達式和BVD模型,推導(dǎo)出用于表征FBAR諧振器性能的兩個參數(shù):壓電