SMR-FBAR壓電堆用Mo及AlN薄膜材料的研究.pdf

1、薄膜體聲波諧振器(FBAR)具有頻率高,體積小,功率大及與半導體工藝兼容的特點,符合現代通訊器件GHz工作頻率級的要求。固貼式薄膜體聲波諧振器(SMR-FBAR)由于具有較高的機械穩(wěn)定性,是FBAR未來的發(fā)展趨勢。Mo電極薄膜材料及AlN壓電薄膜材料是SMR-FBAR的重要組成部分,因此對這兩種材料的性能進行研究有著重要意義。
　　針對電子行業(yè)中對于元器件用薄膜材料制備方法的規(guī)范,本文利用磁控濺射通過改變襯底溫度、濺射功率、濺射氣

2、壓及氣體流量比等工藝方法來制備Mo及AlN薄膜材料,利用XRD、AFM、SEM、表面輪廓儀、四探針電阻測試儀、納米壓痕、XRR、XPS、PFM及阻抗儀等方法對薄膜的微觀結構、表面形貌、膜厚、電阻率、楊氏模量、密度、組成、壓電性能及介電性能進行了研究。
　　電極薄膜材料作為SMR-FBAR的重要組成部分,其性能也會對器件有著重要影響。Mo由于具有較低的密度、較低的電阻率、較大的聲學阻抗被認為是SMR-FBAR的比較合適的電極材料。本

3、文利用磁控濺射以高純Mo作為靶材,制備出了Mo電極薄膜材料,研究了不同工藝參數對Mo薄膜的結構、表面形貌、膜厚、電阻率及聲阻抗特性的影響。分析結果表明在濺射氣壓為0.5Pa、襯底溫度為600℃沉積的薄膜結晶性較好,表面粗糙度較小,電阻率較低,聲阻抗較大,采取較低的濺射氣壓在不同的襯底溫度都可以制備出厚度較小的鉬薄膜。
　　壓電薄膜是SMR-FBAR的核心材料,AlN由于具有較高的縱波聲速,較低的固有損耗,化學性質穩(wěn)定等優(yōu)點被認為是

4、SMR-FBAR理想的壓電薄膜材料。本文利用反應磁控濺射以高純的Al靶及高純的氮氣做反應物制備出了AlN壓電薄膜材料,并研究了其結構、組成、表面形貌、力學、壓電及介電性能。分析結果表明所制備的AlN薄膜形成了納米晶結構,表面致密,力學性能和電學性能均較好,較大的濺射功率使薄膜中的Al-N鍵成分更多,表面粗糙度更小,硬度和楊氏模量更大,壓電系數和介電常數也更大,最高的壓電系數可達到4.89pmV-1,介電常數可達到8.56。
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