Détails

Nouveaux filtres RF adaptés à un fonctionnement en fréquence 5G

Nouveaux filtres RF adaptés à un fonctionnement en fréquence 5G basés sur des films épitaxiaux LiNbO3 ou LiTaO3 cultivés directement sur des substrats en Si

CONTEXTE

Les systèmes de communication et la transmission sans cesse croissante d'informations via différents canaux, aujourd'hui en 4G et après demain en 5G
et au-delà dans un avenir proche, nécessitent de plus en plus de percées technologiques.
Cela implique de plus en plus de bandes de radiofréquences (RF) et de circuits RF plus complexes sans augmenter la taille totale des systèmes. Les filtres RF conventionnels basés sur les ondes acoustiques de surface (SAW) sont limités à une fréquence opérationnelle de 3,5 GHz. Les résonateurs acoustiques en
vrac à couche mince (TFBAR) à base de nitrates de films d'aluminium, sont limités à leur couplage électromécanique (7,5%) limitant leur fréquence de
fonctionnement à 4 GHz. Ainsi, de nouveaux matériaux appropriés à faible perte sont nécessaires avec un couplage électromécanique plus grand pour obtenir une bande passante et des fréquences plus grandes.

 

DESCRIPTION

Cette invention concerne les filtres à résonateur acoustique en vrac (FBAR) ou les filtres à résonateur multi-bande spectrale (SMR).
L'innovation propose le dépôt en couche directe de LiNbO3, LiTaO3 et de leurs dérivés avec des orientations 33 ° Y et X sur des substrats en Si.
L'orientation 33 ° Y et X de LiNbO3 présente un intérêt particulier pour les applications basées sur les ondes acoustiques de volume (BAW).
Leur couplage électromécanique élevé permettra d'obtenir une large bande passante (> 10%) des filtres BAW fonctionnant à des fréquences> = 5 GHz ou
de fabriquer des filtres avec des fréquences accordables à des fréquences opérationnelles standard (environ 2 - 3 GHz).

 

AVANTAGES COMPETITIFS

Capable de fonctionner à des fréquences standard (2-3 GHz) et à une fréquence ≥ 5 GHz (jusqu'à 10 GHz en ajustant le film
d'épaisseur) et / ou avec une bande passante relative supérieure à 10%.
Processus épitaxial permettant un très bon contrôle des épaisseurs de film
Étape d'optimisation du dépôt direct des couches dans l'exécution du processus
Compatibilité avec le traitement standard TFBAR et SMR

 

MARCHES ET APPLICATIONS

Marchés

Information & Communication
Navigation automobile
Système de péage
Instruments médicaux
Toutes industries
Militaire
Appareils électroménagers

 

STADE DE DEVELOPPEMENT

Technologie démontrée dans un environnement simulé (TRL 5)

 

EQUIPE DE RECHERCHE

Laboratoire FEMTO-ST

 

PROPRIETE INTELLECTUELLE

Dépôt de brevet en cours

 

PARTENARIAT RECHERCHE

Licence ou cession de brevet

 

CONTACT

Abdelkader GUELLIL
Chargé de Développement
+33 (0)6 26 61 89 06
abdelkader.guellil@sayens.fr

 

Fiche

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New RF filters suitable for 5G frequency operation based on LiNbO3 or LiTaO3 epitaxial films directly grown on Si substrates

CONTEXT

Communication systems and continuously increasing transmission of information through different channels, today in 4G and after
tomorrow in 5G and beyond in close future, require more and more technology breakthrough.
This implies more and more radio frequency (RF) bands and more complex RF circuits without increasing the total size of the systems.
Conventional RF filters based on Surface Acoustic Wave (SAW) are limited to 3,5 GHz operational frequency. Thin Film Bulk Acoustic
Resonator (TFBAR) based on nitrate of aluminium films, are limited to their electromechanical coupling (7,5%) limiting their operational
frequency to 4 GHz. Thus, new suitable low loss materials are needed with larger electromechanical coupling to achieve larger bandwidth and
frequencies.

 

DESCRIPTION

This invention concerns Film Bulk Acoustic Resonator (FBAR) filters or Spectral Multiband Resonator (SMR) filters.
The innovation proposes the direct layer deposition of LiNbO3, LiTaO3 and their derivatives with 33°Y and X- orientations on Si substrates.
33°Y- and X- orientation of LiNbO3 presents particular interest for the applications based on volume acoustic waves (BAW).
Their high electromechanical coupling will allow to achieve large passband (> 10 %) of BAW filters operating at frequencies >= 5 GHz or
to fabricate filters with tunable frequencies at standard operational frequencies (around 2 – 3 GHz).

 

COMPETITIVE ADVANTAGES

Able to operate at standard frequencies (2-3 GHz) and frequency ≥ 5GHz (up to 10GHz by adjusting the thickness film) and/or with
relative bandwidth in excess of 10%.
Epitaxial process allowing very good control of the film thicknesses
Direct layer deposition optimizing step in process run
Compatibility with TFBAR and SMR standard processing

 

MARKETS & APPLICATIONS

Markets

Information & Communication
Automotive navigation
Toll system
Medical instrument
All industry
Military
Household appliance

 

DEVELOPMENT STAGE

Technology demonstrated in a simulated environment (TRL 5)

 

RESEARCH TEAM

Laboratory FEMTO-ST

 

INTELLECTUAL PROPERTY

Patent under deposition

 

TARGET PARTNERSHIP

Patent licensing/cession

 

CONTACT-US

Abdelkader GUELLIL
Business Development Manager
+33 (0)6 26 61 89 06
abdelkader.guellil@sayens.fr

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