Etude des résonateurs MEMS à ondes de Lamb - Application au filtrage en fréquence intermédiaire dans les récepteurs de radiotélécommunication

Abstract

Dans l'optique d'améliorer les performances des récepteurs et émetteurs radio-fréquences (RF) en termes de consommation et d'intégration, les Systèmes Micro-Electro-Mécaniques (MEMS) sont de très bons candidats pour remplacer les composants classiques tels que les commutateurs RF, les résonateurs et les filtres. Un des axes de recherche est actuellement concentré sur la réalisation de résonateurs intégrables sur puce pour les fréquences intermédiaires (FI) dans le but de remplacer les classiques résonateurs et filtres SAW non intégrables. Les résonateurs piézoélectriques à ondes de Lamb (LWR) ont des caractéristiques particulièrement adaptées à cette problématique. Premièrement, ces dispositifs offrent des facteurs de qualité supérieurs à 2000. Deuxièmement, leur intégration est réalisable sur puces et est compatible avec la technologie BAW exploitée par les résonateurs et filtres RF. Troisièmement, les filtres constitués de LWR offrent des impédances d'adaptation (1-2 kΩ) favorables à la très faible consommation. La première partie de cette thèse a donc été focalisée sur la conception de ces dispositifs : étude technologique, modélisation des résonateurs et des filtres, conception des masques et réalisation basée sur la technologie du LETI. Les résonateurs ainsi obtenus atteignent des facteurs de qualité de 2300 (mesure dans l'air). De plus, nous avons réalisé les premiers filtres à couplage acoustique (LCRF) exploitant un guide d'onde entre LWR pour contrôler la bande passante. La seconde partie de la thèse a été orientée vers l'implémentation d'un LWR dans une architecture de réception à convertisseur ΣΔ passe-bande à temps continu. Nous avons ainsi montré qu'ils pouvaient remplacer avantageusement les résonateurs à réseau LC ou à transconductance GmC.