高Q值声表面波谐振器研究进展

声表面波(SAW)谐振器作为各类SAW器件的核心元件,其性能决定SAW器件的各项指标,其中以谐振器品质因数(Q)值最重要。该文介绍了影响SAW谐振器Q值的因素,指出目前高Q值SAW谐振器的衬底结构大多为异质声学层结构,且异质声学层结构本质为一维声子晶体。结果表明,通过在谐振器的多个位置构建声子晶体对SAW谐振器的声场能量可实现全三维约束,以提升谐振器Q值,最后展望了高Q值SAW谐振器的理想结构。     

新支撑结构空隙型压电薄膜复合谐振器

制作基片和谐振器间留有微小空隙的压电薄膜复合谐振器时,由于谐振器的应力会造成困难,同时也会影响电特性.本文提出了利用(1)悬臂支撑结构和(2)表面支撑结构以缓解这种应力,实现制作结构简易的压电薄膜复合谐振器.采用方式(1)的实验得到谐振频率为300MHz,Q(锐度)=1200,γ(容量比)=54;采用方式(2)的实验得到谐振频率为1.77GHz,Q=300,γ=250的谐振器.文中探讨了带有微小空隙薄膜的破裂和应力,阐明了本方法的可行性.     

金刚石膜的制作

制作金刚石膜主要采用等离子体化学气相沉积法(CVD)和离子束物理气相沉积法(PVD)。圆筒谐振器型微波等离子体化学气相沉积装置是一种结构简单的制膜装置。谐振器为直径200mm、全长300mm的圆筒。谐振器轴向长度通过左右的插销式螺钉的移动来调节。将磁控管(2.45GHz)直接安装在谐振器的圆筒壁中央,与微波回路连接,     

超大带宽高频XBAR谐振器研究

随着第五代移动通信(5G)时代的到来,高频、大带宽的谐振器成为通信行业的迫切需求。该文设计制备了一款可实现高频超大带宽的横向激发体声波谐振器(XBAR)。该谐振器A1模式的谐振频率为5.81 GHz,机电耦合系数可达39.6%,Q-3 dB为248;A3模式的谐振频率高达17.04 GHz,机电耦合系数为7.0%。该谐振器A1和A3模式的频率温度漂移系数(TCF)分别为-72.6×10^-6/℃和-38.5×10^-6/℃。此外,该文还提出了一种新型叉指电极(IDT)结构,该结构可以抑制寄生模式,提升谐振器性能。     

单晶LN BAW谐振器有限元仿真研究

利用离子注入剥离法(CIS)制备的铌酸锂(LN)压电薄膜可用于制备体声波(BAW)器件,近年来备受关注。滤波器的指标与谐振器的性能密切相关,但基于LN单晶薄膜的BAW谐振器,对其结构的仿真优化还未有较深入的报道。该文以LN单晶薄膜为核心压电层材料,构建了固态反射型(SMR)单晶薄膜谐振器有限元仿真模型,对其压电层厚度和布喇格反射层厚度进行了设计,并重点针对谐振器上电极的台阶结构进行了二维模型仿真,为高频LN BAW滤波器的制备提供了理论依据。     

RF-MEMS谐振器和滤波器研究进展

介绍了基于梳状、梁式、圆盘三种结构的射频微机电系统( RF-MEMS)谐振器及滤波器,并对RF-MEMS谐振器及滤波器的结构与性能参数进行讨论;分析RF-MEMS谐振器及滤波器设计和制造中的有关问题及其处理方法;RF-MEMS谐振器及滤波器性能优异,能与其他器件实现片上集成,且与集成电路工艺兼容,在射频无线通信系统中的...     

国外简讯

美国柏杜大学报导了用ZnO/硅层状结构制作的第一个声表面波(SAW)谐振器及其特性.其结构与集成电路技术显然一致,通过对各种谐振器结构的测试获得了最佳Q值,这表明有可能把SAW谐振器与单片电路结合在一起,并可望用于单片式振荡器和窄带滤波器.SAW二端对结构分别由分开的输入和输     

电子器件

SPIE-Vol.3930 0204016SPIE 会议录,卷3930:激光谐振器3=Proceedings ofSPIE,Vol.3930:Laser resonators Ⅲ[会,英]/SPIE-The International Society for Optical Engineering.—238P.(EC)本会议录收集了在加州 San Jose 召开的激光谐振器会议上发表的23篇论文,内容涉及激光谐振器,动态与自适应激光谐振器,包括非标准光学元件的谐振器,激光束特性,微谐振器和回音圆廊波型,纤维激光器与多核纤维中场传播。0204017光电隔离器的工作原理和应用[刊]/宋吉江//微电子技术.—2001,29(5).—55～57(E)0204018SMD 谐振器陶瓷基座的设计[刊]/余咏梅//微电子技术.—2001,29(5).—38～41(E)本文阐述了谐振器陶瓷基座的设计要点和结构特点。参3     

LiNbO_3单晶薄膜体声波谐振器的研制

该文介绍了一种采用智能截割(Smart Cut~(TM))技术制备的单晶铌酸锂(LiNbO_3)薄膜体声波谐振器。采用COMSOL有限元仿真软件从材料和结构两方面对LiNbO_3薄膜体声波谐振器进行优化设计,以实现高机电耦合系数,并通过Smart Cut~(TM)工艺方法制备了高性能Z切-LiNbO_3单晶薄膜作为谐振器的压电层,最终得到LiNbO_3薄膜体声波谐振器的谐振频率为3 847.5 MHz,反谐振频率为3 986.25 MHz,插入损耗为1.81 dB,谐振器有效机电耦合系数达到8.3%。     

基于MIM亚波长结构的微环谐振器性质研究

文中设计了一种基于MIM结构的亚波长表面等离子体激元微环谐振器,利用时域有限差分(FDTD)方法分析了其滤波特性,并且针对1.31谐振输出波长处对谐振器进行了性能分析。结果表明这种亚波长结构的微环谐振器与现有的传统介质谐振环器件相比具有很大的优势,更加有利于集成光路的应用。     

低频段高功率电调谐振器技术分析

针对宽调谐电调滤波器在甚高频(VHF)频段难以实现承受高功率、体积小型化的问题,通过ANSYS HFSS软件建模和仿真,分析了VHF频段腔体滤波器几种不同谐振器的特点,对谐振器各种参数进行了优化,提出了一种新型的结构形式——螺旋与SIR混合式谐振器,用该谐振器实现了一款VHF频段的陷波滤波器.测试结果表明,该谐振器在V...     

基于复合左右手传输线的LTCC滤波器设计*

基于Caloz等人提出的复合左右手传输线结构,结合低温陶瓷共烧技术(LTCC)工艺特点,通过三维交指电容和接地带状线结构实现了多层复合左右手传输线(ML CRLH TL)谐振器。该结构将平面的交指电容转移到Z方向上,有效地减小了谐振器的尺寸。通过对谐振器结构特性的研究和分析,总结出各参量变化对中心频率、带宽及带内波纹的影响。在此基础上设计出了平面尺寸仅为2.4mm×1.0mm的可用于WALN的高性能ML CRLHTL带通滤波器。     

单基三电极石英晶体谐振器频率-温度特性研究

设计了一种新型的单基三电极石英晶体谐振器,并在大气环境条件下测试分析了这种谐振器的频率-温度特性,验证了其频率-温度特性与已有的单基单电极谐振器的频率-温度特性基本一致,曲线为三次曲线。在相同激励及环境条件下,在同一基片上设置多对电极时,各对电极构成的谐振器的频率-温度特性基本相同。根据这种相似特点,将同一基片上不同电极对应的谐振器的振动频率进行差频补偿,可有效地抑制温度对谐振器振动频率的影响。这种谐振器所采用的差频补偿方法可为石英谐振器相关特性的进一步开发利用提供依据。研究了这种结构的石英晶体谐振器的晶片表面处理(是否抛光)及边沿形状(是否倒边)对其频率-温度特性的影响。实验结果表明,对单基多电极石英晶体谐振器的晶片表面进行抛光并对边沿进行倒边处理后,谐振器的稳定性得到了有效的改善,性能得到了优化。     

基于CQ拓扑的三通带滤波器的设计

提出和设计了一个三通带带通滤波器,采用CQ拓扑和缺陷地结构,产生了8个传输零点,获得了高频率选择和带间隔离。半波长阶梯阻抗谐振器(SIR)设计为同时谐振在第1、2和3通带的公共谐振器,公共谐振器和分别谐振在第1、3通带的1/4波长谐振器(QWR)组合构成CQ拓扑结构。同时,阴刻在地表面的缺陷地结构提高了调节耦合系数的自由度,便于调节耦合系数来满足特定要求。设计、加工和测量了工作在2.4GHz、3.4GHz和5.5GHz的三通带滤波器,测试结果和仿真结果的一致性证明了提出的设计方法的可靠性。     

支撑轴宽度对兰姆波谐振器性能的影响

传统AlN压电薄膜的兰姆(Lamb)波谐振器为了减少声能侧向泄露,将支撑轴结构设置较窄导致器件机械稳定性不佳。本文研究分析了Lamb波谐振器的支撑轴结构宽度对器件性能的影响,对不同支撑轴结构宽度进行了有限元仿真,并采用AlN-MEMS工艺制备了工作频率在141 MHz的谐振器样品。测试结果显示,随着支撑轴结构的宽度从20μm增加到180μm,谐振器的有效机电耦合系数K_e²从1.7%上升到2.2%,品质因数Q值从621下降到558,声能泄露较少,性能系数FOM值基本不变,表明采用宽支撑轴结构的Lamb波谐振器能兼具优良的机械稳定性及电学性能。     

SIR实现的新型毫米波UWB滤波器

提出了一个用阶跃阻抗谐振器(SIR)实现的毫米波超宽带(UWB)滤波器。滤波器的基本单元是一个由半波长微带线谐振器和SIR组成的三模谐振器。该谐振器采用SIR结构,从而达到阻带宽、结构紧凑,且能很好地改善带外抑制。为了进一步改善阻带特性,该三模谐振器与半波长谐振器平行耦合形成新型的滤波器。该滤波器有多个传输极点和传输零点,形成陡峭的通带边缘特性和很宽的阻带。实验测得滤波器的-3 dB相对带宽为35.7%,通带内的插入损耗约为-1.7 dB。插入损耗低于-17 dB的高频端阻带可到76 GHz。滤波器的仿真结果和测试结果基本吻合。     

分层同轴介质谐振器谐振频率特性的研究

本文导出了置于无限平行导体板间和置于屏蔽结构中的任意分层同轴介质谐振器的TE、TM模场分量表达式以及求解TE、TM模谐振频率的一般耦合特征方程。对于同轴(l=3层)介质谐振器进行了深入研究和大量计算,得到了同轴(l=3层)介质谐振器的主模和一些高次模的谐振频率随几何尺寸和介质特性变化的关系曲线和数据表。     

Si基薄膜体声波谐振器(FBAR)技术研究

介绍了目前国际上主流的薄膜体声波谐振器(FBAR)技术,分析了FBAR谐振器的结构设计和压电薄膜选取方案。依托Si基半导体工艺平台,采用牺牲层技术完成了空气腔的制作,利用磁控反应溅射技术制备的高质量(002)AlN薄膜作为压电材料,基于FBAR多层立体结构,实现了空气腔型FBAR谐振器的制作工艺,实际制作了FBAR谐振器样品。实测FBAR谐振器样品典型指标:Q值≥300,谐振频率为1.46 GHz,谐振频率覆盖L波段。测试结果验证了设计方案及工艺路径的正确性与可行性,为后续产品的研发提供了技术基础。     

用有限差分法计算介质谐振器的谐振频率及场分布

本文用有限差分法得到了圆柱介质谐振器及环形谐振器放置在微带基片上或空气中的TE_(onl)模式的差分方程;计算了这种结构中低次模的谐振频率,及该频率随谐振器系统参量变化的调谐特性。借助计算机绘出了场分布图及等场强图,实验结果与理论计算的偏差小于1％。     

附加传输零点的小型多层LTCC带通滤波器设计

提出了一种小型多层低温共烧陶瓷(LTCC)三级带通滤波器的结构并给出其设计方法。该滤波器采用阶跃阻抗谐振器(SIR)作为谐振单元,可以有效缩短谐振器长度。各级谐振器分别位于两个平面,且采用紧凑的旋转对称结构,极大地减小了体积。通过在输入输出抽头之间跨接电容的方法增加了一个传输零点,使得滤波器频响曲线更为陡峭。该滤波器尺寸小,谐波抑制能力强,在小型化微波通信系统以及雷达系统中有着广阔的应用前景。