Integrating of lithium niobate in the silicon technologies to high frequency and ultra wideband RF filter applications.

Ce mémoire traite de l’étude et de la réalisation de composant à ondes élastiques de volume (BAW) pour des applications de filtrage pour des applications dans la 5G. Nous y étudions différentes structures de résonateurs et de filtres à éléments d’impédance centrés à 5.89 GHz, correspondant à la fréquence centrale de la bande 802.11p pour le V2X, de bande passante relative supérieure à 10% réalisés sur des substrats de silicium. De façon à tenir les contraintes de dépôt du LiNbO3, la structure SMR a été étudié en utilisant un miroir de type oxyde/oxyde. Tout un travail d’optimisation de dépôt a alors été entrepris dans le but d’obtenir un procédé de fabrication le plus fiable possible. De façon à caractériser les couches déposées, plusieurs étapes ont été réalisées. La première fut la réalisation de résonateur SAW par dépôt de LiNbO3 sur des substrat de saphir pour valider le process de dépôt. Il a été montré que ces structure permettaient d’atteindre des fréquence de l’odre de 5 GHz tout en ayant un couplage allant jusqu’à 8%. La second fut la mesure de polarisation spontanée des couches déposés sur des wafers silicium qui montre une bonne qualité des couches prouvant l’efficacité de la méthode de dépôt.This thesis deals with the design and realization of bulk elastic wave (BAW) components for filtering applications for 5G applications. We study different structures of resonators and filters with impedance elements centered at 5.89 GHz, corresponding to the center frequency of the 802.11p band for V2X, with a relative bandwidth greater than 10% made on silicon substrates. In order to cope with LiNbO3 deposition constraints, the SMR structure was studied using an oxide/oxide mirror. A whole work of depot optimization was then undertaken in order to obtain the most reliable manufacturing process possible. In order to characterize the deposited layers, several steps have been performed. The first was the realization of SAW resonator by deposition of LiNbO3 on sapphire substrate to validate the deposition process. It has been shown that these structures make it possible to reach frequencies of the order of 5 GHz while having a coupling of up to 8%. The second was the spontaneous polarization measurement of the layers deposited on silicon wafers which shows good film quality proving the efficiency of the deposition method