基于钽酸锂薄膜衬底的声表面波谐振器

作     者：杨清瑞 王志超 宋学毅 王昭勋 陈雪娇 张师斌 Yang Qingrui;Wang Zhichao;Song Xueyi;Wang Zhaoxun;Chen Xuejiao;Zhang Shibin

作者机构：天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFB2008800) 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2022年第55卷第10期

页      码：1093-1100页

摘      要：在5G通信时代,声表面波(SAW)滤波器作为射频前端滤波器的一种重要解决方案,面临着频率提升和带宽拓展的双重困难,其性能优劣直接影响整个通信系统的质量.近年来,随着离子切片技术的成熟,压电单晶薄膜技术给SAW滤波器带来了新转机.与传统的42°Y切钽酸锂(LiTaO3)衬底相比,基于离子切片技术的同切型钽酸锂-二氧化硅-硅(42°Y-cut LiTaO3-on-insulator,42-LTOI)衬底能有效提升器件的性能.通过研究基于42-LTOI衬底的SAW谐振器的设计参数与其各性能指标(性能系数、机电耦合系数、寄生模式抑制)之间的关系,可以为进一步设计满足5G通信频段要求的SAW滤波器提供指导.通过理论分析、有限元仿真与实验测试相对比的方法,在谐振器优化设计方面得到以下结论:增加谐振器的电极对数或者电极孔径,能够有效提升器件的性能系数,其中增加电极对数的作用更为明显;在具有相同静态电容的谐振器中,电极孔径与电极对数的比值越小(即谐振器的形状在声波传播方向上越狭长),器件的性能系数越高;谐振器的机电耦合系数随电极周期增加呈现先增大后减小的趋势,在本实验使用的衬底参数下,当电极周期为1.8μm时,具有10.8%的理论最大值;谐振器的寄生模式响应会随电极对数的增加而逐渐增强,采用赝电极结构可以有效抑制寄生响应.

主 题 词：钽酸锂薄膜衬底 声表面波谐振器 性能系数 机电耦合系数 寄生模式抑制 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz202108049

馆 藏 号：203113155...