Пластины танталата лития на изоляторе (LTOI) представляют собой специально разработанные пьезоэлектрические тонкопленочные подложки, разработанные для устройств акустических волн следующего поколения, в частности фильтров поверхностных акустических волн с температурной компенсацией (TC-SAW), используемых в современных ВЧ-модулях внешнего интерфейса.

Структура LTOI сочетает в себе тонкий монокристаллический слой танталата лития (LiTaO₃) с изолирующим оксидным слоем и кремниевой подложкой. Эта усовершенствованная архитектура обеспечивает превосходное ограничение акустических волн, меньшие вносимые потери, повышенную температурную стабильность и улучшенные высокочастотные характеристики по сравнению с обычными пластинами из объемного танталата лития.

Технология LTOI стала ключевой материальной платформой для радиочастотных фильтров, используемых в смартфонах, инфраструктуре беспроводной связи, устройствах Интернета вещей и новых системах связи 5G/6G.

Что такое пластина LTOI?

Пластина LTOI представляет собой склеенную пьезоэлектрическую подложку, состоящую из трех функциональных слоев:

Тонкая пленка танталата лития (LiTaO₃)

Активный пьезоэлектрический слой, отвечающий за генерацию и распространение поверхностных акустических волн.

Изоляционный слой диоксида кремния (SiO₂)

Действует как звукоизоляционный слой, который подавляет утечку энергии и одновременно обеспечивает электрическую изоляцию.

Кремниевая пластина-носитель

Обеспечивает механическую поддержку, улучшенную обработку пластин и совместимость с процессами производства полупроводников.

Эта многослойная структура позволяет акустической энергии оставаться сконцентрированной внутри активного пьезоэлектрического слоя, что значительно повышает эффективность фильтра и производительность устройства.

Технология производства

Пластины LTOI обычно изготавливаются с использованием передовых технологий ионной резки и склеивания пластин.

Шаг 1: Ионная имплантация

Ионы водорода или гелия имплантируются в высококачественный кристалл танталата лития на контролируемую глубину для создания заданного слоя спайности.

Шаг 2: Склеивание пластин

Имплантированная пластина танталата лития прикреплена к кремниевой подложке посредством термически выращенного или осажденного слоя SiO₂.

Шаг 3: Термический отжиг

Контролируемый отжиг усиливает границу соединения и инициирует расщепление слоев вдоль плоскости имплантации.

Шаг 4: Тонкопленочный перенос и полировка

Перенесенная пленка танталата лития тщательно полируется для достижения превосходной однородности толщины и сверхнизкой шероховатости поверхности.

Этот процесс позволяет производить в масштабе пластины высококачественные тонкие пьезоэлектрические пленки, подходящие для современных радиочастотных устройств.

Ключевые преимущества

Отличная температурная стабильность

LTOI значительно уменьшает дрейф частоты, вызванный изменениями температуры окружающей среды, что делает его предпочтительной основой для фильтров TC-SAW.

Высокая электромеханическая муфта

Танталат лития обладает сильными пьезоэлектрическими характеристиками, что позволяет эффективно преобразовывать электрические и акустические сигналы.

Высокочастотная работа

Тонкопленочная архитектура поддерживает более высокие рабочие частоты, чем обычные подложки из объемного танталата лития, что делает ее подходящей для расширенных радиочастотных диапазонов.

Превосходная акустическая изоляция

Скрытый оксидный слой сводит к минимуму утечку акустической энергии в подложку, улучшая селективность фильтра, добротность (Q) и характеристики вносимых потерь.

Совместимость производства полупроводников

Пластины LTOI можно интегрировать в процессы изготовления на уровне пластин, обеспечивая масштабируемое и экономически эффективное массовое производство.

Типичные применения

ВЧ-фильтры

• Фильтры TC-SAW
• ПАВ-фильтры
• Дуплексеры
• Мультиплексоры

Устройства мобильной связи

• Смартфоны
• Таблетки
• Носимая электроника
• IoT-устройства

Беспроводная инфраструктура

• Базовые станции 4G LTE
• Оборудование связи 5G
• Малые сотовые сети
• Будущие системы связи 6G

Компоненты акустических волн

• Высокочастотные резонаторы
• Устройства обработки радиочастотных сигналов
• Компоненты прецизионного контроля частоты

Доступные характеристики

Почему стоит выбирать LTOI вместо объемного танталата лития?

Технология LTOI обеспечивает более совершенную платформу для производства компактных высокоэффективных радиочастотных фильтров, необходимых современным системам беспроводной связи.

Часто задаваемые вопросы

1. Каково основное применение пластин LTOI?

Пластины LTOI в основном используются для фильтров TC-SAW и SAW во входных радиочастотных модулях для смартфонов, оборудования беспроводной связи и высокочастотных электронных систем.

2. Почему пластины LTOI предпочтительнее для радиочастотных фильтров 5G?

Тонкопленочная структура обеспечивает превосходное акустическое ограничение, меньшие вносимые потери и улучшенную температурную стабильность, что является критически важным требованием для современных диапазонов связи 5G.

3. Можно ли настроить пластины LTOI?

Да. Толщина пленки, ориентация кристаллов, толщина оксидного слоя, диаметр пластины и характеристики поверхности могут быть настроены в соответствии с требованиями конструкции устройства.

Сопутствующий продукт

TFLN/TFLT на платформе SiPh для сверхбыстрых оптических модуляторов с низким энергопотреблением