請用此 Handle URI 來引用此文件:
http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/36035
標題: | 薄膜體聲波濾波器與低雜訊放大器單晶片整合技術之研究 Study on the Monolithic Integration of Film Bulk Acoustic Wave Filters with Low Noise Amplifiers |
作者: | Chi-Ming Fang 方啟銘 |
指導教授: | 張培仁 |
共同指導教授: | 陳培元 |
關鍵字: | 薄膜體聲波共振器,薄膜體聲波濾波器,低雜訊放大器,微機電,積體電路,射頻元件,系統單晶片化, Film Bulk Acoustic Wave Resonator,FBAR,Film Bulk Acoustic Wave Filter,FBAW Filter,Low Noise Amplifier,LNA,CMOS,SoC, |
出版年 : | 2005 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 隨著無線通訊的發展,通訊相關元件扮演了相當重要的角色。而將兼具高頻特性與高 Q值的被動元件和積體電路整合,更是未來通訊發展之趨勢。本研究係為薄膜體聲波濾波器與積體電路整合技術之研究,主要研究內容為薄膜體聲波濾波器與低雜訊放大器整合之設計、模擬與製程及結果之分析,簡而言之,將膜體聲波濾波器與低雜訊放大器整合成單一晶片為本研究之首要任務。
晶片佈局配置中,訊號輸入至薄膜體聲波濾波器部分,由薄膜體聲波濾波器輸出端輸入低雜訊放大器,由低雜訊放大器輸出。薄膜體聲波濾波器,其結構主要是由多個薄膜體聲波共振器所組成,而共振器的個數、面積大小及配置則根據所需的濾波器特性做選擇。低雜訊放大器為前端射頻通訊電路不可或缺的元件之一,主要工作是將由通過濾波器之訊號作放大的動作,並避免雜訊被放大影響到訊號,以得到足夠強度的訊號。研究製程方面,低雜訊放大器係利用國家晶片系統設計中心之CMOS標準製程設計並下線,主要使用聯電0.18μm製程製作;而薄膜體聲波濾波器結構乃利用後製程方式完成,以整合於低雜訊放大器之電路中,設計中使用CMOS製程最上層金屬作為薄膜體聲波濾波器之結構懸浮空腔區域。 本研究所提出之方法,將可使體聲波濾波器濾波器與低雜訊放大器自一開始模擬單一平台整合設計到最後後製程可與CMOS標準製程整合,對主被動元件整合、加速系統設計、減少整合測試程序等均有重大幫助。在目前研究成果中,證實了FBAW filter 與LNA整合在單一晶片是可行的,其中最主要貢獻包含成功建立了一套能與CMOS標準製程整合的微機電製程,在整個後製程中完成後,CMOS製程電路並不會被破壞,對未來進行微機電元件與電路之整合,從設計到最後量測可作為一個實質上參考之依據。其次將薄膜體聲波元件和電路模擬架構在單一模擬平台上,自模擬分析設計能有一個整合性的設計,並對整合晶片的成功設計與量測有一個初步的結果。以此研究為基礎,可擴展將薄膜體聲波濾波器與其他積體電路元件整合成單一晶片,將對於未來射頻通訊元件之應用、無線及感測系統單晶片化以及系統單晶片(SOC)的整合亦具有重要的影響及貢獻。 With the rapid growth of communication market, system on chip (SOC) is a tendency of integration. However, passive devices are hard to be integrated owing to the natural loss of mechanism on Silicon. Film bulk acoustic wave filter (FBAW filter) has the potential to enable the fabrication of high quality filters integrated with RF CMOS circuit. In RF circuit, low noise amplifier (LNA) is an important component for amplifying the signal passed form RF band pass filter. So, the first destination of this project is to integrated FBAW filter with LNA by CMOS compatible process. The present inventions comprise the integrating technique of film bulk acoustic wave filter and RF circuit. The film bulk acoustic filter is composed of some film bulk acoustic wave resonator and the characteristic of film bulk acoustic wave filter is depended on the number and area size of film bulk acoustic wave resonators. The film bulk acoustic wave resonator can be realized by CMOS compatible post process by the use of the top electrode metal layer of CMOS standard process as definition area of etching cavity or bottom electrode of film bulk acoustic wave resonator. By this method, the CMOS compatible film bulk acoustic wave resonator can be integrated with RF circuit for communication application. In the achievement, prove that the monolithic integration of film bulk acoustic wave filters with low noise amplifiers is feasible. The most contribution that set up the fabrication-process compatible CMOS standard process of the FBAW filters, and the circuit is not hurt in the post process. Second, set up the integrated simulating Platform of the FBAW Filters and RF circuit, and Finish the design and Simulation of monolithic integration chip of film bulk acoustic wave filters with low noise amplifiers. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/36035 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 應用力學研究所 |
文件中的檔案:
檔案 | 大小 | 格式 | |
---|---|---|---|
ntu-94-1.pdf 目前未授權公開取用 | 3.77 MB | Adobe PDF |
系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。