空腔型薄膜体声波滤波器的关键技术进展
陶桂龙, 支国伟, 罗添友, 欧阳佩东, 衣新燕, 李国强
无机材料学报
2025, 40 ( 2):
128-144.
DOI:10.15541/jim20240355
随着通信技术升级以及5G通信应用的驱动, 各种智能设备所需的滤波器数量激增, 促进了滤波器市场的繁荣, 但对其性能要求也越来越高, 例如大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标是学术界与产业界重点关注的方向, 而基于薄膜体声波谐振器(Thin Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR)技术的FBAR滤波器已成为最有前景的滤波器之一。另外, 当前空腔型FBAR滤波器已取得了一定的商业成功, 但是仍面临性能不足、工艺复杂、成本略高、技术受限等困境。为此, 本文试图从器件理论研究与结构优化、高性能压电材料制备与优化、新型工艺开发及技术融合三方面对FBAR滤波器的相关问题与关键技术进行综述, 旨在为该研究领域的学者梳理FBAR滤波器技术进阶与迭代的脉络, 以期为未来研究的路径与方向提供若干启发性思考。
| Filter type | SAW filter | BAW filter | | Characteristic | High stability, low insertion loss (2-4 dB) | High stability, low insertion loss (0.8-1.5 dB), high power tolerance | | Applicable frequency range | 10 MHz-3 GHz | 1.5-6 GHz, the maximum up to over 10 GHz | | Advantage | Smaller than the traditional ceramic filter, flexible, mature technology, high reliability | Suitable for high frequency, insensitive to temperature changes, miniaturized vertical propagation in acoustic wave, decreased size according to frequency increase | | Limitation | Poor thermal stability, decreased Q-value when operating frequency exceeds 1.5 GHz | High manufacturing cost, complex manufacturing process |
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表1
SAW滤波器和BAW滤波器的技术特点
正文中引用本图/表的段落
随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长。例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2]。另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4]。而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5]。此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6]。而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案。目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示。其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器。
(a-c) TEM dark-field images and electron diffraction patterns for 10%, 31%, and 42% Sc content; (d-f) Corresponding SEM plane views ... Fulfilling the promise of the materials genome initiative with high-throughput experimental methodologies 1 2017 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... High-throughput experiments facilitate materials innovation: a review 1 2019 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... New frontiers for the materials genome initiative 1 2019 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... A secured big-data sharing platform for materials genome engineering: state-of-the-art, challenges and architecture 1 2023 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... Data-driven materials science: status, challenges, and perspectives 1 2019 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... Cutting edge high-throughput synthesis and characterization techniques in combinatorial materials science 1 2024 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... Perspective: composition-structure-property mapping in high-throughput experiments: turning data into knowledge 1 2016 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... A framework for the optimal selection of high-throughput data collection workflows by autonomous experimentation systems 1 2022 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... Discovery of new materials using combinatorial synthesis and high-throughput characterization of thin-film materials libraries combined with computational methods 1 2019 ... 在器件实际的制备过程中, 掺Sc AlN-FBAR滤波器的制备工艺包含着多样化的掺杂选项、复杂的工艺流程以及漫长的验证周期.单就AlScN薄膜的制备而言, 假以磁控溅射进行薄膜制备, 那么生长过程中的溅射功率、衬底温度、气体压力、氮气/氩气比例等工艺参数都在不同程度上影响着薄膜质量.这导致传统的“试错式”实验需耗费海量的时间与成本, 而且还不一定能取得所期盼的效果.为克服此困境, 当前材料基因组技术有望提供一个创新的解决方案, 并加快新材料的开发进程[70??-73].材料基因组技术的核心在于高通量计算、高通量实验以及材料数据库[74-75], 其目标在于揭示材料的组成、微观结构等内在属性与其宏观性能之间的联系, 以缩短材料研发及产品开发周期[76-77].在严格控制实验条件的前提下, 采用高通量实验手段能够在较短时间内收集大量数据, 这不仅有助于丰富现有数据库, 建立材料特性与生产工艺、成分、微观结构等因素之间的联系, 而且从中得到的规律性知识也能够为新材料的开发提供科学依据[78].为尽快找到合适的工艺窗口并制备高质量的AlScN薄膜, 引入材料基因组技术及相应的定制化设备, 在同一衬底上开发特定区域的精准薄膜沉积并验证多种工艺组合, 这将极大缩减FBAR滤波器的研发周期. ... Tuning the piezoelectric and mechanical properties of the AlN system via alloying with YN and BN 1 2017 ... 除以上分析之外, 为获得高性能的FBAR滤波器, 近些年非Sc掺杂的AlN薄膜也已得到探究[79??-82], 不过目前多为理论计算.而更为直接和有效的途径是采用更高的压电薄膜材料, 例如基于铌酸锂薄膜制备FBAR及其滤波器[83?-85].但受限于当前的工艺能力, 铌酸锂本身与半导体IC工艺制程的兼容性还存在巨大挑战, 这导致目前难以实现基于铌酸锂FBAR滤波器的量产, 这些技术距离商业应用仍有很长的路要走. ... Enhancing RF bulk acoustic wave devices: multiphysical modeling and performance 1 2019 ... 随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长.例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2].另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4].而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5].此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6].而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案.目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示.其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器. ... Use of heavy dielectric materials in solidly mounted A 1 mode resonators based on lithium niobate 1 2022 ... 随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长.例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2].另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4].而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5].此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6].而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案.目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示.其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器. ... A fully matched LTE-A carrier aggregation quadplexer based on BAW and SAW technologies 1 2014 ... 随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长.例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2].另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4].而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5].此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6].而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案.目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示.其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器. ... Widening the data pipeline: a carrier aggregation BAW quadplexer module 1 2018 ... 随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长.例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2].另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4].而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5].此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6].而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案.目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示.其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器. ... Materials, design, and characteristics of bulk acoustic wave resonator: a review 2 2020 ... 随着通信技术的发展以及系统的微型化和信息功能的集成化, 近年来, 手机等智能终端所需支持的工作频段和通信频带日益增宽, 导致系统对滤波器性能的要求越来越高, 设备所需的滤波器数量呈爆发式增长.例如, 当前的智能手机普遍支持2G/3G/4G/5G通信, 同时还配备Wi-Fi、蓝牙、GPS定位、数据监测、近场通信等功能模块, 而不同功能所使用的频谱往往并不相同, 故实现这些功能需大量滤波器支撑[1-2].另外, 伴随着多输入、多输出和载波聚合技术的发展, 滤波器最好以双工器或多工器的形式进行布局构造[3-4].而在通信技术持续迭代更新的历程中, 宝贵的设备空间促使智能终端等对滤波器的集成性以及体积提出了更苛刻的要求, 必须对其体积进行缩微才能满足消费者对微型化、轻薄化智能设备的追求[5].此外, 低插损、大带宽、高频率、高功率容量、微型化、集成化以及低成本等指标也已成为业界对射频滤波器的殷切期盼[6].而声学滤波器正是应对上述挑战与多维度要求的一个较有潜力的理想解决方案.目前射频前端领域所采用的声学滤波器主要包括声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器和体声波(Bulk Acoustic Wave, BAW)滤波器, 两者特性和适用频段等如表1所示.其中, BAW滤波器不仅兼具SAW滤波器的紧凑尺寸与介质滤波器的优良性能等特点, 还具备高频率且与传统半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺兼容等优势, 非常适用于2.5 GHz以上的频率, 故被业界认为是最有可能实现模块集成化的滤波器. ...
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