[发明专利]一种FBAR谐振频率和振荡薄膜各层厚度对应关系建立方法

说明书

本发明公开了一种FBAR谐振频率和振荡薄膜各层厚度对应关系建立方法，对于具有双声学反射镜面FBAR，给出应用的要求频率，既定各层材料的厚度，而已知各振荡薄膜层材料的厚度，工作频率也是确定的。本发明通过对FBAR的谐振频率和振荡薄膜各层材料的厚度对应关系建立，使两者可进行相互推导预测。在FBAR的设计中，对确定的频率，而对各振荡层薄膜厚度进行预测，以及，对确定的各振荡层薄膜厚度，而对谐振频率进行预测，提供一种简单的，快速有效的方法，能够加快研发和生产进度。

技术领域

本发明涉及射频技术和FBAR滤波器技术领域，具体涉及一种FBAR谐振频率和振荡薄膜各层厚度对应关系建立方法。

背景技术

为满足更多通信功能和更好的通信体验，现代通信技术需要满足更高的效率和集成化的要求。由FBAR级联构造的滤波器，具有高Q值，低插损，矩形系数好，方向选择性好，具有很好的零深，带外抑制好等等性能上的优势，而且，体积小，与COMS工艺兼容，可以做集成。另外的，工作频率可以做到高频，因此，由FBAR级联构造的滤波器，能够很好的满足现代通信技术的这些要求。

FBAR(film bulk acoustic resonator，薄膜腔声谐振)是具有压电效应材料和能够形成(逆)压电效应结构的所构造的元器件。使用硅底板、借助MEMS技术以及薄膜技术而制造出来的。FBAR的工作原理是，在电极-压电材料-电极组成的“三明治”结构构成的核心部分中，通过在电极施加电压，压电材料产生形变，而当施加的是交变电压时，此时结构会产生逆压电效应。这个过程中，电能转化成机械能，通过声波在结构中传播，而在引起振动的同时，振动也会产生电信号，即通过压电效应，把机械能转化成电能，信号输出来。压电效应和逆压电效应同时存在，相互作用，并在相互作用的过程能够产生谐振，从而把信号选择出来。

目前，针对FBAR滤波器的研究和设计制造，并没有很好的方法去进行谐振频率和各层薄膜厚度预测，从而理论设计需要借助其他多种工具和方法来得到结果，而另一方面，又导致不能通过将目前检测性能良好的FBAR滤波器进行研究，进一步进行验证并指导新的FBAR滤波器的设计和制造。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种FBAR谐振频率和振荡薄膜各层厚度对应关系建立方法，已知FBAR振荡薄膜各层厚度，对应谐振频率关系的建立。可以通过获得FBAR滤波器中各FBAR各层厚度，从而预测FBAR的谐振频率，并获取FBAR滤波器的工作频率。通过将预测的FBAR谐振频率与实际的谐振频率进行比较从而实现对检测良好的FBAR滤波器的研究，为进一步设计FBAR滤波器提供设计对比参数，从而指导对FBAR滤波器的设计和制造。

本发明实施例提供一种FBAR谐振频率和振荡薄膜各层厚度对应关系建立方法，已知FBAR振荡薄膜各层厚度，对应谐振频率关系的建立，包括以下步骤：

根据FBAR理想压电层谐振条件，建立理想压电层与FBAR并联谐振频率的关联模型；

根据机电耦合系数与FBAR谐振频率的对应关系，建立机电耦合系数与FBAR谐振频率的关联模型；

针对FBAR滤波器中的每一个FBAR，获取每层结构的厚度，所述每层结构至少包括压电层、上电极层和下电极层；

将获取的每层结构的厚度转化为理想压电层厚度，代入理想压电层与FBAR并联谐振频率的关联模型，获取FBAR并联谐振频率；

获得压电层所用材料的机电耦合系数，将所获得到的压电层所用材料的机电耦合系数和FBAR并联谐振频率代入机电耦合系数与FBAR谐振频率的关联模型，获取FBAR串联谐振频率。

优选地，在获取到FBAR并联谐振频率和串联谐振频率后，还包括步骤：获取所述FBAR滤波器的工作频率。