Résonateurs hybrides à ondes acoustiques de surface et de volume

Abstract

Le concept des résonateurs hybrides SAW/BAW (HSB) a été introduit en 2013. Il se base sur un arrangement périodique de transducteurs piézoélectriques sur un substrat, combinant les avantages des dispositifs à ondes de volume et des dispositifs à ondes de surface. Une étude initiale portant sur l'AlN a permis d'optimiser deux modes de résonance atteignant respectivement des coefficients de couplage électromécanique de 1% et 1,8% à envi-ron 1 GHz et 2,4 GHz. Ces résultats ont été confirmés par deux cycles de fabrication, mettant en évidence des facteurs de qualité élevés, allant jusqu'à 3700 à la résonance et 3300 à l'antirésonance pour le premier mode à 600 MHz, et jusqu'à 1900 à la résonance et 1700 à l'antirésonance pour le second mode à 2,8 GHz.Afin d’améliorer ces coefficients de couplage électromécanique, nous avons évalué l’utilisation de matériaux piézoélectriques tels que le AlScN et le niobate de lithium (LNO). Une étude théorique a été réalisée, montrant la possibilité d’atteindre un coefficient de couplage électromécanique de 38% à 500 MHz et de 28% à 1,8 GHz pour le LNO. De nouveaux procédés de fabrication sont introduits, et des résultats préliminaires sont présentés. Enfin, nous avons mis en évidence l'existence d'un nouveau mode qui peut atteindre, sous certaines conditions spécifiques, des fréquences supérieures à 4 GHz avec des coefficients de couplage électromécaniques de 7% pour l'AlN et 16% pour le LNO.