Tunability of aluminum nitride acoustic resonators: a phenomenological approach

Defay, Emmanuel; Ben Hassine, Nizar; Emery, Patrick; Parat, Guy; Abergel, Julie; Devos, Arnaud

Type de document :

Article dans une revue scientifique: Article original

DOI :

10.1109/TUFFC.2011.2114

Titre :

Tunability of aluminum nitride acoustic resonators: a phenomenological approach

Auteur(s) :

Defay, Emmanuel [Auteur]
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information [CEA-LETI]
Ben Hassine, Nizar [Auteur]
Techniques de l'Informatique et de la Microélectronique pour l'Architecture des systèmes intégrés [TIMA]
Emery, Patrick [Auteur]
Parat, Guy [Auteur]
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information [CEA-LETI]
Abergel, Julie [Auteur]
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information [CEA-LETI]
Devos, Arnaud [Auteur]

Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]

Titre de la revue :

IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control

Pagination :

2516-2520

Éditeur :

Institute of Electrical and Electronics Engineers

Date de publication :

2011

ISSN :

0885-3010

Discipline(s) HAL :

Sciences de l'ingénieur [physics]

Résumé en anglais : [en]

A phenomenological approach is developed to identify the physical parameters causing the dc-voltage-induced tunability of aluminum nitride (AlN) acoustic resonators, widely used for RF filters. The typical resonance frequency ...
Lire la suite >A phenomenological approach is developed to identify the physical parameters causing the dc-voltage-induced tunability of aluminum nitride (AlN) acoustic resonators, widely used for RF filters. The typical resonance frequency of these resonators varies from 2.038 GHz at -200 V to 2.062 GHz at +200 V. This indicates, based on these RF measurements versus dc bias and the model used, that the AlN stiffness variation versus dc bias is the prominent effect because both resonance and antiresonance experience a similar variation, respectively, 24 MHz and 19 MHz at 400 V. Picosecond ultrasonics were also used to prove independently that the acoustic velocity (and therefore AlN stiffness) is sensitive to dc bias and that the variation induced is comparable to that extracted from the resonance measurements. It turned out that the stiffness relative variation for an electric field of 1 V/μm extracted from picosecond ultrasonics is 54 ppm·μm/V. This is in good agreement with the value extracted from the RF measurements, namely 57.2 ppm·μm/V. The overall tunability of these AlN resonators reaches 1.1%, which is an interesting figure, although probably not high enough for genuine applications.Lire moins >

Langue :

Anglais

Comité de lecture :

Oui

Audience :

Non spécifiée

Vulgarisation :

Non

Collections :

Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520

Source :

Harvested from HAL

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