隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,聲表面波（SAW）器件以其高頻、高功率、高可靠性及微型化等優(yōu)點(diǎn)廣泛的應(yīng)用到無(wú)線通訊、雷達(dá)以及日常消費(fèi)領(lǐng)域。如何提高聲表器件的中心頻率是目前通訊技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。金剛石由于具有最高的SAW速度,以金剛石為基底的多層膜結(jié)構(gòu)成為制備高頻SAW器件的突破口,同時(shí)壓電材料AlN、c-BN薄膜具有較高的SAW傳播速度,又歸屬于III-V族氮化物體系,與金剛石具有相近的晶格結(jié)構(gòu),因此本論文提出構(gòu)建c-BN/AlN/diamond結(jié)構(gòu)高頻SAW濾波器,并主要研究了如何通過退火制備高質(zhì)量（002）取向的AlN薄膜、AlN/c-BN復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)的工藝實(shí)現(xiàn)方法以及相應(yīng)的SAW器件的制備與測(cè)試。本課題首先利用退火工藝優(yōu)化了（002）取向的AlN薄膜,設(shè)計(jì)離位與原位兩種退火方式,對(duì)比了不同退火溫度對(duì)AlN薄膜的影響,通過XRD、AFM、PFM等方法研究了不同條件下AlN薄膜的晶向、形貌和壓電特性的變化,發(fā)現(xiàn)原位退火明顯優(yōu)于離位退火,當(dāng)退火溫度為500°C時(shí),薄膜具有最佳的（002）取向,同時(shí)具有最高的相對(duì)壓電系數(shù)d33=0.52V,并具體研究了該條件下AlN薄膜的極化保持特性,發(fā)... 

【文章來(lái)源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 SAW濾波器
        1.1.1 壓電效應(yīng)與聲表面波
        1.1.2 SAW濾波器的結(jié)構(gòu)與原理
        1.1.3 SAW濾波器研究現(xiàn)狀
        1.1.4 壓電材料
    1.2 薄膜SAW器件
        1.2.1 AlN薄膜SAW器件研究現(xiàn)狀
        1.2.2 c-BN薄膜SAW器件研究現(xiàn)狀
        1.2.3 AlN/c-BN結(jié)構(gòu)存在問題
    1.3 研究?jī)?nèi)容與研究意義
第二章 器件制備工藝及性能表征
    2.1 器件的制作流程
    2.2 器件制備工藝
        2.2.1 襯底準(zhǔn)備
        2.2.2 薄膜制備
        2.2.3 光刻工藝
        2.2.4 金屬層淀積
    2.3 薄膜結(jié)構(gòu)及性能表征
        2.3.1 厚度表征
        2.3.2 晶向表征
        2.3.3 結(jié)構(gòu)表征
        2.3.4 壓電性能表征
    2.4 器件性能表征
第三章 AlN薄膜制備及退火工藝
    3.1 離位退火
        3.1.1 晶向影響
        3.1.2 形貌影響
        3.1.3 壓電性能影響
    3.2 原位退火
        3.2.1 晶向影響
        3.2.2 形貌影響
        3.2.3 壓電性能影響
    3.3 優(yōu)化后AlN薄膜性能
        3.3.1 壓電響應(yīng)一致性
        3.3.2 薄膜極化特性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 AlN/c-BN疊層結(jié)構(gòu)制備及性能研究
    4.1 c-BN薄膜制備工藝及性能研究
        4.1.1 c-BN薄膜的制備
        4.1.2 c-BN薄膜的性能表征
    4.2 AlN/c-BN疊層結(jié)構(gòu)厚度優(yōu)化
        4.2.1 不同厚度的形貌表征
        4.2.2 不同厚度的壓電性能表征
    4.3 AlN/c-BN疊層結(jié)構(gòu)層數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 三層結(jié)構(gòu)特性分析
        4.3.2 四層結(jié)構(gòu)特性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 SAW濾波器的制備與研究
    5.1 器件設(shè)計(jì)
    5.2 光刻工藝
    5.3 器件測(cè)試
    5.4 AlN/c-BN疊層結(jié)構(gòu)器件特性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Texture of the nano-crystalline AlN thin films and the growth conditions in DC magnetron sputtering[J]. Shakil Khan,Muhammad Shahid,A.Mahmood,A.Shah,Ishaq Ahmed,Mazhar Mehmood,U.Aziz,Q.Raza,M.Alam.  Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[2]外場(chǎng)下NBT-KBT100x壓電薄膜疇變演化、保持特性及印記的研究[J]. 朱哲,鄭學(xué)軍,張丹書.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(07)
[3]IDT/AlN/LiNbO3結(jié)構(gòu)聲表面波濾波器模擬和分析[J]. 李健雄,楊成韜,王銳,陳運(yùn)祥,張樹人.  壓電與聲光. 2008(06)
[4]PT/PZT/PT鐵電薄膜的電疇結(jié)構(gòu)與極化保持特性[J]. 王龍海,于軍,趙素玲,鄭朝丹,王耘波,高峻雄.  中國(guó)科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2007(01)
[5]聲表面波器件的研究進(jìn)展[J]. 李暉,潘峰.  真空科學(xué)與技術(shù). 2001(05)

博士論文
[1]溶膠凝膠法制備外延壓電薄膜的相結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能[D]. 郁琦.清華大學(xué) 2014
[2]氮化鋁壓電薄膜的反應(yīng)磁控濺射制備與性能表征[D]. 畢曉猛.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014

碩士論文
[1]適用于高頻SAW器件高品質(zhì)AlN薄膜研究與表征[D]. 朱宇清.天津理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3519713