题目：薄膜体声波谐振器及其研究进展作者：贾丽 沙学号： 2013050203030 薄膜体声波谐振器及其研究进展摘要 ：薄膜体声波滤波器作为一种发展高频滤波器的全新解决方案,比声表面波滤波器(SAWF) 、陶瓷介质滤波器具有更高的Q 值,低的损耗和在高频时具备更高的功率承受能力。介绍了薄膜体声波谐振器的研究历史和研究概况,薄膜体声波谐振器的原理和3 种典型结构 ,具体阐述了薄膜体声波谐振器的关键技术及其材料体系的要求。关键词 ：微电子机械系统；薄膜体声波谐振器；SMR 结构随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、 高频率和低功耗的方向迅速发展。近年来发展起来的薄膜体声波谐振器（FBAR ）采用一种先进的谐振技术,它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振，这一谐振技术可以用来制作薄膜频率整形器件等先进元器件，薄膜体声波谐振器（FBAR ）声波器件具有体积小,成本低,品质因数（ Q）高、功率承受能力强、频率高（可达1-10GHz ）且与 IC 技术兼容等特点，适合于工作在1-10 GHz 的 RF 系统应用，有望在未来的无线通讯系统中取代传统的声表面波（ SAW）器件和微波陶瓷器，因此在新一代无线通信系统和超微量生化检测领域具有广阔的应用前景。一、 FBAR 的原理及其结构薄膜体声波谐振器是利用材料的压电性,将电能转化为声能,声波在介质与空气的界面上发生反射 ,在两个界面间形成谐振,并由逆压电效应转化为电能。谐振频率上的声波损耗最小,因此谐振器只能使特定频率的波通过,并通过级联实现带通滤波器的效果。压电薄膜体声波谐振器的 3 种构造方式如图1 所示。图 1(a)显示的是一种由衬底边缘支撑的悬空膜结构。其典型制作工艺是先在起支撑作用的衬底上淀积一层压电薄膜,然后去掉部分的衬底,形成悬空膜结构。图1(b) 的结构在谐振器下形成一层空气气隙。制作的步骤是采用半导体工艺在Si片上表面刻蚀空腔后填充一层牺牲层材料,然后在上面制作电极和压电膜构成谐振器,最后用刻蚀技术去除牺牲层,由此得到空气气隙。图 1 悬空结构的FBAR(a) 和填充牺牲层的FBAR 示意图 (b) 图 2 的结构被称为SMR(SolidlyMountedResonator) 。SMR 是以 BraggReflector 作为声波的反射镜 ,使得声波得以局限在共振腔内能量不至于损失。其制作方法是以不同声阻抗薄膜且薄膜精确控制在1/4 波长厚度所堆叠而成,该制作过程需要严格的参数控制以及精良的设备。图 2 SMR 结构的 FBAR ...
