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      5G射頻前端模組用AlScN FBAR濾波器實現商用 | 前沿

      發布:owyrraws 瀏覽:1604次

        2015年,德國弗勞恩霍夫(Fraunhofer)應用固體物理研究所發起了一個為期五年的“PiTrans-下一代壓電射頻濾波器用摻鈧氮化鋁(AlScN)薄膜開發項目(PiTrans-Development of AlScN layers for the next generation piezoelectric RF filters)”,旨在研發和生產以三元氮化鋁基化合物為壓電有源層的改良版射頻壓電換能器,用于實現一種低功耗、高頻、大帶寬、結構緊湊的RF濾波器。經過五年的研發,研究人員成功地生長出了符合行業規格的摻鈧氮化鋁(AlScN)材料,并生產出了實用化的SAW諧振器。

        弗勞恩霍夫的科學家生長出高度結晶的AlScN薄膜,其Sc含量最高可達41%。在直徑為200mm的硅(Si)晶片上實現了良好的薄膜均勻性,滿足工業生產的要求。項目團隊還通過特殊的磁控濺射外延(MSE,magnetron sputter epitaxy)沉積方法成功地在晶格匹配的藍寶石(Al2O3)基片上實現了外延生長,這將對未來的材料研究非常實用。

        除了材料的成功開發外,研究人員還開發了三代測試結構來驗證AlScN薄膜的性能。制備的AlScN/Al2O3諧振器工作在2GHz頻率時,機電耦合系數提高了10%。該團隊還與Evatec和高通(Qualcomm)公司合作開發出了非極性AlScN薄膜(non-polar AlScN thin film),進一步提高了SAW諧振器的機電耦合系數。

        據System Plus Consulting最新發布的報告《蘋果iPhone11系列中的射頻前端模組:博通AFEM-8100》,蘋果iPhone11系列采用的中頻和高頻LTE射頻前端模組AFEM-8100中集成的FBAR濾波器就采用壓電材料AlScN實現,這款濾波器仍采用了Avago的Microcap鍵合晶圓芯片級封裝(CSP)技術,通過硅通孔(TSV)實現電氣接觸。


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