【摘 要】
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随着移动通信技术的不断发展,通信频段不断提高,同时工作带宽也将进一步增大,对现有的滤波器在性能上提出了新的需求。传统的声表面滤波器受限于光刻工艺,其工作频段较低,无法满足通信频段高频化的发展需求,而基于薄膜体声波谐振器(Film Body Acoustic Resonator,FBAR)的滤波器凭借其性能强、体积小、承受功率大及工作频段高的特点走入了人们的视野,但是FBAR滤波器对设备、工艺与材料
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随着移动通信技术的不断发展,通信频段不断提高,同时工作带宽也将进一步增大,对现有的滤波器在性能上提出了新的需求。传统的声表面滤波器受限于光刻工艺,其工作频段较低,无法满足通信频段高频化的发展需求,而基于薄膜体声波谐振器(Film Body Acoustic Resonator,FBAR)的滤波器凭借其性能强、体积小、承受功率大及工作频段高的特点走入了人们的视野,但是FBAR滤波器对设备、工艺与材料的要求十分苛刻,因此制备难度极大,较难完成大规模的产品化,因此对FBAR滤波器制备工艺的研究成为了重中之重。本工作首先从FBAR谐振器的工作原理与结构出发,阐述了压电薄膜等各层薄膜的性能对与谐振器性能的影响,通过对比确定了各层薄膜所用材料,紧接着介绍了FBAR滤波器的原理,并分别确定了谐振器与滤波器的结构。接下来针对谐振器中最关键的压电薄膜与电极薄膜的制备工艺进行了细致的研究。探究了溅射功率、溅射气压以及气体流量比等参数对薄膜择优取向及结晶质量的影响,并完成了镀膜工艺的优化。对镀膜工艺进行优化后,在仿真软件中建立了FBAR的Mason等效电路模型,将各项参数对谐振器的性能影响进行了仿真分析,接着在软件中将谐振器级联起来组成了FBAR滤波器,结合之前的仿真结果对FBAR滤波器的整体电路进行了优化并最终确定了设计方案。根据设计方案完成了FBAR滤波器的制备并对其性能进行了测量并对FBAR滤波器的中心频率与带宽这两项最关键的性能指标进行了优化,最终得到了可以应用于3400 MHz-3500 MHz频段的FBAR滤波器。
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