脉冲磁控溅射法制备石英晶体谐振器的研究

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石英晶体谐振器是一种提供基准时基的器件。它具有极高的频率稳定度,常用来作为频率控制和频率基准,在军用通信装置和科研仪器设备中占有重要地位,而且在民用方面也得到了非常广泛的应用。石英晶体谐振器的制造工艺对谐振器的性能有着极大的影响,因此完善谐振器的加工工艺有着十分重要的意义。在石英晶体谐振器一般的生产工艺中,真空镀膜技术是对频率稳定度起着关键作用的生产步骤,而现阶段人们在制造过程中主要采用的是真空蒸发镀膜技术,该镀膜技术存在膜厚不易精确控制、淀积薄膜不均匀等诸多缺点,所以有必要对传统的制造方法加以改进,尝试用新的方法去提高石英谐振器的性能参数。本文分析了脉冲磁控溅射的基本原理,成功地在石英晶片上沉积了铝膜,对沉积速率与溅射工艺参数之间的关系作了深入的分析,以达到沉积一定厚度Al膜的目的。由于石英谐振器对电极薄膜的质量要求很高,要得到致密、平整的薄膜,必须严格控制溅射工艺参数。除此之外,对直流磁控溅射和脉冲磁控溅射两种情况下得到地Al膜的表面形貌,以及粗糙度作了比较。分析了石英谐振器薄膜电极与谐振器等效参数之间的关系,确立了电极的设计方法,深入分析了薄膜电极厚度与石英谐振器频率之间的关系。在此基础之上,利用脉冲磁控溅射法成功地实现了对石英谐振器频率的调整。
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