Analyse et simulation de résonateurs piézoélectriques pour des applications de filtrage

par Ji Fan

Thèse de doctorat en Electronique des hautes fréquences et Optoélectrique

Sous la direction de Dominique Cros et de Matthieu Chatras.

Soutenue en 2009

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Filtre BAW
• Optimisation d'un filtre BAW
• Choix de membrane
• Cavités résonnantes (acoustique)
• Technologie de pointe
• Matériaux piézoélectriques

Résumé

En utilisant la méthode des moindres carrés et à partir d'une analyse unidimensionnelle, nous avons développé une méthode permettant de synthétiser tous les types de résonateurs piézoélectriques. Notre méthode est très rapide et permet d'optimiser les épaisseurs de chaque couche et la surface des résonateurs du filtre très facilement à partir de la fréquence centrale et de la bande passante. De plus notre méthode peut s'appliquer à tous les types de résonateurs et de filtres piézoélectriques. Nous avons réalisé des circuits à XLIM. Nous présentons les technologies de dépôts de films minces et les procédures de gravure de ces couches. Des résonateurs suspendus sont été fabriqués dans notre laboratoire. Une bonne adaptation des fréquences de résonance entre la simulation et la mesure.

Titre traduit

Analysis and simulation of piezoelectric resonators for filter applications

Résumé

Using the least squares method and the one-dimensional analyze, we present a method for all BAW (Bulk Acoustic Wave) resonator computation. Based on the proposed method, the thickness of the layer and the surface of the filter can be easily optimized. This method can be also used to calculate the performance of all filters BAW. We have fabricated the piezoelectric resonators in our laboratory. We present all the technologies that we have used for the thin film layer deposition and all the processes for the etching. The resonators realized in our laboratory are composed of 4 layers: top electrode (Mo), piezoelectric layer (AlN), bottom electrode (Mo) and the membrane (SiO2). The responses of the measure are consistent with the results of the simulation.