C轴取向ZnO薄膜的制备及SAW滤波器的研制

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本论文应用射频磁控溅射方法制备了良好的C轴取向的ZnO薄膜,摸索了最佳的溅射工艺参数,并对所制备薄膜的结构、电学性能进行了测试分析。在制备优质C轴取向ZnO薄膜的基础上,摸索了ZnO薄膜的光刻工艺,制作了ZnO薄膜的声表面波(SAW)滤波器,并对其进行了测试分析。利用耦合模理论对滤波器叉指电极结构进行了设计。 研究了溅射参数(溅射气压,氧氩比,靶基距等) 对 ZnO 薄膜的结构及性能的影响,确定了制备声表面波滤波器用 ZnO 薄膜的最佳溅射工艺参数。研究表明:所制备的ZnO薄膜具有高的C轴择优取向,晶粒形状规则,大小均匀,薄膜结构致密,无孔洞,表面平整,内应力小。薄膜的电学性能研究表明:薄膜介电常数小,介电损耗低,当施加-5V~5V 的外场偏压时,漏电流在 10<-10>~10<,-6>A 之间变化。薄膜体电阻率为8.7×10<6>Ω·cm,压电系数d<,33>为8.5pC/N,是制备声表面波滤波器的理想材料。 在器件的设计和制作方而,详细讨论了 IDT/ZnO/Pt/Ti/SiO<,2>/Si结构滤波器制备的工艺流程,并对 ZnO 薄膜上的光刻工艺进行了研究,确定了最佳工艺参数,采用剥离技术使用剥离胶制作了声表而波(SAW)滤波器又指电极,金相显微镜观测结果表明:又指电极表面平整,边缘整齐,线条清晰良好,无连指断指等情况。使用矢量网络分析仪对所制备的 SAW 滤波器进行了测试,中心频率为 146.8MHz,声表面波传播速度为5872m/s。 应用耦合模理论,以横向耦合谐振滤波器为例分析了改进结构的声表面波滤波器的原理与结构,提出了三种改进滤波器的设计思想与设计方法,为进一步提高器件的性能打下了良好的基础。
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