该文研制了一种晶圆级封装(WLP)的C波段薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器。采用一维Mason等效电路模型对谐振器进行设计，并使用HFSS对电磁封装模型进行优化，再在ADS中对滤波器进行仿真优化设计，得到阶梯型结构的FBAR滤波器。采用空腔型结构并制备出FBAR滤波器芯片，同时利用覆膜工艺对FBAR裸芯片进行覆膜和电镀等WLP工艺，得到WLP的FBAR器件。测试结果表明，滤波器的中心频率为6, 09 GHz，中心插损为2, 92 dB，通带插损为3, 4 dB，带宽为112 MHz，带外抑制大于40 dB。

为了正确分析和设计薄膜体声波谐振器(FBAR)器件，需要对谐振器Mason模型中的仿真参数(如机电耦合系数、介电常数及粘滞系数等)进行准确提取。通过简谐近似，在Mason模型中引入了厚度方向位移的横向分量，提高了参数提取的准确性。使用谐振器开路和短路图形的散射参数，提取了探针及测试焊盘的等效电路参数，对谐振器进行去嵌。根据拟合得到的模型参数，仿真了中心频率为5, 43 GHz的滤波器。结果表明，采用该方法提取的模型参数仿真结果和滤波器探针测试曲线的通带形状吻合较好。

该文设计了一款2, 4 GHz WiFi频段(2 401~2 483 MHz)薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器。采用一维Mason电路模型，在ADS中搭建了阶梯形滤波器电路;在HFSS中建立了封装结构和测试电路有限元电磁模型，并在ADS中完成了联合仿真设计。通过微机电系统(MEMS)工艺制备与测试，滤波器在2 401~2 483 MHz频段的插入损耗≤2, 2 dB。在2 520~2 900 MHz处,带外抑制≥40 dB，滤波器体积仅1, 1 mm×0, 9 mm×0, 65 mm。

该文介绍了一种基于空腔结构的温度补偿型薄膜体声波谐振器(TC-FBAR)。通过在压电层上方生长SiO2温度补偿层，实现谐振器的低温漂。未采用温度补偿的薄膜体声波谐振器，其频率温度系数约为-25×10-6/℃。通过适当的膜层结构设计，可使其频率温度系数在±3×10-6/℃。结果表明，由于温度补偿层的增加，导致器件总体压电效应降低，使谐振器的有效机电耦合系数降低。低温漂谐振器的实现，为窄带低温漂滤波器的研制提供了有效的设计和工艺技术支撑。

该文研制了一种空腔型的薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器裸芯片。利用 FBAR一维 Mason 等效电路模型对谐振器进行设计, 然后采用实际制作的谐振器模型形成阶梯型结构FBAR滤波器, 利用 ADS 软件对 FBAR滤波器裸芯片进行优化设计。仿真结果表明, FBAR滤波器裸芯片尺寸为1 mm×1 mm×0.4 mm, 滤波器的中心频率为3 GHz, 中心插损为1.3 dB。采用空腔型结构并制备出FBAR滤波器裸芯片, 同时采用覆膜工艺对FBAR裸芯片表面进行覆膜保护, 避免裸芯片在使用或运输等过程中被损坏。测试结果显示, 覆膜前滤波器裸芯片的中心频率为2.993 GHz, 中心插损为1.69 dB; 覆膜后滤波器的中心频率为2.997 GHz, 中心插损为1.51 dB。对覆膜的影响和覆膜前后的差异进行了分析。

该文介绍了一种单端口、端口阻抗50 Ω的S波段薄膜体声波谐振器(FBAR)陷波器, 其采用了梯形拓扑结构与外围匹配电路相结合的方式。对FBAR陷波器芯片的设计过程、工艺实现进行了说明。测试制备的FBAR陷波器,其陷波频段为2 399~2 412 MHz, 陷波抑制达35 dBc; 通带频率分别为1 800~2 300 MHz和2 500~2 800 MHz, 通带插损仅1 dB; 3 dBc开口宽度为69 MHz。FBAR陷波器芯片尺寸为1.2 mm×1.2 mm×0.35 mm。结果表明, 陷波器实测与仿真结果两者相吻合。

针对小型化双通带声表面波(SAW)滤波器的需求背景,对两端口、两通带的SAW滤波器的设计技术展开研究。通过搭建包含两组耦合模(COM)参数的双通带SAW滤波器声电协同仿真平台,分析优化滤波器性能,成功研制出CSP2520封装的双通带SAW滤波器, 其中心频率分别为1 995 MHz和2 185 MHz, 通带带宽均为40 MHz, 插入损耗小于3 dB, 通带间隔离度大于30 dB。测试与仿真结果基本一致。

薄膜体声波谐振器(FBAR)具有体积小、工作频段高、性能强等优势, 在滤波器领域有广泛的应用前景, 其最核心的功能层为压电薄膜。本文采用磁控溅射方法, 在6英寸硅片上制备了AlScN压电薄膜。对AlScN薄膜进行了分析表征, 结果表明, AlScN压电薄膜具有良好的(002)面择优取向, 摇摆曲线半峰宽为1.75°, 膜厚均匀性优于0.6%, 薄膜应力为10.63 MPa, 薄膜应力可调。制作了基于AlScN压电薄膜的FBAR谐振器, 其机电耦合系数为7.53%。在AlN中掺杂Sc能够有效提高压电薄膜的机电耦合系数, 对研究FBAR滤波器的宽带化有重要意义。