面向 5G 毫米波频段的 AlN 复合高次谐波谐振器
信号处理
2019-12-11 v1
摘要
本工作提出了一种新型声学 MEMS 谐振器技术，称为氮化铝（AlN）复合高次谐波谐振器（COR），能够满足 6–40 GHz 范围内 5G 毫米波频段的滤波器需求。COR 利用悬浮薄膜 AlN 板中两种高阶 Lamb 波（二阶与三阶非对称 Lamb 波）的多模态激发，以在相同结构中基频厚度伸缩模两倍的频率上转换出具有高机电耦合系数 kt2（高达 1.9%）和质量因子 Q >1100 的二维振动模式。建立了分析与有限元方法（FEM）模型以描述 COR 技术的工作原理，并预测可实现的 kt2、Q 与光刻频率可调性。制作了 8.8 GHz 的 COR 原型，显示出高 kt2~0.3%（采用仅顶电极的简单双掩模工艺）以及开创性的 Q~1100，此为 6 GHz 以上压电谐振器中所实现的最高值。其 f-Q 乘积 ~1x10e13 为所有金属覆盖率 >50% 的已演示压电谐振器中的最高值。此外，FEM 证明了 COR 技术能以宽松的光刻要求，在毫米波频段提供带宽介于 355 与 592 MHz 之间（聚合带宽 >2 GHz）的连续滤波器。
引用
@article{arxiv.1912.04515,
title = {AlN Combined Overtone Resonators for the 5G mmWave Spectrum},
author = {Guofeng Chen and Matteo Rinaldi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04515},
year = {2019}
}