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文檔簡介
1、隨著電子通訊設(shè)備信息處理量的日益增大,通訊載波頻率必須向GHz或更高水平發(fā)展,因而多層膜結(jié)構(gòu)聲表面波(SAW)器件正因其高頻特性而備受學(xué)者關(guān)注。(100)AlN由于具有高聲速,(002)AlN具有高的機(jī)電耦合系數(shù),結(jié)合以上兩種晶向AlN薄膜的優(yōu)點制備多層膜結(jié)構(gòu),利用該結(jié)構(gòu)制成的SAW器件可以滿足器件高頻特性的需要。本文通過優(yōu)化工藝,制備優(yōu)質(zhì)(100)和(002)AlN薄膜,將兩種晶向AlN薄膜結(jié)合,制備出適合于SAW器件的多層AlN薄膜
2、結(jié)構(gòu)。
本文介紹了SAW器件概念、結(jié)構(gòu)、工作原理及其特點,根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀提出本文立論依據(jù)及主要工作。介紹了AlN薄膜的晶體結(jié)構(gòu)等基本知識,AlN薄膜的常用制備手段和濺射參量,簡述了AlN作為一種新型薄膜材料的應(yīng)用及展望。開展了以下研究工作:
首先,選用射頻磁控濺射制備(100)AlN薄膜,研究氮?dú)灞?濺射功率和工作壓強(qiáng)等工藝條件對AlN薄膜質(zhì)量的影響。結(jié)果表明在純氮?dú)鈼l件下濺射功率為150W,工作壓強(qiáng)為1.0
3、Pa時為最佳制備(100)AlN薄膜工藝參數(shù)。此外,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)襯底溫度300℃時可獲得良好擇優(yōu)取向,再進(jìn)行原位氮?dú)鈿夥胀嘶?h后可有效改善薄膜結(jié)晶性和緩解薄膜應(yīng)力,可制備出優(yōu)質(zhì)(100)AlN薄膜。
第二,為了解決難以在(100)AlN上直接沉積(002)AlN的難題,考慮在兩種晶向AlN之間添加Al緩沖層作為過渡。并將有無Al緩沖層對(002)AlN質(zhì)量的影響進(jìn)行對比。此外,將Al緩沖層濺射時間對(002)AlN薄膜質(zhì)量的影
4、響進(jìn)行研究,結(jié)果表明:成膜后的Al膜上的(002)AlN相對于成膜前Al膜上的(002)AlN有更好的結(jié)晶性和更低的表面粗糙度,而且隨著Al緩沖層濺射時間的增加,有助于改善(002)AlN薄膜結(jié)晶性和薄膜應(yīng)力的釋放,獲得了理想的(002)AlN/Al/Si多層膜結(jié)構(gòu)。
第三,基于優(yōu)化得到的(100)AlN薄膜作為襯底,結(jié)合可行的理論依據(jù)將(002)AlN/Al工藝沉積在(100)AlN薄膜襯底上來,優(yōu)化工藝設(shè)計出(002)Al
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