A Study on the Out-of-Band Rejection Improvement of TFBAR Ladder Filter using On-Wafer Inductors

In this paper, two types of thin nim bulk acoustic resonator(TFBAR) ladder filters are desisted and fabricated to analyze the effects of on-wafer inductor integration. To suppress the overmode phenomenon a 1 $\mu\textrm{m}$ thick air-gap is fabricated under the TFBAR and aluminum nitride is used for piezoelectric material, while platinum is employed for the top and bottom electrodes. The Tx filter in a duplexer, which usually has a steeper skirt characteristics o the right side of the passband, is designed with four serial and two shunt resonators, namely, a 4/2 stage. Similarly, the Rx filter is devised with a 3/4 stage to create a mirrored image of the Tx filter passband characteristics. Fabricated on-wafer spiral inductors with underpass reveals the Q factor of 5～9 at 2 ㎓. Inductor integrated filters have approximately 10 to 12 ㏈ out-of-band rejection improvement, when compared to the original filters.

기판상의 인덕터를 이용한 박막 공진 여파기의 대역 외 저지특성 개선 연구

본 논문에서는 기판상의 인덕터가 박막공진 여파기의 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 두 종류의 사다리형 박막공진 여파기를 설계 및 제작하였다. 여파기를 이루고 있는 박막공진기들의 압전물질은 AIN이고, 전극은 백금(Pt)으로 이루어졌으며 기판에 의한 오버모드(overmode) 현상을 제거하기 위하여 air-gap 형태로 제작되었다. 듀플렉서를 이루고 있는 송신용 여파기의 특성을 보이기 위해 4개의 직렬 공진기와 2개의 병렬 공진기로 이루어진 사다리형 4/2단 여파기가 제작되었으며, 수신용 여파기의 성능을 보이기 위해서는 3/4단으로 제작되었다. 여파기의 성능을 개선하기 위해 사용된 기판상의 인덕터들은 2 ㎓ 대역에서 약 5∼9 정도의 Q값 특성을 보였으며, 인덕터가 연결된 여파기는 연결되지 않은 경우에 비해 약 10∼12 ㏈ 정도의 개선된 대역외 저지특성을 보였다.