基于薄膜体声波谐振器的可集成可调高频滤波器基础研究
结题报告
批准号:
61106081
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
罗为
依托单位:
学科分类:
F0404.半导体电子器件与集成
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
龚树萍、刘剑桥、陈斌彬、李莲花、杨海波
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中文摘要
随着无线移动产品向高频化、多功能、多频段的方向发展,传统声表面波滤波器在高频范围下由于指条宽度受限于光刻工艺、器件功率容量小等因素不再适用,基于体声波谐振器(FBAR)的新一代无源滤波器逐渐占领了2.5GHz以上的市场。FBAR滤波器具有小体积、高频率、低插损、高功率容量、可集成的诸多优点。本项目拟采用高性能的铁电薄膜代替FBAR中的压电薄膜,利用铁电材料的介电非线性性质对滤波器的中心频率实现可调,以进一步拓展FBAR的应用范围。本项目将尝试制备多层复合铁电薄膜来提高铁电薄膜的介电调谐性质,以拓宽谐振器调谐范围,提高Q值;结合自身研究基础,为可调FBAR器件建立精确数值模型和可与射频电路设计软件兼容的元件库;在模型基础上设计制备出Q值大于400、调谐范围大于5%的可调FBAR器件,并采用梯形级联镜像结构设计制备出工作频率5GHz、插损小于3dB的可调谐高频FBAR滤波器。
英文摘要
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonators, FBAR)滤波器技术是近几年来迅速发展起来的一种全新射频滤波器解决方案。本项目面向现实需求,针对现有可调薄膜体声波谐振器Q值不高,可调范围较窄的问题,提出制备高性能的顺电相铁电薄膜来解决问题,展开了系列深入的研究工作,来提高器件性能。取得了如下进展:..(1)提出采用多层复合薄膜代替文献中常用的钛酸锶钡(BST)薄膜,以降低薄膜损耗,增加可调率,制备电可调薄膜体声波谐振器(FBAR)。掌握了实验用BST、BZT靶材制备技术,可以制备任意Ba/Sr比、Zr/Ti比靶材,用射频溅射法制备了BST/BZT/BST多层复合薄膜,在Pt/Ti/ SiO2/Si基片上成功制备出介电调谐性能优良、择优取向、低损耗的顺电相BST薄膜和BZT 薄膜。..(2)提出通过掺杂Rb元素来改善BST薄膜的介电损耗或漏电流特性,并成功制备出低损耗、高调谐率的铁电薄膜。采用溶胶-凝胶法成功制备出BST薄膜、BZT薄膜和Ba/Sr比连续变化的梯度薄膜,初步结果也证明了其可调性和低损耗。..(3)针对制备薄膜时采用的工艺过程与制备布拉格反射型FBAR器件的工艺兼容性问题,展开了详细研究,优化了制备器件的工艺过程。兼容性的核心问题是布拉格反射栅能够承受薄膜制备时的烧结高温。布拉格反射栅耐温可达700度,成功制备出FBAR器件。建立了可调FBAR器件的MBVD模型,设计了可与射频电路设计软件兼容的元件库,成功模拟出电可调FBAR中心频率随外加电压变化的性能。..(4)受项目启发,还开辟出新的研究思路,初步开展了二维压电声子晶体对射频信号的处理机理研究。提出将压电效应考虑其中的FDTD法模拟声表面波在射频二维压电声子晶体的传播,采用周期边界条件和完全匹配层吸收边界条件,得到FDTD分析模型,然后对铝/1280YX-LINBO3压电声子晶体二维带隙进行了计算,同时采用有限元法分析了声波模式,将仿真结果和实验测量结果进行比较验证,FDTD方法计算结果与实验结果吻合很好,精度要比商业软件略高。..在权威刊物上发表论文14 篇,申请发明专利2 项(获授权一项)。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Sensors and Actuators B: Chemical
影响因子:--
作者:Wei Luo;Qiuyun Fu;Dongxiang Zhou;Jianfeng Deng;Huan Liu;Guoping Yan
通讯作者:Guoping Yan
DOI:--
发表时间:2012
期刊:声学技术
影响因子:--
作者:韦江波;李红浪;邹正峰;罗为;何世堂
通讯作者:何世堂
DOI:--
发表时间:--
期刊:武汉理工大学学报
影响因子:--
作者:傅邱云;周东祥;罗为;王易
通讯作者:王易
Nanocrystalline SnO2 film prepared by the aqueous sol-gel method and its application as sensing films of the resistance and SAW H2S sensor
水溶胶凝胶法制备纳米SnO2薄膜及其作为电阻和SAW H2S传感器传感薄膜的应用
DOI:10.1016/j.snb.2014.10.078
发表时间:2015-10-01
期刊:SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
影响因子:8.4
作者:Luo, Wei;Deng, Jianfeng;Zheng, Zhiping
通讯作者:Zheng, Zhiping
DOI:10.1007/s10854-013-1100-y
发表时间:2013-02
期刊:Journal of Materials Science: Materials in Electronics
影响因子:--
作者:Liangbin Hao;Dongxiang Zhou;Shuping Gong;Qiuyun Fu;Wei Luo;Gang Jian;Fei Xue;Ling Zhou
通讯作者:Ling Zhou
参加ICTP活动:量子域能量传输与转换讲习班
  • 批准号:
    11981240430
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    1.5万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    罗为
  • 依托单位:
基于声电放大效应的集成式射频声表面波新器件研究
  • 批准号:
    11874169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    罗为
  • 依托单位:
阻抗负载SAW传感器中的二维能量控制问题
  • 批准号:
    11574106
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    罗为
  • 依托单位:
国内基金
海外基金