基于Mo/SiO2布拉格声反射器的体声波谐振器的制备及其性能分析

采用射频反应磁控溅射法在p型(100)单晶硅衬底上交替沉积Mo/SiO2薄膜作为布拉格声学反射层,通过原子力显微镜(AFM)及扫描电子显微镜(SEM)分别表征声反射层薄膜的表面和截面形貌,研究溅射工艺条件对SiO2薄膜微观形貌的影响.采用MEMS工艺流程制备基于c轴择优取向AlN压电薄膜的SMR型谐振器.并对谐振器的S11参数进行测试分析,得到谐振器的中心频率为1.7 GHz,表明实验所制备的SMR型谐振器在质量传感方面具有一定的应用前景.     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

C轴倾斜AlN薄膜的制备研究

采用射频磁控反应溅射,利用两步气压法在Pt电极上制备C轴倾斜的AlN压电薄膜.用X射线衍射仪(XRD)分析两步气压下制备的AlN薄膜的择优取向,用扫描电镜(SEM)观察薄膜的截面形貌.实验结果表明在优化工艺参数条件下制备的AlN薄膜为C轴倾斜的柱状晶,且柱状晶与C轴的倾斜角度达到5°.并且初步探讨两步气压法制备C轴倾斜...     

C轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用直流磁控反应溅射法制备AlN薄膜.研究了靶基距、衬底温度和电极材料对AlN薄膜择优取向的影响.用XRD、AFM表征了AlN薄膜的结构、表面形貌.结果表明衬底温度为300℃、靶基距为3cm,在Pt电极上可沉积高质量的C轴择优取向AlN薄膜.     

ZnO压电薄膜的生长与应用

本文实验研究了ZnO压电薄膜的生长与表征,运用XRD和SEM测试了磁控溅射生长的ZnO压电薄膜的C轴择优取向生长情况和晶粒质量,比较了Si、覆盖在Si基底上的Al薄膜和SixNy薄膜三种材料衬底以及退火处理对ZnO薄膜的结晶质量的影响。还开发了仍然采用Al作为底电极但用一层SixNy薄膜与ZnO层隔离的MEMS压电器件的微制造工艺,以满足生长高质量的ZnO压电薄膜并与CMOS工艺兼容的要求。     

基于AlN压电层的薄膜体声波谐振器

以AlN薄膜为压电层,采用体硅微细加工工艺制备背空腔型结构薄膜体声波谐振器.材料测试结果表明,在优化溅射工艺下沉积的AlN薄膜具有(002)择优取向及良好的柱状晶结构.扫描电镜表征结果证实所制得空腔背部平滑且各向异性较好.用网络分析仪测试可知,所制得的谐振器具有较好的频率特性:谐振频率为2.537 GHz,机电耦合系数3.75%,串、并联品质因数分别为101.8、79.7.     

用一维Mason模型模拟薄膜体声波谐振器研究

采用一维Mason模型,研究体声波谐振器的频率特性,探讨压电薄膜AlN和上电极膜厚对谐振频率的影响,研究谐振区域的面积和声能在衬底中的损耗对品质因数的影响.     

协同共振型薄膜体声波谐振器研究

随着通信行业和微电子技术的快速发展,以及第5代移动通信技术(5G)的发展趋势越来越明晰,对高频段的微型化射频滤波器的性能提出了更高的要求.生产基于体声波谐振器的滤波器成为最具有应用前景的技术.基于大量研究,总结了固体装配型的体声波谐振器(Solidly Mounted Bulk Acoustic Resonator,SMR)的制备优化技术,在压电薄膜粗糙度优化的技术基础上,提出了AlN-ZnO协同共振型SMR器件,解决了氧化锌薄膜压电性能不佳、c轴择优取向较弱的问题,制备了相应的AlN-ZnO协同共振型SMR,取得了较好的器件性能参数.串联谐振点品质因数Qs为616.2,并联谐振点品质因数Qp为429.4,机电耦合系数k2eff为2.27%.为SMR的制备和量产提供了一个创新的方案.     

Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的取向生长及其铁电介电特性研究

用sol-gel工艺直接在Pt/Ti/Si O2/Si衬底上制备出了a轴择优取向(α(100)=62%)和高c轴取向(α(100)=96%)的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜.发现BNdT薄膜的铁电介电性能强烈依赖于晶粒取向.a轴择优取向BNdT薄膜的2Pr和εr值最高,分别为65μC/cm2和343(100kHz处);随机取向薄膜的2Pr和εr值为34μC/cm2和331;而高c轴取向薄膜的2Pr和εr值最低,分别为23μC/cm2和218.上述结果表明,BNdT的自发极化矢量靠近a轴.纯a轴取向BNdT薄膜的2Pr值可估算为84μC/cm2.     

射频功率对射频磁控反应溅射制备AlN薄膜的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了AlN薄膜,通过控制工艺参数可以沉积出不同择优取向的AlN薄膜,各工艺参数中射频功率对其择优取向的影响最大.XRD表征了AlN薄膜的结构,进而选择出最优射频功率.     

基于AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波传播特性

金刚石材料具有最高的声速,与压电薄膜相结合可获得高声速的声表面波器件。该文以改进的传输矩阵计算方法系统研究了12种不同边界条件下AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波波速和耦合系数与AlN和LiNbO3厚度的关系。结果表明:AlN/LiNbO3/diamond的一阶声表面波在一定范围内可保持约9km/s的波速而不随LiNbO3和AlN的厚度而变化;其中4种结构的一阶声表面波耦合系数均可达到8%以上,且可在多种厚度组合下获得。结果显示:AlN/LiNbO3/diamond叠层结构兼具AlN/diamond结构的高声速和LiNbO3/diamond结构高耦合系数的特点,而其一阶波模的稳定波速的特点可克服现有AlN/diamond和LiNbO3/diamond结构的波速与膜厚强关联的缺点,在未来的高频率、高速率无线通信系统中具有潜在的应用价值。     

Influence of substrate metals on the crystal growth of AlN films

AlN films were deposited by reactive radio frequency (RF) sputtering on various bottom electrodes, such as Al, Ti, Mo, Au/Ti, and Pt/Ti. The effects of substrate metals on the orientation of AlN thin films were investigated. The results of X-ray diffraction, atomic force microscopy, and field emission scanning electron microscopy show that the orientation of AlN films depends on the kinds of substrate metals evidently. The differences of AlN films deposited on various metal electrodes are attributed to the differences in lattice mismatch and thermal expansion coefficient between the AlN material and substrate metals. The AlN film deposited on the Pt/Ti electrode reveals highly the c-axis orientation with well-textured columnar structure. The positive role of the Pt/Ti electrode in achieving the high-quality AlN films and high-performance film bulk acoustic resonator (FBAR) may be attributed to the smaller lattice mismatch as well as the similarity of thermal expansion coefficient between the deposited AlN material and the Pt/Ti electrode substrate.     

氮化铝薄膜对金属膜电阻器性能的影响

本文采用射频反应溅射法在电阻瓷体表面和微晶玻璃片上淀积一层具有择优取向的A1N薄膜,然后再在其上淀积金属电阻膜(80％Ni,20％Cr)或Fe-Al-Si-Cr合金粉。对电阻器进行了功率老化、高温存贮、热冲击、短时过载等可靠性试验,测量了其TCR和表面温升。由于A1N材料的优良导热和钝化特性,使具有A1N薄膜的电阻器性能得到很大提高。文中还讨论了A1N材料改善电阻器特性的微观机理。     

AlN压电薄膜微晶择优取向对其介电常数的影响

本文从声场理论出发,将各晶粒的电位移矢量D视作对有效介电常数有独立贡献的矢量,采用Bond矩阵法进行张量变换,并对各晶粒的贡献进行空间平均,得出AlN压电薄膜微晶择优取向对其介电常数影响的分析结果。     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

AlN/Al多层膜的红外反射谱研究

分析了含极薄金属膜的多层膜的红外反射谱，给出了一般的分析方法，包括：极薄金属膜的光学常数与膜厚的关系；岛状薄膜的光学常数与几何尺寸的关系；并进一步分析了多层膜中的表面电磁振动模及其对反射谱的影响．针对ＡｌＮ／Ａｌ多层膜的计算所得结果与实验相一致     

美国五代战斗机座舱透明件技术的应用进展

 概述了美国五代战斗机座舱透明件技术的应用进展。美国第一代、第二代、第三代战斗机座舱透明件正面风挡是增强无机玻璃/胶片/增强无机玻璃材料结构,正面两侧是弧形有机玻璃风挡,后部分是有机玻璃座舱盖,仅有防弹及提供飞行员视野观察等基本功能,未采用任何功能膜层。美国第四代战斗机座舱透明件风挡采用有机玻璃/胶片/聚碳酸酯材料多层结构或聚碳酸酯多层结构,早期采用了耐磨功能涂层,后期部分型号采用了隐身功能膜层。美国第五代战斗机座舱透明件采用了单层聚碳酸酯材料结构、有机玻璃/胶片/聚碳酸酯材料层合结构,全部采用了隐身功能膜层。隐身技术将向全天候、全方位、超宽隐身频带、智能化方向发展,未来的战斗机将具备超宽频电磁、红外、声、激光、视频等全方位的超级隐身性能。提出了隐身技术可能会发展到采用金属网栅等为代表的超低电阻高透过率超结构隐身材料、超材料隐身、隐身无人机等方向。