随着通信技术向更高频段的发展,尤其是即将商用的5G通信技术(第五代移动通信技术),其工作频段高于现有的3G、4G通信制式频段,对射频前端器件提出了更高的要求。由薄膜体声波谐振器(FBAR-Film Bulk Acoustic Resonator)组建的滤波器和双工器可工作于较高频段且品质因数Q值高、封装尺寸小,便于射频前端的集成化和微型化整合,适用于手机等微型终端产品中,成为高频通信领域频率选择控制的最佳解决方案,本文对应用于5G通信的薄膜体声波谐振器的设计、建模与仿真等问题展开研究。从FBAR的压电理论和电学特性研究出发,还原推导出FBAR的阻抗解析表达式。选用Mason模型对FBAR电学特性进行建模仿真,设计出符合5G通信频段(3.4-3.6 GHz)之一的FBAR单元。在COMSOL软件中建立起FBAR的有限元模型,分析了不同的形状因子和压电薄膜材料,以及C轴取向对FBAR性能的影响。改进了FBAR的Mason模型,引入了压电层的机械损耗和介电损耗参数,提高了FBAR仿真模型的精确度。基于CoventorWare软件对FBAR建立了一种的实验仿真方法,测试了一组流片成功的FBAR谐振器芯片,各项参数指标取其均值作为参照实测数据,反向修正实验仿真流程,最后得到仿真结果与实测数据几乎一致,论证了实验仿真方法的有效性。由FBAR单元组建5G通信频段射频滤波器,利用随机算法和梯度算法多次迭代优化其带内和带外性能,计算得到各FBAR单元的结构参数最优解,最终得到FBAR滤波器的各项性能参数均满足5G通信的技术指标要求。按照实际工艺标准,设计并绘制出5款FBAR的版图文件,选择和论证了制备空气腔型FBAR的主要流程和关键工艺技术,便于工艺流片过程选择最优的组合方式,制备出高性能的FBAR器件。