發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 05:56

【摘要】：近年來(lái),柔性電子器件以制作成本低、重量輕、彎曲性好、生物兼容等優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。其中,柔性MEMS器件以體積小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)也獲得了越來(lái)越多的關(guān)注。到目前為止,研究人員已經(jīng)開發(fā)出多種柔性MEMS器件,如薄膜體聲波諧振器、靜電驅(qū)動(dòng)器、換能器等。MEMS蘭姆波諧振器作為一種新型的技術(shù)也逐漸發(fā)展了起來(lái)。但是,由于復(fù)雜的制作工藝,直到目前還沒有關(guān)于柔性蘭姆波諧振器的相關(guān)報(bào)道。因此,圍繞柔性蘭姆波諧振器的設(shè)計(jì)研究具有十分重要的意義。與薄膜體聲波諧振器等其它MEMS器件相比,蘭姆波諧振器可以在同一片基底材料上實(shí)現(xiàn)多種不同頻率的器件。本論文介紹了通過轉(zhuǎn)移技術(shù)在同一片柔性襯底上制作出了三種不同結(jié)構(gòu)的蘭姆波諧振器,對(duì)于制作微型化的多頻率控制器件至關(guān)重要。論文首先介紹了壓電聲波諧振器的基本理論、蘭姆波諧振器的設(shè)計(jì)原理;引入等效模型對(duì)蘭姆波諧振器的性能指標(biāo)進(jìn)行分析;介紹了壓電薄膜的選擇以及柔性器件的制作方法。討論了柔性蘭姆波諧振器的制作工藝:首先討論了三種不同結(jié)構(gòu)的蘭姆波諧振器的特點(diǎn),并建立有限元仿真模型進(jìn)行分析;然后介紹了使用軟件進(jìn)行蘭姆波諧振器版圖設(shè)計(jì)的流程;隨后,論文以橫向場(chǎng)激發(fā)型蘭姆波諧振器為例詳細(xì)介紹了硅襯底上蘭姆波器件的加工流程;介紹了采用納米壓印的方法在柔性襯底上制作空腔的過程;之后描述了轉(zhuǎn)移平臺(tái)的搭建,蘭姆波器件從硅襯底上剝離及轉(zhuǎn)移到柔性襯底上的方法。最后,論文對(duì)制作出的柔性蘭姆波諧振器進(jìn)行電學(xué)測(cè)試:包括在不同彎曲條件及不同溫度條件下的性能測(cè)試;并將測(cè)試結(jié)果與基于硅襯底的蘭姆波諧振器進(jìn)行對(duì)比。
【圖文】：

成本的方向發(fā)展。而 SAW 器件的尺寸較大，不能很好地兼容藝，使其不能滿足進(jìn)一步的電路設(shè)計(jì)需求。因此，F(xiàn)BAR 以其體好等優(yōu)勢(shì)在應(yīng)用領(lǐng)域逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位。圖 1-2 是以聚合物柔性 FBAR。但是因?yàn)?FBAR 的諧振頻率是由其壓電薄膜厚度相同襯底上集成多頻率器件選擇陣列變得非常困難，而且提以 FBAR 的應(yīng)用也受到了限制。此外，高頻通信往往具有一如信號(hào)處理電路表現(xiàn)不佳，，晶體管等有源器件不能產(chǎn)生高的的普通電路必須用帶狀線和波導(dǎo)這樣的高頻技術(shù)代替等。而中射頻信號(hào)過度的橋梁，具有線性動(dòng)態(tài)范圍廣、失真度低，一致勢(shì)使得中頻信號(hào)的應(yīng)用前景非常廣泛。例如在通信電路中分離和提取頻率相近的信號(hào)，而濾波器的帶寬會(huì)隨著頻率的提果可以將信號(hào)轉(zhuǎn)換到較低的頻率，并進(jìn)行濾波，則可以獲得的選擇性。此外，由于受到尺寸及加工工藝限制，諸如 SAW 在中頻通信領(lǐng)域的應(yīng)用并不能夠發(fā)揮出較好的性能。

第 1 章 緒論是目前世界上唯一可以在單片硅片上實(shí)現(xiàn)頻帶從 10MHz 到數(shù) G質(zhì)、低阻抗等優(yōu)勢(shì)的技術(shù)。蘭姆波諧振器是通過壓電換能器將信底上從而激發(fā)蘭姆波，蘭姆波在諧振腔體內(nèi)部反射形成駐波引發(fā)振器的諧振頻率主要是由壓電叉指換能器的電極寬度以及叉指得在單片晶圓上通過光刻工藝制造不同頻率的蘭姆波諧振器成未來(lái)電子技術(shù)的微型化、集成化發(fā)展要求[14]。與傳統(tǒng)的硅基 ME相比，壓電叉指換能器的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低的動(dòng)態(tài)功率。壓電襯底是蘭姆波諧振器的另一重要組成部分，大多數(shù)常料有 PZT、ZnO、AlN 等，其中 AlN 以其與傳統(tǒng) CMOS 工藝良廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信領(lǐng)域[15]。此外，同其它的壓電材料相比，Al好的機(jī)械諧振特性，使得 AlN 在諧振器壓電襯底材料的選擇方勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN751.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 袁妍;劉敬成;吳海強(qiáng);費(fèi)小馬;劉仁;劉曉亞;;可用于印刷電子的水性CNTs導(dǎo)電材料及其在印刷電子器件上的應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2014年04期

本文編號(hào)：2675545