【摘 要】
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声表面波器件由于其具有高性能、小型化以及易于集成等优点而被广泛的应用在传感、通信等领域,近年来随着通信技术和物联网的迫切发展的需求,高性能的SAW器件的构建成为亟待解决的关键问题。高性能器件的实现离不开相关材料的性能提升和器件结构设计,因而进一步提高压电材料的声速、机电耦合系数,降低频率温度系数等性能和器件结构优化设计是实现高性能SAW器件的基础。本文采用Mg、Ta双元素共掺杂AIN薄膜的方法来提
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声表面波器件由于其具有高性能、小型化以及易于集成等优点而被广泛的应用在传感、通信等领域,近年来随着通信技术和物联网的迫切发展的需求,高性能的SAW器件的构建成为亟待解决的关键问题。高性能器件的实现离不开相关材料的性能提升和器件结构设计,因而进一步提高压电材料的声速、机电耦合系数,降低频率温度系数等性能和器件结构优化设计是实现高性能SAW器件的基础。本文采用Mg、Ta双元素共掺杂AIN薄膜的方法来提高其压电性能,并模拟构建SAW延迟线,具体研究内容如下:高压电性能AIN薄膜的制备。采用反应磁控溅射技术,使用金属Al靶,优化制备工艺条件和Mg-Ta共掺杂含量制备高压电性能的AIN薄膜,采用XRD和压电测试仪进行测试分析,在掺杂含量比为Mg:Ta=2:1总掺杂含量为7.31%时获得压电系数为12.3p C/N的Mg Ta-AIN压电薄膜,压电性能较掺杂之前提高了200%。氮化铝基SAW延迟线的仿真和构建。采用COMSOL软件,对SAW延迟线进行仿真,并做了传输特性研究,根据仿真结果并综合考虑确定器件结构和IDT图形。采用EBL、PVD技术制备器件单元,结果表明氮化铝薄膜掺杂之后的器件带宽提高了20%;在延迟距离为10λ,器件获得了最小的传播损耗,器件测试结果与仿真结果基本一致。
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