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声表面波(SAW)器件由于具有小型化、高可靠、多功能、一致性好等特点,在雷达、声纳、无线通信、光纤通信及广播电视系统中已获得广泛的应用。由于目前通讯器件朝着高频化发展,优良的高频声表面波器件基片必须具有高声速、高机电耦合系数、低传播损耗、高温度稳定性等特性。通过在压电材料与衬底之间加入高声速的金刚石膜层,可以提高声表面波传播速度,使声表面声波器件在不改变叉指换能器(IDT)线宽条件下,提高中心频率,以满足通信系统的高频需求。本研究采用金刚石为基片来提高声表面波速度,并选用压电性能优良的氮化铝(AlN)薄膜压电材料,开展了AlN/金刚石多层膜结构的声表面波器件基片的分析和研制。主要完成了以下几方面工作:首先,在理论方面研究薄膜生长机理,建立模型,对薄膜生长过程进行了计算机模拟,模型中考虑粒子的沉积、吸附粒子的扩散等过程。研究了粒子允许行走的最大步数对薄膜生长形貌的影响。结果表明:随温度升高,粒子行走步数增加,薄膜的生长经历了从分散到分形团聚的过程;粒子行走步数越小的情况下,薄膜越易趋向于分散生长。其次,本文利用CVD沉积金刚石膜,获得取向单一性较好和纯度较高的金刚石薄膜,并对金刚石膜进行表征分析;在AlN制备方面,课题采用射频磁控溅射法,通过改变工作气压,衬底温度,氩氮比等工艺参数,在单晶Si和金刚石两种衬底上分别生长出了高c轴取向的AlN薄膜。同时研究了退火工艺对薄膜影响,较为系统地探索了AlN薄膜的制备条件。采用XRD、SEM、AFM等多种测试手段对薄膜的微观结构特性进行测试分析,并对薄膜的电学性能及机械性能进行了考察。此薄膜具有高质量的纳米级结晶度,良好的表面平整度及高的电阻率,很好的满足了薄膜声表面波(SAW)器件的需要。通过对各沉积参数如工作气压、溅射功率、衬底温度和沉积时间的研究,得到AlN薄膜取向生长的一般规律,即在工作气压较低、溅射功率较高、衬底温度较高、沉积时间较长的条件下,有利于AlN薄膜沿(002)取向生长;反之有利于AlN薄膜沿(100)取向生长。本文的创新工作如下:1.在研究薄膜生长机理基础上,提出衬底缺陷和粒子移动步长对薄膜生长的影响,开发了薄膜生长的计算机模拟程序。2.使用超高真空射频磁控溅射系统,以AlN为压电材料,研究了制备AlN/金刚石多层膜结构高性能压电薄膜的工艺。