电极设计对SMR电学性能的影响

发布时间：2022-01-15 10:58

　　为了满足射频器件的高频率、高功率和微小型化的需求,该文采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics设计了一个谐振频率为3.455 GHz的牢固安装型谐振器（SMR）二维模型,研究了不同电极面积（200μm²、150μm²、100μm²、50μm²、25μm²）对谐振器横向寄生谐振的影响,并对比了上电极变化和上、下电极同时变化对器件横向寄生谐振程度的影响。结果表明,器件在谐振点（3.455 GHz）附近的横向寄生谐振随电极面积的减小而增加,当电极面积为25μm²时,器件的横向寄生谐振现象最显著;当电极面积的变化量一定时,同时改变上、下电极面积的横向寄生谐振大于只改变上电极面积产生的横向寄生谐振。 

【文章来源】：压电与声光. 2020,42(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

上电极面积变化对SMR型器件电学性能影响

图3为上、下电极面积同时变化时,对SMR型器件谐振曲线的影响。由图可见,同时改变上、下电极的面积,未影响器件的串联谐振频率。当面积减小到150 μm2时,开始出现显著的寄生谐振。FBAR的工作原理是利用了压电材料的逆压电效应,其工作频率是沿压电薄膜c轴取向传播的体声波,而声波被限制在压电体内形成驻波。但由于器件的横向尺寸有限,这会导致FBAR产生沿水平方向的剪切波,在频率特性曲线上体现为小的杂散谐振峰。

本文利用图4所示来说明其物理原理。图4(a)为一个简单谐振器,其下电极的横向尺寸远大于压电层厚度,而上电极横向尺寸与压电层厚度相当。谐振器真正的工作区域为上电极、压电层、下电极的重叠区域(A),其余区域非谐振器工作区。当体积元件A受到激励时,垂直形变通过自然泊松耦合引起横向形变,从而产生横向寄生谐振。

【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜体声波谐振器的研究与仿真[J]. 陈鹏光,王瑞,马琨,陈剑鸣.  压电与声光. 2019(03)
[2]声表面行波器件及其在微纳领域的应用[J]. 董惠娟,王敬轩,李天龙.  科技导报. 2019(06)
[3]薄膜体声波谐振器横向杂散模式三维仿真分析[J]. 张玲玲,刘梦伟,李鉴,宫俊杰,汪承灏.  压电与声光. 2017(03)
[4]电极对薄膜体声波谐振器性能的影响[J]. 焦向全,张睿,马晋毅,杜波,钟慧,石玉.  压电与声光. 2015(03)



本文编号：3590495