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文檔簡介
1、近年來,便攜式的信息通信設(shè)備被廣泛應(yīng)用到實際生活中,這使得電子產(chǎn)品向著微型化方向發(fā)展,而SAW器件是實現(xiàn)微型化的關(guān)鍵器件。另外,隨著低頻段的通信逐漸變得擁堵,高頻化是現(xiàn)在通信技術(shù)的發(fā)展趨勢,這使得高頻率、大功率的SAW濾波器越來越受設(shè)計者的青睞。
本論文首先設(shè)計一系列的實驗對BN薄膜的工藝進行優(yōu)化,例如:生長功率,脈沖偏壓,退火溫度等,得到了明顯的變化規(guī)律并成功制備出立方含量高達95%的BN薄膜。緊接著對AlN的工藝進行了優(yōu)化
2、,包括生長壓強和靶基距,生長出了(002)擇優(yōu)取向的AlN薄膜。然后制備基于BN薄膜的ZnO/BN疊層結(jié)構(gòu)和AlN/BN疊層結(jié)構(gòu),制備總厚度相同但層數(shù)不同的疊層結(jié)構(gòu),通過PFM對其壓電性進行測試,得出2層結(jié)構(gòu)的ZnO/BN薄膜壓電性能最強。根據(jù)剛度矩陣模擬BN厚度和ZnO厚度對傳播速度V以及機電耦合系數(shù)K2的影響,得到了明顯的變化規(guī)律。根據(jù)模擬結(jié)果選定BN厚度為0.1λ,ZnO厚度為0.17λ。根據(jù)導(dǎo)納矩陣求出器件的S參數(shù),利用Matl
3、ab編程模擬了IDT參數(shù)對回波損耗RLoss和傳播損耗PLoss的影響,為后續(xù)IDT的設(shè)計提供了參考。
最終,結(jié)合實驗以及模擬結(jié)果,分別基于Si襯底和Diamond襯底制備出了ZnO/BN多層膜結(jié)構(gòu)SAW濾波器,ZnO/BN/Si多層膜結(jié)構(gòu)的SAW濾波器的測試結(jié)果很好的驗證了模擬計算結(jié)果。ZnO/BN/Diamond多層膜結(jié)構(gòu)則實現(xiàn)了1.23GHz的高頻率。
本論文重點是基于BN疊層結(jié)構(gòu)(ZnO/BN和AlN/BN)
4、的設(shè)計,采用實驗結(jié)合模擬的方法設(shè)計和構(gòu)建SAW濾波器,模擬指導(dǎo)實驗,實驗驗證模擬。在本論文中提高BN薄膜中c-BN含量至94.8%,實現(xiàn)AlN薄膜(002)擇優(yōu)取向,所制備的疊層結(jié)構(gòu)壓電性均勻一致;模擬了ZnO/BN多層結(jié)構(gòu)的BN薄膜和ZnO薄膜厚度以及叉指參數(shù)。最終實驗結(jié)果與模擬的結(jié)果相互驗證。通過本論文的相關(guān)實驗研究,將有助于BN薄膜在SAW器件制備中的應(yīng)用,有利于提高SAW器件的頻率和穩(wěn)定性,同時為SAW器件的模擬與實驗相結(jié)合提供
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