聲表面波同步諧振器原理與設計

李秋良，董志貴

（1.中芯國際集成電路制造（上海）有限公司，上海 201203；2.遼寧科技學院創新創業學院，遼寧 本溪117004）

0 引 言

近年來，無線通信系統發展迅速，無線收發機系統中應用了大量外置濾波器。隨著各種微型化技術的發展，外置濾波器尺寸一縮再縮，但是不能把它集成在一個芯片中縮小收發機的尺寸。在無線通信系統中的濾波器，介質濾波器尺寸在厘米量級，只能遠離射頻前端轉去別的領域拓展方向；CMOS工藝下的有源濾波器速度慢、噪聲大，尚待發展，可以參與無線通信的中頻濾波等；聲表面波（SAW）濾波器將從深亞微米光刻技術中受益，在射頻前端3G、4G、5G方面有很大的發展[1-2]。本文在闡述SAW諧振器基本原理的基礎上，通過SAW實例介紹諧振器手工計算方法，并進行無損耗條件下的實際器件設計。

1 聲表面波諧振器原理

聲表面波諧振器采用壓電薄膜作為壓電襯底，聲表面波諧振器諧振頻率由叉指電極的寬度和距離決定[3]，且薄膜厚度不會制約諧振頻率，因為聲波只集中在表面一個波長深度范圍內。如果在同一個基片上生產幾個頻率的諧振器，只要改變叉指電極寬度和距離即可，無需如體聲波諧振器制作不同的厚度。從集成方面看，相比于體聲波濾波器，SAW濾波器也具有明顯優勢。

SAW是一種彈性波，聲表面波通過叉指換能器作用于壓電基片介質的表面而激發、產生、傳播，表面波的波長和頻率隨著在基片材料內的傳播深入迅速衰減[4]。對于單端口的SAW諧振器，主要結構包括壓電基片、叉指換能器和反射器[5]。……