Mémoire de thèse de Nizar Ben Hassine_Finale - Laboratoire TIMA

CHAPITRE-I: LA TELEPHONIE MOBILE ET LA TECHNOLOGIE A ONDES DE VOLUMEEn fonction de l’application visée, différentes configurations de filtres SAW sont possibles : les filtresà transducteur interdigité IIDT (Interdigitated InterDigital Transducer) classique [R.1.73-R.1.74] , les filtres àrésonateurs [R.1.72,R.1.75,R.1.76] et les filtres double modes DMS (Double Mode SAW filter) [R.1.77-R.1.78] .Quelques unes de ces structures sont représentées sur la FIG.1-9.Les filtres SAW restent aujourd’hui incontournables dans les étages RF des téléphones, où le filtragenumérique n’est pas encore possible car ils sont capables de réunir des très bonnes performances ensélectivité, temps de retard de groupe, faibles pertes d’insertion et, bien évidemment, faibleencombrement. En particulier, cette technologie présente un coût de fabrication extrêmementcompétitif (malgré le coût élevé du substrat piézoélectrique) grâce à la simplicité de son processus defabrication (dépôt et gravure d'une unique couche de métal sur un substrat piézoélectrique à la base) etson temps de cycle très court. Cette technologie permet aussi une grande flexibilité sur lescaractéristiques du filtre en jouant sur la conception du filtre et sur le substrat piézoélectrique sanschanger le processus de fabrication [R.1.38-R.1.40] .Toutefois, les filtres SAW ont deux inconvénientsmajeurs : leur limitation en fréquence et leur faible tenue en puissance. En effet, la fréquenced’opération des filtres SAW est principalement limitée par le procédé de gravure des peignesinterdigités. En général, la largeur des électrodes des transducteurs IDT ainsi que leur espacementdoivent correspondre à un quart de la longueur d’onde acoustique de surface. Au-delà de 2,5 GHz,l'espacement entre les peignes interdigités est inférieur à 0,3 µm, ce qui nécessite des étapes dephotolithographie submicronique très coûteuses. De plus, les transducteurs IDT réalisés sont très fins,ce qui augmente significativement les pertes d’insertion des filtres, entraîne des problèmes de courtcircuitet d'électro-migration et diminue le rendement des filtres.FIG.1-10: Comparaison des performances d’un filtre SAW et BAW à 5GHz publié par FUJITSUActuellement, les procédés de fabrication permettent d’avoir une résolution de 0.25µm, ce quicorrespond à une fréquence d’opération de 4 GHz pour le LiTaO 3 . Des techniques plus avancées delithographie telles que la gravue par faisceau d’électrons (E-beam) pouvant atteindre jusqu’à unerésolution de 30 nm ont été développées [R.1.79-R.1.80] . Cependant, ces techniques ont un coût trop élevépour être utilisés aujourd’hui dans une chaîne de fabrication microélectronique standard. De plus, lesperformances obtenues, en dépit de la complexité de la réalisation, restent nettement inférieures àcelles des filtres BAW réalisés pour la même fréquence (FIG.1-10).Nizar Ben Hassine : « Eude de la fiabilité des composants BAW pour des applications RF »26