Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Research Project:
Películas delgadas de materiales piezoeléctricos para aplicaciones en resonadores de ondas acústicas de volumen: nitruro de aluminio y nuevos óxidos complejos ferroeléctricos¿
Year:2008
Research Areas
  • Electronics engineering
Information
Abstract
Los filtros pasobanda para aplicaciones de transmisión inalámbrica a altas frecuencias, como la telefonía móvil, basados en resonadores de ondas acústicas de volumen de película delgada (FBAR) son la alternativa más prometedora a los actuales filtros de ondas acústicas de superficie (SAW). Presentando prestaciones superiores, los filtros FBAR son más pequeños y permiten operar a mayores frecuencias y manejar mayores niveles de potencia. Además, ofrecen la posibilidad de ser integrados encima del chip que contiene la electrónica, lo que permite reducir tamaños (miniaturización) y abaratar costes de producción. Un resonador FBAR consiste en una película de material piezoeléctrico situada entre dos electrodos metálicos y aislada acústicamente del entorno para confinar la energía en la estructura. El material piezoeléctrico más usado en tecnología FBAR es el nitruro de aluminio (AlN), ya que ofrece buenas prestaciones piezoeléctricas, eléctricas y mecánicas a altas frecuencias (GHz) y una buena compatibilidad con las tecnologías de fabricación CMOS sobre Si y SiGe. Sin embargo, el AlN presenta características intrínsecas que limitan el ancho de banda de los dispositivos que se pueden fabricar por lo que es necesario desarrollar nuevos materiales que permitan obtener filtros con mejores prestaciones. El presente proyecto plantea el estudio de materiales piezoeléctricos para la fabricación de resonadores FBAR. Se presentan dos líneas de investigación diferenciadas. La primera constituye la continuación de las investigaciones que se llevan a cabo en la actualidad en el seno del grupo de investigación en el campo de los resonadores FBAR de AlN. Se abarcará el estudio del AlN usando una nueva modalidad de la técnica de depósito: la pulverización reactiva magnetrón con fuente DC pulsada. Se desarrollarán nuevos materiales como electrodo inferior de alta impedancia acústica como el Ir y el Ru). Se estudiará el crecimiento de láminas muy delgadas para fabricar resonadores de muy alta frecuencia (7-10 GHz). Finalmente, se pretende caracterizar el comportamiento de las películas de AlN sometidas a altos campos y en condiciones de alta disipación de potencia con el fin de investigar los efectos no lineales y las pérdidas acústicas en esas condiciones. La segunda línea de investigación que se pretende abordar, en paralelo con la anterior, es la prospección de nuevos materiales piezoeléctricos que permitan obtener filtros de alta frecuencia con mejores prestaciones. Ello viene motivado por la limitación del ancho de banda que impone el máximo valor del coeficiente de acoplo electromecánico (kt2) del AlN (~7%). Algunos materiales ferroeléctricos que tiene buena respuesta piezoeléctrica con valores muy altos de kt2 (como las perovskitas) presentan limitaciones cuando operan a altas frecuencias, debido a sus altas pérdidas viscoelásticas que limitan el factor de calidad del filtro (Q). Se propone investigar la viabilidad de óxidos complejos de estructura uniaxial (de tipo Tungsteno-Bronce) de kt2 muy alto y que no presentan dominios desalineados. En este proyecto se propone un estudio prospectivo de estos óxidos complejos (del tipo Li3K2Nb5O15 o KLN) depositados en forma de película delgada por pulverización, para su aplicación en FBAR de altas prestaciones.
International
No
Project type
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Company
MEC
Entity Nationality
ESPAÑA
Entity size
Desconocido
Granting date
01/01/2008
Participants
  • Participante: Javier Malo Gomez (UPM)
  • Participante: Marta Clement Lorenzo (UPM)
  • Participante: Lucía Vergara Herrero (UPM)
  • Participante: Jesus Sangrador Garcia (UPM)
  • Director: Enrique Iborra Grau (UPM)
  • Participante: Jimena Olivares Roza (UPM)
  • Participante: Jose Ignacio Izpura Torres (UPM)
  • Participante: Sheila González Castilla (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Microsistemas y Materiales Electrónicos
  • Departamento: Sistemas Electrónicos y de Control
  • Departamento: Tecnología Electrónica
  • Departamento: Ingeniería Electrónica
S2i 2019 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
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