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与传统的介质滤波器和声表滤波器(SAW)相比,基于薄膜体声波谐振器(FBAR)技术的滤波器具有体积小、工作频率高、插入损耗低、带外抑制大、Q值高、功率容量大、温度系数低、抗静电冲击能力强以及与半导体工艺兼容等优点,作为GHz频段带通滤波器的一种解决方案, FBAR已显示出广阔的应用前景。压电薄膜是FBAR研制的关键,氮化铝(AlN)由于具有介电损耗小、机电耦合系数高、热膨胀系数与Si、GaAs等常用半导体材料相近等优异性质,而成为FBAR研制的首选材料。从目前的研究结果来看,AlN薄膜的质量极大地影响着FBAR及其滤波器的性能,其中,AlN薄膜的织构程度、结晶完整性对FBAR器件性能的影响最大,为此,人们围绕如何生长单一c轴取向的AlN薄膜开展了大量研究。本论文采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法,在蓝宝石衬底、Mo/Si衬底以及ZrN/Si衬底上沉积AlN薄膜,系统研究了工艺参数等对AlN薄膜晶体结构、微观组织、介电性能与压电特性的影响规律,主要研究成果如下:首先,本论文在蓝宝石(0001)衬底上采用MOCVD生长AlN薄膜,系统研究了衬底温度、三甲基铝(TMA)和氨气(NH3)的流量、反应室总压等工艺参数对AlN薄膜取向的影响规律,通过优化工艺参数,成功制备出了高度c轴取向、具有六方纤锌矿结构的AlN外延薄膜;其(0002)衍射峰的摇摆曲线半高宽(FWHM)达到了0.10°,AlN与Al2O3的面内关系为AlN[301?3]//Al2O3[33 2?9];椭圆偏振法测量出AlN薄膜的折射率介于2.0到2.4之间。其次,本论文采用直流磁控溅射法在Si(111)基片上生长Mo薄膜,在优化条件下成功制备出了(110)择优取向的Mo薄膜。在此基础上,本论文进一步在Mo/Si衬底上采用MOCVD生长AlN薄膜,在950℃到1050℃的温度范围内成功制备出了c轴择优取向的AlN薄膜;介电常数介于8.9到11.8之间;损耗介于1.0%到2.0%之间;压电系数介于2.1到2.9之间。最后,由于Mo电极上生长的AlN介电损耗过大,本论文选择ZrN作为新的底电极材料。通过优化射频磁控溅射工艺在Si基片上获得了(111)取向的ZrN薄膜。随后以ZrN/Si为衬底,在1000℃到1050℃的温度范围内采用MOCVD生长了c轴择优取向的AlN薄膜。研究结果显示:与在Mo/Si衬底上生长的AlN薄膜相比,由于AlN薄膜与ZrN之间的晶格失配度小,以ZrN为底电极所生长的AlN薄膜具有更加优良的介电性能与压电性能。AlN薄膜介电常数介于8.3到8.6之间;其损耗介于0.1%到0.6%之间;压电系数介于2.8到3.1之间。