[00923386]AlN薄膜腔声滤波器的研制

无线终端的多功能化对高频器件提出了微型化、低功耗、高性能的要求。传统的介质陶瓷滤波器体积大且无法与RFIC集成，表声波滤波器则受光刻工艺的限制且难以承受高功率。薄膜体声波谐振器(FBAR)作为唯一可以与RFIC和MMIC集成的体声波滤波器方案，因其体积小、工作频率高、功率容量大、插损低等优点引起国内外学者的广泛关注。市场上的体声波滤波器产品主要依赖国外进口。与国外的成熟技术相比，国内对FBAR技术的研究才刚刚起步，市场亟需国产化的体声波滤波器产品。该项目针对国内体声波滤波器的产业状况，对FBAR谐振器和滤波器的制备工艺进行了研究。主要包括c轴择优取向AlN薄膜的制备工艺，FBAR器件的建模与分析，FBAR器件的设计与微机械加工工艺研究，FBAR器件的制备与性能分析等四个方面。通过采用磁控反应溅射方法，调整溅射过程中溅射气压、靶基距、溅射功率、衬底温度和氮气分压等一系列工艺参数，在Pt/Ti和Mo两种电极上成功沉积了高c轴择优取向的AlN薄膜。以Ti-Mo复合膜为布拉格反射层高低声阻抗材料实现了声波的隔离，获得了机械强度高、集成性好且品质因子高的体声波谐振器。在Pt/Ti和Mo两种底电极上采用MEMS工艺加工了背空腔型和固态封装型体声波谐振器和滤波器。器件的电学传输特性测试结果表明，项目研制的谐振器的中心频率位于UMTS和WCDMA频段，反射系数和品质因数达到实用要求。在体声波谐振器的基础上，采用半导体工艺制备了中心频率为1.35GHz、带宽180MHz的梯形带通滤波器，其性能指标达到实用化要求，在国内处于领先水平。该项目高择优取向AlN薄膜制备工艺部分的研究成果已申请国家发明专利保护。该项目对体声波滤波器的研制工作填补中国在体声波滤波器生产方面的市场空白，极大推动了中国体声波滤波器产品的国产化进程，具有良好的社会、经济效益。