適用于聲表面波器件的ZnO-diamond多層膜的制備研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子設(shè)備信息處理量的擴(kuò)大，通信載波頻段必須向更高頻的頻率區(qū)移動(dòng)，聲表面波器件(SAWD)是現(xiàn)代無(wú)限移動(dòng)通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，其工作頻率f是由材料的聲表面波傳播速度V和波長(zhǎng)λ決定的，即f=V/λ：由于所采用的材料及加工工藝的限制，目前的聲表面波器件，其工作頻率很難達(dá)到GHz。金剛石具有非常高的聲表面波傳播速度，以它們作為襯底在現(xiàn)有的工藝條件下很容易制作出高頻低損耗的薄膜型SAWD，因此研究適用于高頻聲表面波器件的ZnO/diam

2、ond多層膜的制備具有重要的研究意義。
　　 本文采用直流等離子體噴射CVD法和射頻磁控濺射系統(tǒng)制備了ZnO/diamond多層膜的制備，并采用SEM、Raman、XRD及AFM等測(cè)試手段研究了不同的工藝參數(shù)對(duì)CVD金剛石膜、ZnO薄膜的影響。
　　 首先，采用直流等離子體噴射CVD法研究了襯底預(yù)處理、碳源濃度及襯底溫度對(duì)金剛石膜生長(zhǎng)的影響。研究表明，金剛石微粉對(duì)Mo襯底進(jìn)行研磨處理后，金剛石膜致密性和結(jié)合力得到改善。研

3、究還發(fā)現(xiàn)，在金剛石膜沉積過(guò)程中，襯底溫度和碳源濃度對(duì)金剛石膜生長(zhǎng)特性的影響也很大。最終在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，制備出完整、均勻且品質(zhì)較好的直徑60mm厚度1.4mm大尺寸金剛石厚膜，其膜厚不均勻性小于5％，生長(zhǎng)速率達(dá)到17μm/h。由SEM和Raman光譜分析結(jié)果可知，金剛石膜的結(jié)品性好，品質(zhì)高。
　　 接著，以直流等離子體噴射CVD法制備的金剛石膜作為襯底，在已拋光的金剛石襯底上制備的ZnO薄膜。結(jié)果表明，在襯底溫度為250℃

4、時(shí)，晶體顆粒比較均勻、緊密，表面更加平整，未出現(xiàn)晶粒團(tuán)聚體分布現(xiàn)象。通過(guò)XRD和測(cè)試還發(fā)現(xiàn)，250℃襯底溫度條件下所沉積的氧化鋅薄膜C軸取向更高，結(jié)晶性能更好。Ar/O2比對(duì)ZnO薄膜生長(zhǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，4:4、4:6比例下生長(zhǎng)的ZnO薄膜表面比較平整，顆粒較小、更加緊密、均勻，其顆粒粒徑約為40nm，當(dāng)Ar/O2比為4:4時(shí)，表面粗糙度最小，達(dá)到1.834nm。通過(guò)XRD測(cè)試表明，在金剛石膜襯底上生長(zhǎng)的ZnO薄膜具有高度C軸擇優(yōu)取向，而且