Mémoire de thèse de Nizar Ben Hassine_Finale - Laboratoire TIMA

CHAPITRE-I: LA TELEPHONIE MOBILE ET LA TECHNOLOGIE A ONDES DE VOLUMEpropriétés de superposition avec l’onde incidente, pour des dimensions caractéristiques telles que lalongueur de propagation. Cette longueur doit être égale à n fois la demi-longueur d’onde λ (où n est unnombre entier):λl = n(Eq.1-2)2Sachant que :vf = (Eq.1-3)λD’où on déduit la fréquence de résonance du mode fondamental :vf =2l(Eq.1-4)Pour les premiers dispositif à ondes de volume qui sont les résonateurs à Quartz à sufraces planes,suivant le mode excité, la fréquence de résonance varie entre quelques kHz (pour un résonateur enmode de flexion) jusqu’à quelques dizaines de MHz (pour les résonateurs en cisaillementd’épaisseur) [R.1.92] . La fréquence de résonance dans ces modes est fixée (en considérant uniquement lacouche piézoélectrique) par la longueur caractéristique de propagation de l’onde dans la couchepiézoélectrique qui est souvent son épaisseur. Les premiers résonateurs à quartz sont réalisés à partirde substrats monocristallins amincis afin d’obtenir la fréquence de résonance désirée. Les techniquesd’usinage les mieux maîtrisées ont permis de réduire l’épaisseur jusqu’à environ 8 µm (soit unefréquence de résonance de 200 MHz) [R.1.92,R.1.101] . Monter plus haut en fréquence avec ces méthodes esttrès contraignant ce qui a conduit les industriels à développer des méthodes pour le dépôt de couchesminces des matériaux piézoélectriques tels que le sulfure de cadmium (CdS), l’oxyde de Zinc (ZnO)et le nitrure d’Aluminium (AlN). Ces couches de faibles épaisseurs avec des propriétéspiézoélectriques permettent la réalisation des résonateurs à hautes fréquences [R.1.102-R.1.108] .I.5.2. La technologie BAW sur membrane (FBAR):FIG.1-13: Procédé d’usinage de volume utilisé pour réaliser l’isolation acoustique pour lespremiers FBARLes premiers résonateurs BAW de type FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) apparaissent en 1980en utilisant le ZnO comme matériau piézoélectrique [R.1.109-R.1.111] . Afin de pouvoir confiner l’énergieacoustique dans la partie active du résonateur, une forte isolation acoustique est nécessaire. Celle-ci estassurée par une cavité d’air sous le résonateur, en gravant le substrat par procédé d’usinage de volume30Nizar Ben Hassine : « Eude de la fiabilité des composants BAW pour des applications RF »