通过GGG衬底深度各向异性刻蚀实现的高性能静磁波谐振器

微型谐振器是现代移动设备无线电通信滤波器的基础且必要的构建模块。谐振器的品质因数 $Q$ 决定插入损耗，而耦合系数 $K_t^2$ 控制分数带宽。乘积 $k_t^2 \times Q$ 被广泛认为是微谐振器的最终品质因数。基于钇铁石榴石（YIG）的静磁波谐振器是未来通信滤波器的一个有前景的技术平台。在 $>$7 GHz 范围内，与商业上成功的声学谐振器相比，它们在 $Q$ 方面表现出显著更优的性能。然而，这些谐振器的耦合系数一直限制在 $<$3%，这主要是由于与用于生长单晶 YIG 的衬底材料——钆镓石榴石（GGG）的图形化相关的微加工挑战所导致的受限设计空间。本文报道了由突破性的体微加工技术（用于 GGG 的各向异性刻蚀）所实现的新型谐振器设计，从而在 6-20 GHz 频率范围内实现了超过 8% 的耦合。我们使用相同的技术平台展示了有效耦合的谐振增强，在 10.5 GHz 时达到 23%。谐振耦合的频率可以在制造过程中通过设计进行调谐。这种谐振耦合在 10.5 GHz 和 14.7 GHz 时分别产生了前所未有的 $k_t^2 \times Q$ 品质因数 191 和 222。本文提出的技术平台同时支持当前消费类移动设备中使用的可调滤波器架构和开关滤波器组。