GIGASABAR

 

"Rezonatori de tip SAW si FBAR dedicati aplicatiilor in comunicatii pentru gama 2-6 GHz si in domeniul senzorilor, obtinuti prin tehnici de microprelucrare si nanoprocesare a semiconductorilor de banda larga (GaN si AlN)"
 
 

 

     


Rezumatul proiectului

Proiectul isi propune dezvoltarea tehnologiilor pentru realizarea de dispozitive cu unde acustice de suprafata (SAW) si de volum (FBAR), cu frecvente de lucru in domeniul gigahertzilor, utilizand straturi subtiri de semiconducori de banda interzisa larga (WBG), si anume AlN si GaN. Dezvoltarea in ultimii ani a tehnologiilor WBG, a deschis perspectiva realizarii unor rezonatori de tip SAW si FBAR cu frecvente de lucru in domeniul microundelor (spre deosebire de dispozitivele SAW clasice, realizate pe cuart, niobat de litiu, tantalat de litiu, cu frecvente de lucru in domeniul megahertzilor), permitand integrarea monolitica cu alte elemente de circuit si fiind compatibile cu tehnologiile MEMS. Proprietatile acestor semiconductori precum si tehnologiile de microprelucrare si nanoprocesare pe care le vom dezvolta vor permite obtinerea, pentru prima data, de frecvente de operare pana la 6 GHz. Aplicatiile directe carora  li se adreseaza acest proiect sunt sistemele WLAN 5.2 GHz si DCS 1.8 GHz precum si telefonia mobila generatia a 3-a si a 4-a (care va opera, dupa toate prognozele, in banda 3-6 GHz). De asemenea structurile de SAW si FBAR pot fi utilizate ca senzori chimici extrem de sensibili fiind deosebit de responsivi la masa de gaz adsorbita. Vom utiliza ca strat adsorbant nanotuburi de carbon (CNT). Cum sensibilitatea unor asemenea senzori este proportionala cu patratul frecventei (f2) este de asteptat o substantiala crestere a valorii  acestui parametru o data cu cresterea frecventei.
Desi s-au facut progrese enorme in ultimii ani, in tehnologia semiconductorilor de banda interzisa larga, exista inca numeroase probleme legate de calitatea straturilor subtiri semiconductoare din AlN sau GaN pe care ne propunem, macar partial, sa le solutionam. Fie ca sunt realizate prin tehnici de epitaxie cu fascicul molecular (MBE) sau MOCVD, fie ca sunt realizate prin sputtering, tehnologiile existente nu sunt suficient de mature pentru a putea asigura calitatea si reproductibilitatea straturilor cu care suntem obisnuiti in cazul tehnologiei siliciului si chiar a GaAs. Ne propunem obtinerea prin magnetron sputtering a unor straturi de AlN de foarta buna calitate (atat din punct de vedere structural, electric, cat si mecanic) pe plachete de siliciu de rezistivitate mare. Una din provocarile proiectului consta in obtinerea, prin microprelucrarea acestor plachete, a unor membrane de AlN cu grosimi submicronice, pentru a putea atinge dezideratele legate de frecventa de functionare a dispozitivelor FBAR ce se vor realiza. Aceste membrane vor trebui sa fie selfsustenabile, mai mult, sa poata sustine o metalizare, desi grosimea lor va trebui sa fie, conform estimarilor, mai mica de 0.5 µm. Pentru a mari frecventa de lucru a dispozitivelor SAW la valori pana la 6 GHz ne propunem sa realizam trasee metalice cu latime de ordinul 150-300nm utilizand tehnicile nanolitografice. Proiectul constituie o provocare nu numai pentru procedeele tehnologice ce vor fi abordate, dar si pentru tehnicile de modelare/proiectare care vor fi utilizate pentru aceste dispozitive. Proiectul se va finaliza cu 3 modele experimentale: un rezonator de tip SAW si un rezonator de tip FBAR pentru aplicatii in comunicatii avansate, domeniul 2-6 GHz. De asemenea se va realiza o structura de dispozitiv acustic (SAW sau FBAR) pentru aplicatii ca senzor chimic pentru etanol utilizand pentru adsorbtie nanotuburi de carbon (CNT).
       Consortiul este compus din doua institute nationale: IMT - unul din promotorii domeniului RF-MEMS pe plan european, coordonator al unui proiect european de succes in acest domeniu „MEMSWAVE”- FP4, coordonator al Centrului de excelenta FP7 „MIMOMEMS”, paricipant la o retea de excelenta FP6 in RF MEMS (AMICOM) si intr-un STREP in FP7 (MEMS 4 MMIC), INCD-FM - institut cu o expertiza de exceptie in stiinta materialelor), 2 universitati (UPB si UOC – ambele avand preocupari in domeniul RFMEMS, proiectare si caracterizare circuite de microunde) si un IMM, SITEX-45 care va avea ca rol principal legatura cu industria. Acest consortiu asigura masa critica necesara dezvoltarii acestei tematici, posibilitatea diseminarii in mediile universitare si premiza unor viitoare participari de succes in programele FP7