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微波器件及负载的集成化是目前这一应用领域发展方向和热点问题,而旋磁铁氧体基片上集成微波薄膜并通过光刻工艺实现微波器件的集成化是当前应用的紧迫需求。本论文基于这一背景首先研制铁氧体基片上的TaN薄膜材料,解决电阻率,功率密度等问题。然后设计微波负载和微波隔离器,优化参数,最后成功制备出DC-20GHz的微波负载和隔离器。具体研究过程如下:第一,采用反应直流溅射的方法,在铁氧体基片上制备TaN薄膜,通过研究不同溅射气压、氮气分压、退火温度的工艺对薄膜的微观结构,方块电阻及TCR的影响,从而确定稳定性最好及TCR最小的工艺条件。然后通过HFSS进行电阻器件的设计和验证仿真出DC-20GHz,1W功率的电阻器。最后通过光刻,切割等工艺制作出2mm2mm的电阻器实物。第二,经过大量的实验和测试表明:背景真空度510-5pa,Ar流量20sccm,N2流量1sccm,溅射功率40W,溅射时间20min,溅射温度200℃,退火温度600℃工艺下制作的薄膜拥有较好的稳定性,较低温度系数,而薄膜方阻在40Ω/sq左右,适合于制作50Ω的匹配负载。第三,通过HFSS软件仿真设计了尺寸为2mm2mm,工作频率DC-20GHz,额定功率1W的功率薄膜电阻器,通过验证和优化使得仿真的驻波比VSWR在DC-20GHz内<1.2,满足频率的要求。之后通过光刻电极和电阻薄膜,切割等工艺制作出电阻器,测试结果为:在频率DC-20GHz范围内驻波比VSWR基本小于1.25,额定功率为1W,阻值变化为48Ω-54Ω。第四,在完成TaN薄膜功率负载的基础上,进行微波铁氧体隔离器的仿真和制作,首先建立微波集成隔离器模型,通过HFSS仿真软件仿真设计,优化得到频带宽度8GHz-13GHz的频宽内,隔离度大于20dB,插入损耗小于1dB,驻波比小于1.2。之后通过印刷电极和光刻TaN薄膜等工艺步骤制作微波集成隔离器,测试性能得:在8GHz-13GHz的频段内,S11参数大于15dB,输入损耗小于4dB,隔离度大于13dB,集成微波隔离器的性能并不优秀,但是基本实现了微波隔离的功能。