【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片布图设计工艺，尤其涉及一种配置氧化镓saw滤波器的芯片及其设计优化方法。
技术介绍
1、saw(surface acoustic wave)滤波器主要利用半导体材料的压电性实现电-声转换，从而实现信号筛选的功能。saw滤波器具有尺寸小、重量轻、制作成本低、抗干扰能力强的特点，非常适合在雷达、移动通信、卫星导航等场合应用。滤波器是射频前端系统不可缺少的部件之一，随着5g、6g通信技术的发展，对saw滤波器芯片的需求正不断增加。
2、宽禁带半导体氧化镓(ga2o3)具有5种同分异构体，其中ε相是唯一具有压电性的结晶相。在2022年，z.m.chen和x.lu等人确定了ε-ga2o3的压电系数d33约为10.8-11.2pm*v-1，是aln的两倍，揭示了ε-ga2o3在压电器件制备方面的应用潜力[1]。
3、滤波器的设计要求串联谐振器的谐振频率与并联谐振器的反谐振频率接近，从而形成插入损耗较小的通带。压电材料普遍具有各向异性的特点，不同晶向的声速一般不一样，材料的声速和器件的叉指结构共同决定着谐振器的谐振频率，因此saw滤波器的设计和制作必须严格考虑器件的摆放方向问题。
4、目前，声波滤波器较为成熟的商用材料为铌酸锂和钽酸锂，两种材料的不同切型、不同晶向上声表面波的传播速度均不相同，滤波器芯片设计时一般要根据应用场景的需求选择不同的切型，让所有器件沿着面内某一方向平行摆放，使声波沿着同一固定的晶向传播，如：文献[2]使用铌酸锂材料,切向为15°yx；文献[3]使用x切向的铌酸锂；
5、滤波器包括设置在信号干路的若干串联谐振器21，以及设置在信号干路与地之间的若干并联谐振器22。一般常见有如图1所示的π型拓扑结构，如图6所示的l型拓扑结构，如图10所示的t型拓扑结构等。
6、谐振器在布局时不得不平行排列是指：由于传统压电材料中声波传播的各向异性，器件相同的叉指结构在不同方向得到的谐振频率是不同的，在这种情况下若改变谐振器的摆放方向，器件的谐振点将会偏移从而导致失配问题的出现，使滤波器的通带明显恶化。因此，在芯片布局的器件摆放时必须使长轴线方向互相平行，以保证所有谐振器的实际电学参数与设计中的一致，如图4、图9、图13、图17所示。
7、自声表面波器件的提出以来，受制于传统压电材料中声波传播的各向异性，滤波器中的saw谐振器一般只能沿着某一方向平行排列，这大大降低了芯片版图设计的灵活性。为满足器件平行摆放这一硬性要求，器件的布局、金属互连线的设计都受到许多限制，使裸片上产生许多冗余部分，这给芯片的制造增加了不可避免的成本。因而，工业上急需探索一种可以进一步缩小芯片尺寸、提高晶圆利用率的解决方案。
8、参考文献
9、[1]z.m.chen,x.lu,y.tu,w.chen,z.zhang,s.cheng,s.chen,h.luo,z.he,y.pei,and g.wang,“ε-ga2o3:an emerging wide bandgap piezoelectric semiconductor forapplication in radio frequency resonators,”adv.sci.,vol.9,no.32,nov.2022,art.no.2203927,doi:10.1002/advs.202203927.
10、[2]lu,z.；fu,s.；xu,z.；wang,w.；zhang,q.；zhang,j.；zhang,h.fractionalbandwidth up to 24％and spurious free saw filters on bulk 15°yx-linbo3substrates using thickness-modulated idt structures.micromachines 2022,13,439.
11、[3]zhou h,zhang s,wu j,zheng p,zhang l,xu h,et al.ultrawide-band sawdevices using sh0 mode wave with increased velocity for 5g front-ends.international ultrasonics symposium(ieee ius2021)2021.
12、[4]qian y,shuai y,wu c,luo w,pan x,zhang w.designed structures ofinterdigital electrodes for thin film saw devices.micromachines(basel)2023；14:1929.
13、[5]zhang l,zhang s,wu j,zheng p,zhou h,yao h,et al.high-performanceacoustic wave devices on litao3/sic hetero-substrates.ieee trans microwtheory tech 2023；71:4182-92.
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种配置氧化镓saw滤波器的芯片及其设计优化方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、本专利技术中所述设计优化方法，其特征在于，saw滤波器中至少两个谐振器的长轴之间形成非零夹角；所述saw滤波器中的所有谐振器均设有ε相氧化镓压电薄膜，且每一ε相氧化镓压电薄膜的晶面均为(001)。
3、所述非零夹角的取值范围为(0°,90°]。
4、所述saw滤波器的任一串联谐振器与任一并联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
5、所述saw滤波器的任一并联谐振器与任一并联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
6、所述saw滤波器的任一串联谐振器与任一串联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
7、本专利技术中所述一种配置氧化镓saw滤波器的芯片利用如上所述设计优化方法进行设计。
8、本专利技术中所述一种配置氧化镓saw滤波器的芯片及其设计优化方法，其优点在于，充分利用了ε-ga2o3压电薄膜给器件设计带来的灵活性，将滤波器的并联谐振器作适度旋转，规避了所有器件平行摆放时，由于排布方式制约所带来的版图面积优化幅度有限的问题。相比普通设计，芯片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.设计优化方法，其特征在于，SAW滤波器中至少两个谐振器的长轴之间形成非零夹角；所述SAW滤波器中的所有谐振器均设有ε相氧化镓压电薄膜，且每一ε相氧化镓压电薄膜的晶面均为(001)。
2.根据权利要求1所述设计优化方法，其特征在于，所述非零夹角的取值范围为(0°,90°]。
3.根据权利要求2所述设计优化方法，其特征在于，所述SAW滤波器的任一串联谐振器与任一并联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
4.根据权利要求2所述设计优化方法，其特征在于，所述SAW滤波器的任一并联谐振器与任一并联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
5.根据权利要求2所述设计优化方法，其特征在于，所述SAW滤波器的任一串联谐振器与任一串联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或90°。
6.一种配置氧化镓SAW滤波器的芯片利用如权利要求1至5任一项所述设计优化方法进行设计。
【技术特征摘要】
1.设计优化方法，其特征在于，saw滤波器中至少两个谐振器的长轴之间形成非零夹角；所述saw滤波器中的所有谐振器均设有ε相氧化镓压电薄膜，且每一ε相氧化镓压电薄膜的晶面均为(001)。
2.根据权利要求1所述设计优化方法，其特征在于，所述非零夹角的取值范围为(0°,90°]。
3.根据权利要求2所述设计优化方法，其特征在于，所述saw滤波器的任一串联谐振器与任一并联谐振器形成15°，或30°，或45°，或60°，或75°，或9...
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