国外简讯

东芝公司不久将出售钽酸锂单晶以满足表面波滤波器和其它器件对这种基体材料迅速增长的需要.这种钽酸锂单晶的直径为62毫米,厚为0.5毫米,比重为7.46,表面波速度为3288米/秒,延迟时间的温度系数比为18×10~(-6)/℃.彩色电视接收机的视中频段采用表面波滤波器,(1)可以省略调谐线卷和3—     

硅基钽酸锂压电单晶复合薄膜材料及应用

绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成,采用Smart-Cut工艺制备,可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性,同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器,具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用,综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。     

声表面波速度的计算

石英和铌酸锂晶体具有优良的压电性能,常用来制作声表面波(SAW)器件(如延迟线、滤波器、振荡器、卷积器、声光器件等)的基底.该文推导表面波晶体声学基本方程和表面波力学边界条件方程,使用一种新的计算表面波声速的循环迭代法,分别对石英、铌酸锂2种晶体,在最佳的退耦声弧矢面,即yz平面内,系统计算沿不同方向的声表面波速度,并绘制出倒速度曲线.     

一种窄带温补型声表面波滤波器

该文介绍了一种频率温度系数接近0的窄带温补型声表面波滤波器。该滤波器采用黑化的42°Y-X钽酸锂为衬底,温度补偿层材料采用二氧化硅薄膜,利用化学机械抛光二氧化硅薄膜法获得了平坦表面形貌。制作了温补型声表面波滤波器样品并进行了测试。测试结果表明,该温补型声表面波滤波器的中心频率约1 360 MHz,在-55～85℃内频率漂移仅约390 kHz,频率温度系数约-2×10~(-6)/℃,插入损耗约1.3 dB。     

声表面波速度的测量方法

组装了一套脉冲回波重叠法系统,测量了铌酸锂、钽酸锂,锗酸铋等晶体的声表面波延迟时间,声速,机电耦合系数和温度系数。在30兆赫的声同步频率下,测时精度达0.6毫微秒,用本文样品测量声表面波速度的相对误差最大值不超过5×10~(-4)。     

表面波用的新材料——Pb_2KNb_5O_(15)

表面波器件要求基质材料具有大的机电耦合系数,高的转换效率,且不易产生其他模式,同时要求基质材料在器件的使用温度范围内,延迟温度系数尽量小,以及小的功率流角和低的传输损耗.目前在声表面波(SAW)器件中得到应用的压电晶体有石英和铌酸锂等.ST切割石英虽有零延迟温度系数,但机电耦合系数大小.铌酸锂有大的机电耦合系数,但延迟温度系数较大,使用中需要温度控制电路.因此,人们致力于探寻大机电耦合系数、零延迟温度系数的温度补偿材料.     

基于LN/LT POI多层结构的SAW器件发展

绝缘体上压电单晶薄膜结构材料(POI)为研制高性能、可集成的声表面波(SAW)器件提供了新的解决途径和方案,可满足射频(RF)前端在集成化、小型化发展趋势下对新一代压电声学器件的需求。该文介绍了POI的制备工艺技术。总结了基于铌酸锂/钽酸锂 POI(LN/LT POI)多层结构的高性能SAW器件的最新研究成果,并展望了其未来的发展。     

国外简讯

新型声表面波器件用材料 最近,日本山梨大学工学院的中川恭彦等人发现了五氧化二钽(Ta_2O_5)单晶薄膜可用作声表面波器件的材料。他们用这种薄膜材料研制成的SAW滤波器,其性能堪与ZnO薄膜SAW滤波器的相比拟。因为Ta_2O_5具有稳定的化学特性,用它制作SAW器件,可以获得优良的时间稳定性。     

小型化宽带钽酸锂晶体滤波器

介绍比较了钽酸锂(LiTaO3,简称LT)晶体和其他几种常用压电体波材料的物理特性,并从电路结构设计、寄生和谐波抑制及温度性能等方面详细介绍了单片钽酸锂晶体滤波器的设计方法并根据该方案设计了一种11.2 MHz单片式晶体滤波器.结果表明,钽酸锂晶体能方便地实现相对带宽0.8%～4.0%、频率温度稳定性好、体积小的宽带晶体滤波器,具有广泛的应用价值.     

铟掺入对铌镁酸铅钛酸铅单晶声表面波的影响

近十几年,新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅受到广泛关注。但温度稳定性稍差限制了其应用范围。为了进一步改善铌镁酸铅-钛酸铅单晶的声表面波性能,文章利用部分波法研究了铟元素掺入对铌镁酸铅-钛酸铅晶体声表面波性能的影响。结果表明,铟的掺入在提高晶体稳定性的同时,部分减低了晶体的声表面波机电耦合系数,略提高了晶体的声表面波相速度,减小了能流角。综合来看,其机电耦合系数仍明显高于传统压电材料,而声表面波相速度则明显低于传统压电材料。这有利于增加声表面波器件的带宽并减小器件尺寸。因此铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅单晶具有较优异的声表面波性能和较好的温度稳定性。     

在兰宝石上射频溅射ZnO单晶薄膜的结构及SAW特性

用射频溅射法已在兰宝石的(O001)和(0112)面上外延生长了ZnO单晶薄膜.研究了这些薄膜的晶体结构和电特性.对兰宝石(0112)面上沿ZnO薄膜C轴传播的SAW测量了包括相速度,耦合系数,传播损耗及延迟温度系数等声表面波(SAW)特性.通过中心频率为1050兆赫的滤波器证明了这种结构对于高频SAW器件的可用性.     

无线传声器用钽酸锂振子的研制

钽酸锂(LiTaO_3)是目前应用很广泛的压电、铁电和电光晶体。由于它的居里温度高(居里温度为618℃),因而制成器件可在高温下工作,不会退极化。另外它还有不溶于水、化学性能稳定等优点。现已广泛用来制作各种器件,如微声器件、机电换能器、红外探测器、激光调制器、超高频单片滤波器、与石英晶体合用作温度补偿晶体振荡器、作宽带晶体滤波器等等。无线传声器中应用LiTaO_3振子作调频振荡器的稳频控制器件,以使发射机具有良好的频率稳定性。70年代初我国研制出的无线传声     

低损耗、髙矩形度声表滤波器设计研究

针对高矩形度低损耗声表面波(SAW)滤波器的需求背景,对混合结构低损耗SAW滤波器的设计技术展开研究,通过建立混合结构滤波器模型,分析优化滤波器性能,成功研制出中心频率260 MHz,插入损耗为2dB,矩形系数优化1.6的声表滤波器,测试与仿真结果基本一致。     

用于移动通信中的超小型SAW滤波器

松下电子工业有限公司研制出一种用于800－900MHz波段移动通信的低损耗声表面波（SAW）滤波器，其体积仅4．5×4．5×1．6mm。这种可用表面安装技术（SMT）的器件只有4dB的插入损耗，却有17－30MHz的带通。这种SAW滤波器的衬底为钽酸锂，其电极是以效率最佳的极精确的等效电路模型为基础。这种性能极佳的超小型器件采用陶瓷封装。本文将描述其主要的性能和特点。     

基于36°Y-X钽酸锂的扇形声表滤波器设计与研究

该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时，其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10^-6/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性，用它设计相对带宽5%～10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性，器件实测结果与仿真相符。     

基于HCT-FEM和3D电磁模型的SAW滤波器性能仿真系统

该文基于分层级联有限元(HCT-FEM)和三维电磁模型构建了一套声表面波(SAW)滤波器性能仿真系统。采用Matlab协同COMSOL建立的HCT-FEM模型计算声学元件导纳,用ANSYS建立的三维电磁模型计算含芯片走线、引线/金属球、封装外壳及测试电路的外部电磁S参数,并在ADS软件中对SAW滤波器频率响应进行复原。将该系统应用于一款芯片级封装(CSP)的普通SAW滤波器和一款表贴封装(SMD)的单晶薄膜SAW滤波器电性能仿真,仿真与实测结果吻合较好。     

压电单晶薄膜衬底光刻工艺研究

单晶薄膜声表面波(SAW)滤波器因其低损耗,低频率温度系数及大带宽而成为高性能SAW滤波器未来发展的方向。针对单晶薄膜衬底反射带来的换能器指条锯齿和均匀性恶化的问题,该文采用了有机抗反射膜工艺,通过控制抗反射膜的膜厚将衬底的相对反射率由15.84%降低至1.08%,制作出整齐无毛刺的叉指换能器指条,并将SAW谐振器的伯德Q(BodeQ)值由1 400提升到1 950。     

钽酸锂单晶片几何参数控制技术研究

钽酸锂单晶材料具有良好的压电性能,是制作声表面波器件的理想衬底材料之一。该文从化学腐蚀、磨料粒径和粘蜡工艺3方面进行研究,钽酸锂单晶片的几何参数得到有效控制,最终得到了几何参数优越的钽酸锂单晶抛光片。其中总厚度变化（TTV）≤5 μm,局部平整度（LTV）≤1.5 μm,局部平整度合格比例（PLTV）≥95%,翘曲度（Warp）≥20 μm,弯曲度（Bow）≤10 μm,达到了商用钽酸锂单晶片的技术水平。     

制作声表面波TV中频滤波器的L_iT_aO_3晶体

批量生产L_iT_aO_3晶体的工艺技术现已建立起来了。这一工艺成本低廉,生长的L_iT_aO_3晶体能够用来制作声表面波(SAW)电视中频滤波器。用提拉法,在铂—铑坩埚中已成功地沿α轴拉制出用于SAW的L_iT_wO_3单晶直径达62—75mm,长度为130mm。具有水平取向的圆形x切刈基片是在圆柱晶锭上切出的,厚度为500μm。如果声表面波在x切割基片上沿112°y传播,则可以把体波寄生信号响应抑制到-40dB以下。它具有低的温度系数(～18ppm/℃)和合适的耦合常数(K~2～0.75%)。实际应用证明,声表面波的各种特性不受晶体中杂质(铑)浓度以及L_i与T_a的组份比的影响,但却对电畴反转是否充分很为敏感。     

多层微结构声表面波温补滤波器仿真设计

声表面波滤波器(SAWF)工作频率在宽温度范围内高度稳定是电子系统频谱控制的关键。已成为当前SAWF发展的主要技术方向。该文提出了基于多层微结构压电材料的的SAWF温度补偿技术方案,实现了基于钽酸锂(LT)压电基片上的温度补偿SAWF设计、仿真,并获得了满意的实验结果。基于LT/Si复合片法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85℃)内达到25×10~(-6)/℃;基于SiO_2/LT薄膜补偿法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85℃)内小于10×10~(-6)/℃。研制的温度补偿声表面波滤波器(TC-SAWF)达到要求,已在系统中得到应用。