基于CMOS工艺的高性能射频滤波器
此款高性能射频滤波器是村田制作所基于CMOS工艺的制作出来的一款新型产品。下面小编带领大家来看看村田制作所得这款产品。
这种用膜结构的方法产生的BAW器件需要淀积的层数是最少的。这种方法的缺点是由于顶部有易碎的膜，从而造成晶片的处理很困难，此外还有其它一些鲁棒性的问题。
为实现将声波从衬底隔离开，还可以用声波镜来实现。用若干声阻抗高和低的层交替堆叠，且这些层的厚度都等于主谐振波长的1/4，这样就构建了一个有效的声波镜。这种制镜机理在光学中很普遍。在每个高阻抗层和低阻抗层之间的界面上，大部分的声波被反射，又由于这些层的厚度是/4，因而反射波会按合适的相位叠加。这种类型的BAW被称为固态装配谐振器（SMR）。
就鲁棒性而言，SMR比膜结构的BAW要好很多。在划片和装配所需的各种标准工序中，没有机械损坏的风险。压电层和电极层上受到的层压力也不会造成问题。对需要有很大功率承受能力的BAW而言，存在一条直接穿过镜子的垂直传热通路是很有利的，这样可以明显降低对周围环境的热阻抗。SMR类的FBAR在用于IC集成时有很明显的优点，因为它可以被嵌入到交替的金属-氧化物堆中，而这种金属-氧化物堆一般先进的IC工艺都可以提供。事实上，在IC工艺上集成SMR，总的工序和掩膜层数都得到节省。
村田制作所BAW的制作
表面波器件只能做在象钽酸锂或铌酸锂这样特殊的单晶基底上。而BAW器件可以做在可选的任意基底上，比如硅就可以做为很好的基底，因而可以直接利用主流IC制造厂现有的工艺、设备和基底结构。制作BAW所需的大多数工序可以直接在标准IC生产设备上完成，而不需要任何改变。光刻也不是问题，0.8微米的特征尺寸就足够了。一个BAW器件所需的光刻步骤在5个到10个之间。BAW中的缺陷密度也是次要问题，相当大的颗粒也不会导致谐振器失效。
最关键的工序是足够高品质的压电层淀积。尽管压电层是多晶的，但要求所有晶粒的C轴方向完全一致。方向不一致的晶粒会严重降低压电藕合因子和品质因子。BAW器件所用材料最流行的有氮化铝（AlN）、氧化锌（ZnO）和锆钛酸铅（PZT）。从BAW器件的性能出发，所用的材料有几个参数必须考虑：
压电藕合系数kt2。它决定了电域与机械域间能量交换的程度。藕合系数太低的压电层将不能用来制作满足移动电话应用的带宽要求的滤波器。从这个指标来看，PZT最优（kt2=8-15%），其次是ZnO（kt2=7.5%）和AlN（kt2=6.5%）。
介电常数r。谐振器的阻抗水平由谐振器的尺寸、压电层厚度、介电常数共同决定。有较高的介电常数r，则可减少谐振器的尺寸。在这个指标上AlN和ZnO很接近，r都大约是10。PZT在这个指标上优势明显，它的r可高达400。从声学性能考虑，介电常数为100时就可以理想地工作在1GHz的频率上。
声速vL（纵向）。低声速材料可以使用较薄的压电层，从而实现更小的器件。从这个指标看，ZnO和PZT优于AlN。
固有材料损耗。ZnO和AlN都是在BAW滤波器中经过验证的材料。目前PZT在呈现足够低的固有衰减方面还不成功。
温度系数。由于压电层决定了谐振频率，因而它的温度系数对器件的温漂有巨大的影响。于ZnO相比，AlN的温度系数是相当低的。
编辑：admin 最后修改时间：2018-01-05
