基于BN疊層結(jié)構(gòu)高頻SAW濾波器的構(gòu)建及研究.pdf

1、近年來(lái)，便攜式的信息通信設(shè)備被廣泛應(yīng)用到實(shí)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(shí)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(shì)，這使得高頻率、大功率的SAW濾波器越來(lái)越受設(shè)計(jì)者的青睞。
　　本論文首先設(shè)計(jì)一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)BN薄膜的工藝進(jìn)行優(yōu)化，例如：生長(zhǎng)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(dá)95％的BN薄膜。緊接著對(duì)AlN的工藝進(jìn)行了優(yōu)化

2、，包括生長(zhǎng)壓強(qiáng)和靶基距，生長(zhǎng)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(guò)PFM對(duì)其壓電性進(jìn)行測(cè)試，得出2層結(jié)構(gòu)的ZnO/BN薄膜壓電性能最強(qiáng)。根據(jù)剛度矩陣模擬BN厚度和ZnO厚度對(duì)傳播速度V以及機(jī)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(duì)回波損耗RLoss和傳播損耗PLoss的影響，為后續(xù)IDT的設(shè)計(jì)提供了參考。
　　最終，結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(cè)試結(jié)果很好的驗(yàn)證了模擬計(jì)算結(jié)果。ZnO/BN/Diamond多層膜結(jié)構(gòu)則實(shí)現(xiàn)了1.23GHz的高頻率。
　　本論文重點(diǎn)是基于BN疊層結(jié)構(gòu)（ZnO/BN和AlN/BN）

4、的設(shè)計(jì)，采用實(shí)驗(yàn)結(jié)合模擬的方法設(shè)計(jì)和構(gòu)建SAW濾波器，模擬指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬。在本論文中提高BN薄膜中c-BN含量至94.8%，實(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬的結(jié)果相互驗(yàn)證。通過(guò)本論文的相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(shí)為SAW器件的模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合提供