薄膜體聲波諧振器結(jié)構(gòu)分析與仿真.pdf

1、無線終端的多功能化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(zhì)陶瓷和聲表面波（SAW）技術(shù)。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(diǎn)。然而，薄膜體聲波諧振器（FBAR）綜合了介質(zhì)陶瓷性能優(yōu)越和SAW體積較小的優(yōu)勢，同時(shí)又克服兩者的缺點(diǎn)，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(shù)，正成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

2、
　　本論文在系統(tǒng)論述FBAR及FBAR濾波器的基本原理基礎(chǔ)上，比較和分析了三種主流的FBAR結(jié)構(gòu)以及它們的工藝流程，并引出了一種新型結(jié)構(gòu)的FBAR—多孔性基材的FBAR。接著，詳細(xì)介紹了FBAR中所用的材料，作為FBAR的核心—壓電薄膜，最適合的材料是AlN，其次是ZnO，PZT稍差。
　　本論文從基本的聲學(xué)、壓電學(xué)、電磁學(xué)和彈性力學(xué)理論出發(fā)，推導(dǎo)出理想FBAR阻抗解析模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步推導(dǎo)出了復(fù)合型FBAR的阻抗解

3、析表達(dá)式，以及考慮機(jī)械損耗和電學(xué)損耗的阻抗解析表達(dá)式，并編寫了Matlab程序模擬了FBAR的電學(xué)阻抗特性，詳細(xì)分析了影響FBAR頻率響應(yīng)特性的各結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究表明，考慮電極厚度的實(shí)際復(fù)合FBAR的諧振頻率低于相同壓電薄膜厚度的理想FBAR，其原因是因?yàn)殡姌O層也有聲路效應(yīng)，使得等效聲路的長度增加，從而降低了諧振頻率。并在此模型的基礎(chǔ)上，用VB編寫了FBAR的諧振頻率預(yù)測軟件，該軟件對FBAR的設(shè)計(jì)工作將會有很好的指導(dǎo)意義。
　　本