Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Proyecto de I+D+i:
PELICULAS DELGADAS DE MATERIALES PIEZOELECTRICOS PARA APLICACIONES EN RESONADORES DE ONDAS ACUSTICAS DE VOLUMEN: NITRURO DE ALUMINIO Y NUEVOS OXIDOS COMPLEJOS FE
Año:2009
Áreas de investigación
  • Industria electrónica
Datos
Descripción
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.
Internacional
No
Tipo de proyecto
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Entidad financiadora
Ministerio de Educación y Ciencia
Nacionalidad Entidad
ESPAÑA
Tamaño de la entidad
Gran Empresa (>250)
Fecha concesión
01/10/2007
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Director: Enrique Iborra Grau (UPM)
  • Participante: Javier Malo Gomez (UPM)
  • Participante: Jimena Olivares Roza (UPM)
  • Participante: Jose Ignacio Izpura Torres (UPM)
  • Participante: Jesus Sangrador Garcia (UPM)
  • Participante: Marta Clement Lorenzo (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Microsistemas y Materiales Electrónicos
  • Departamento: Sistemas Electrónicos y de Control
  • Departamento: Ingeniería Electrónica
  • Departamento: Tecnología Electrónica
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