Mémoire de thèse de Nizar Ben Hassine_Finale - Laboratoire TIMA

CHAPITRE-I: LA TELEPHONIE MOBILE ET LA TECHNOLOGIE A ONDES DE VOLUMEaux filtres SAW, le principe de fonctionnement des filtres BAW consiste à exciter une ondeacoustique de volume qui se propage selon l’épaisseur de la structure. La fréquence d’opération de cesfiltres est donc directement liée à l’épaisseur de la couche piézoélectrique (même si toutes les couchesdu résonateur y contribuent) et non plus à la largeur des électrodes des transducteurs comme pour unSAW.L’évolution récente des procédés de dépôt de matériaux piézoélectriques [R.1.114-R.1.117] a permis laréalisation de couches minces de bonne texturation avec un ordonnancement cristallin colonnaire dansle sens de l’épaisseur. En conséquence, la gamme de fréquences d’opération au mode fondamental desfiltres BAW a pu être étendue aux hautes fréquences et certains travaux ont déjà montré la faisabilitéde résonateurs BAW à des fréquences comprises entre 6 et 20GHz [R.1.98-R.1.100] . En plus de cette facilitépour monter plus haut en fréquence, la propagation des ondes acoustiques dans le volume permet unemeilleure tenue en puissance. Un autre avantage important de la technologie BAW est la possibilitéd’utiliser un substrat bas coût tel que le silicium contrairement aux filtres SAW qui requièrent unsubstrat piézoélectrique. En outre, les procédés de fabrication de dispositifs BAW sont compatiblesavec les procédés de fabrication des circuits CMOS et BiCMOS (en termes de contamination et detempérature) ce qui permet d’envisager la réalisation des chaînes radiofréquence complètementintégrées à coûts réduits. Les filtres BAW peuvent être classés en deux grandes catégories : les filtres àrésonateurs et les filtres empilés.I.5.6.1.1. Les filtres BAW à couplage acoustique:Ce sont des filtres qui se caractérisent par la superposition de résonateurs avec un couplage qui estexclusivement acoustique.Ces filtres peuvent être divisés en deux sous-catégories selon le type de couplage utilisé : les filtres àcouplage direct SCF (Stacked Resonator Filter) et les filtres à couplage indirect CRF (CoupledResonator Filter) (FIG.1- 25) [R.1.38] .FIG.1- 25: Structure des filtres BAW empilés (a) à couplage direct (SCF) (b) à couplage indirect(CRF)I.5.6.1.1.1. Le SCF (Stacked Crystal Filter) en couches minces:Le couplage vertical de deux résonateurs à ondes de volume est connu depuis 1972 avec les travauxde A. Ballato et T. Lukaszek en 1972 qui ont réussi à superposer deux résonateurs de quartz pourconstruire des filtres. Cette idée a été reprise en 1987 par Kline et al. pour réaliser les premiers SCF38Nizar Ben Hassine : « Eude de la fiabilité des composants BAW pour des applications RF »