一种新型电调FBAR结构的仿真分析

作     者：吴永盛 苏淑靖 翟成瑞 张佳俊 王少斌 WU Yongsheng;SU Shujing;ZHAI Chengrui;ZHANG Jiajun;WANG Shaobin

作者机构：中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2019年第41卷第4期

页      面：501-503,508页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51875534) 

主　　题：薄膜体声波谐振器 有限元仿真 电压调谐 COMSOL Multiphysics 

摘      要：针对目前薄膜体声波谐振器(FBAR)调谐范围小的问题,提出了一种新型电调FBAR结构,在传统FBAR的压电薄膜和底电极之间引入一层n型掺杂AlN半导体(n-AlN)薄膜。利用COMSOLMultiphysics对新型FBAR进行建模仿真计算,得到其谐振频率为1.92GHz,阻抗特性曲线中存在寄生谐振峰,通过调整顶电极厚度进行优化,结果表明,当顶电极厚为0.1μm时,寄生谐振峰消失,此时器件谐振频率为1.976GHz,且顶电极厚度调整后器件整体性能有较大提升。对优化后的新型FBAR进行电调仿真分析,得到其调谐量为600kHz/V,比传统FBAR的150kHz/V有很大的提高,另外,仿真结果显示,谐振频率与外加调谐电压呈指数正相关。