微波谐振单元广泛应用于射频通信前端的发射/接收滤波器、时钟振荡部件和可调功率放大部件中。实现微波谐振单元小型化和集成化是解决目前射频通信前端发展瓶颈的关键问题之一。微波谐振单元的尺寸大小和谐振频率下的波长成正比。由于相同频率下声波的波长比电磁波波长少几个数量级,基于体声波谐振原理的压电薄膜复合结构能够解决微波谐振单元小型化的问题。此外,该结构的加工技术和COMS工艺相兼容,满足了微波谐振单元集成化的发展需求。因此,应用于微波谐振单元的压电薄膜复合结构逐渐成为近年来行业研究热点。压电薄膜复合结构由悬浮在硅衬底上的“金属电极/压电薄膜/金属电极”复合膜层构成。目前国内对该空腔型压电薄膜复合结构研究尚处于初步阶段,其原因是高质量的压电薄膜制备和不开裂的压电复合薄膜空腔结构难以同时实现。本论文解决了高性能压电薄膜制备和空腔结构中工艺实现的难点问题。论文提出的工艺方法具有易于实现、结构牢固、衬底损伤小、工艺步骤和IC芯片加工工艺兼容性好的特点。这些特点很好地满足了现代射频通信前端小型化、集成化的需求。本论文主要研究了电极材料上AlN薄膜的生长机理、影响高c轴取向低应力AlN薄膜制备的关键因素以及压电薄膜复合结构的工艺实现方法。首先,论文对压电薄膜复合结构设计原理和材料选择进行了讨论。论文推导了压电薄膜复合结构的声学模型及其电学阻抗表达式,分析了基于AlN的压电薄膜复合结构中材料厚度、介电常数、介质损耗、传播声速等因素对结构输出性能的影响,分析了复合结构的主要材料选择问题,为压电薄膜复合结构的设计提供了理论基础。其次,论文对高性能AlN压电薄膜材料的生长进行了理论和实验研究。该部分先采用计算机模拟的方式研究了(002)取向的AlN压电薄膜在金属Mo薄膜材料上的结构弛豫、态密度变化和最佳吸附位,建立了AlN压电薄膜复合结构中材料的理论生长模型。然后,本论文研究了射频磁控反应溅射中粒子能量、衬底温度和衬底材料等因素对AlN薄膜性能的影响。通过优化工艺条件,获得了高c轴择优取向的AlN压电薄膜,并对工艺优化后的压电薄膜纯度、介电性能和压电性能进行了分析。最后,论文对AlN压电薄膜复合结构工艺实现方法进行了研究。采用蒸发SiO2作为牺牲层,Mo作为电极材料,AlN作为压电材料,在硅衬底上形成图形化薄膜层,并通过氢氟酸湿法腐蚀释放牺牲材料,成功实现了空腔结构的释放。本部分重点讨论了复合结构工艺实现中的几个难点:牺牲层平坦化、AlN薄膜的刻蚀和牺牲层释放。