介電可調BMN薄膜及變容管制備研究.pdf

1、微波通信技術的迅猛發(fā)展要求微波介質材料具有更優(yōu)異的介電性能。鉍基立方焦綠石結構薄膜材料鈮酸鉍鎂Bi1.5Mg1.0Nb1.5O7(BMN)具有介電調諧特性，其介電常數(shù)隨外加偏置電場的變化，利用這一性質可制成薄膜介質變容管，應用于各種微波壓控電路中。BMN薄膜為非鐵電材料，具有良好的溫度穩(wěn)定性，其介電損耗較低，并具有適中的介電常數(shù)值及較高介電調諧潛力，在微波領域有廣泛的發(fā)展前景。
　　本文通過磁控濺射法在Pt/Ti/Al2O3基片上

2、制備BMN薄膜，研究了基片溫度、濺射功率、濺射氣氛以及氣氛總壓對BMN薄膜的結構、結晶情況、表面形貌以及介電性能的影響，優(yōu)化了BMN薄膜的制備工藝。并通過微細加工技術研制了BMN薄膜介質變容管，研究了BMN薄膜的集成化工藝。研究的主要結果如下：
　　在500℃～700℃溫度范圍內BMN薄膜的結晶情況及介電性能隨基片溫度的升高而提高；低濺射功率下制備的BMN薄膜耐壓特性較差，高濺射功率下薄膜的介電性能及耐壓特性較好；濺射氣氛氧氬比對

3、BMN薄膜的相結構及結晶情況沒有明顯影響；高氣氛總壓有利于提高BMN薄膜的介電性能。通過分析優(yōu)化BMN薄膜的濺射制備工藝，制備了較高介電調諧率、低介電損耗的BMN薄膜。優(yōu)化的BMN薄膜制備工藝條件參數(shù)為：基片溫度675℃、250W濺射功率、濺射氣氛O2:Ar比為15:85、氣氛總壓為5Pa。制備出了介電常數(shù)值為119、介電損耗為0.008、介電調諧率為30％的BMN薄膜。
　　利用得到的優(yōu)化的BMN薄膜制備工藝條件參數(shù)，通過微細加