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5G射频前端模组用AlScN FBAR滤波器实现商用

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2020年05月25日     浏览次数:         

  2015年,德国弗劳恩霍夫(Fraunhofer)应用固体物理研究所发起了一个为期五年的“PiTrans­下一代压电射频滤波器用掺钪氮化铝(AlScN)薄膜开发项目(PiTrans-Development of AlScN layers for the next generation piezoelectric RF filters)”,旨在研发和生产以三元氮化铝基化合物为压电有源层的改良版射频压电换能器,用于实现一种低功耗、高频、大带宽、结构紧凑的RF滤波器。经过五年的研发,研究人员成功地生长出了符合行业规格的掺钪氮化铝(AlScN)材料,并生产出了实用化的SAW谐振器。

  弗劳恩霍夫的科学家生长出高度结晶的AlScN薄膜,其Sc含量最高可达41%。在直径为200mm的硅(Si)晶片上实现了良好的薄膜均匀性,满足工业生产的要求。项目团队还通过特殊的磁控溅射外延(MSE,magnetron sputter epitaxy)沉积方法成功地在晶格匹配的蓝宝石(Al2O3)基片上实现了外延生长,这将对未来的材料研究非常实用。

  除了材料的成功开发外,研究人员还开发了三代测试结构来验证AlScN薄膜的性能。制备的AlScN/Al2O3谐振器工作在2GHz频率时,机电耦合系数提高了10%。该团队还与Evatec和高通(Qualcomm)公司合作开发出了非极性AlScN薄膜(non-polar AlScN thin film),进一步提高了SAW谐振器的机电耦合系数。

  据System Plus Consulting最新发布的报告《苹果iPhone11系列中的射频前端模组:博通AFEM­8100》,苹果iPhone11系列采用的中频和高频LTE射频前端模组AFEM­8100中集成的FBAR滤波器就采用压电材料AlScN实现,这款滤波器仍采用了Avago的Microcap键合晶圆芯片级封装(CSP)技术,通过硅通孔(TSV)实现电气接触。

  (综合自 MEMS)

  

  

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