单晶LNBAW谐振器有限元仿真研究

利用离子注入剥离法(CIS)制备的铌酸锂(LN)压电薄膜可用于制备体声波(BAW)器件,近年来备受关注.滤波器的指标与谐振器的性能密切相关,但基于LN单晶薄膜的BAW谐振器,对其结构的仿真优化还未有较深入的报道.该文以LN单晶薄膜为核心压电层材料,构建了固态反射型(SMR)单晶薄膜谐振器有限元仿真模型,对其压电层厚度和...     

低温漂薄膜体声波谐振器研究

该文介绍了一种基于空腔结构的温度补偿型薄膜体声波谐振器(TC-FBAR).通过在压电层上方生长SiO2温度补偿层,实现谐振器的低温漂.未采用温度补偿的薄膜体声波谐振器,其频率温度系数约为—25×10—6/℃.通过适当的膜层结构设计,可使其频率温度系数在±3×10—6/℃.结果表明,由于温度补偿层的增加,导致器件总体压电...     

S波段温度补偿型FBAR窄带滤波器的研制

研制了一种以SiO2材料作为温度补偿层的S波段温度补偿型薄膜体声波谐振器(FBAR)窄带滤波器.研究了SiO:层厚度对FBAR温度漂移特性的影响,对不同厚度SiO:层时的温度补偿特性进行了仿真.仿真结果表明,当Mo/AlN/Mo的厚度为0.15,1.35和0.15 μm,SiO2层的厚度为10 nm时,FBAR的频率温度系数(TCF)约为3×10-6/℃.采用MEMS工艺制备了温度补偿型FBAR滤波器芯片并进行了测试.测试结果表明,滤波器的中心频率为2 492 MHz,中心插损为3.74 dB,3 dB带宽为17 MHz,相对带宽为0.68％,在2 477和2 507 MHz处阻带抑制分别为27.44和33.81 dBc.在三温(常温25℃、高温85℃、低温-55℃)对该滤波器的S参数进行了测试,计算得出频率温度系数为5×10-6/℃.与未加入温度补偿层的传统滤波器相比,频率温度系数改善明显.     

双层SiO2薄膜对ZnO/Si结构瑞利波器件性能的改善

利用3D有限元法分析了SiO2薄膜对ZnO/IDT/Si结构中瑞利波特性的影响,包括相速度(vp)、机电耦合系数(k2)和频率温度系数(τf)。结果表明,当hZ/λ=0.44时,ZnO/IDT/Si结构激发的瑞利波的机电耦合系数最大值k2max=2.38%,且vp=3 016 m/s,τf= -32.94×10-6 ℃-1。引入底层SiO2薄膜,即ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波的机电耦合系数大幅提高,当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25时,k2max=3.41%,且vp=2 801 m/s,τf=-11.43×10-6 ℃-1。继续引入顶层SiO2薄膜,即SiO2/ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波相速度得到提高,但机电耦合系数随着SiO2厚度的增加而减小。当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25,hst/λ=0.25时,k2=2.61%,vp=3 036 m/s,τf=18.44×10-6 ℃-1。双层SiO2薄膜的引入提高了ZnO/IDT/Si结构瑞利波器件的相速度、机电耦合系数,实现了温度补偿,因此,该结构可用于高机电耦合系数、高温度稳定性及低成本SAW器件的研制。     

布喇格反射型宽带单晶薄膜体声波滤波器

该文研究了一种新型布喇格反射型薄膜体声波（BAW）滤波器的设计方法与制备技术。BAW器件选择机电耦合系数较大的Y43° 铌酸锂（Y43° LN)单晶薄膜作为压电层材料,并以苯并环丁烯（BCB）作为晶圆键合层,采用离子注入剥离法将亚微米厚度的Y43° LN单晶薄膜转移至具有布喇格反射层的衬底。BCB既作为键合层,也作为布喇格反射层的第一低声阻抗层,实现了单晶BAW滤波器的制备。设计并制备了三阶BAW滤波器,中心频率为2.93 GHz,绝对带宽和分数带宽分别为247 MHz和8.4%。结果表明,采用薄膜转移技术制备的高机电耦合系数LN单晶薄膜能够实现大带宽BAW滤波器的制备。     

超大带宽高频XBAR谐振器研究

随着第五代移动通信(5G)时代的到来,高频、大带宽的谐振器成为通信行业的迫切需求。该文设计制备了一款可实现高频超大带宽的横向激发体声波谐振器(XBAR)。该谐振器A1模式的谐振频率为5.81 GHz,机电耦合系数可达39.6%,Q-3 dB为248;A3模式的谐振频率高达17.04 GHz,机电耦合系数为7.0%。该谐振器A1和A3模式的频率温度漂移系数(TCF)分别为-72.6×10^-6/℃和-38.5×10^-6/℃。此外,该文还提出了一种新型叉指电极(IDT)结构,该结构可以抑制寄生模式,提升谐振器性能。     

用于射频滤波器的LN单晶薄膜XBAR的性能研究

基于铌酸锂(LN)薄膜的横向激发体声波谐振器(XBAR)能够兼具大机电耦合系数(K²)和高谐振频率(f)特性，有望满足5G应用的频段要求。然而，常规LN薄膜单层XBAR结构的温度稳定性较差，频率温度系数(TCF)较低。该文提出一种具有SiO₂温度补偿层的SiO₂/LN双层结构XBAR，并建立了精确分析层状结构XBAR的有限元模型。理论分析表明，该双层结构XBAR上激励的主模式是一阶反对称(A1)兰姆波。通过合理优化结构参数配置，能够获得高谐振频率(f~4.75 GHz)和大机电耦合系数(K²~8%)，同时其温度稳定性也得到显著改善(TCF~-36.1×10^-6/℃)，相较于单层XBAR结构提高了近70×10^-6/℃，这为研制温补型高频、大带宽声学滤波器提供了理论基础。     

热处理对TaN薄膜电性能的影响

采用直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备了TaN薄膜,研究了热处理温度和时间对TaN薄膜的方阻(R□)及电阻温度系数(TCR)的影响。研究发现,在热处理时间为2h的条件下,热处理温度在200℃到600℃变化时,R□从12?/□增加到24?/□,TCR从15×10-6/℃下降到-80×10-6/℃;在热处理温度为300℃的条件下,热处理时间对R□及TCR影响较小,随着热处理时间的增长,R□及TCR略有变化。     

薄膜体声波谐振器温度-频率漂移特性分析

薄膜体声波谐振器(FBAR)的谐振频率会受外界环境温度的影响而产生漂移,对于FBAR滤波器而言,这种温度-频率漂移特性会导致其中心频率、插入损耗、带内纹波等性能发生变化,降低其在电学应用中的可靠性。应用ANSYS有限元分析软件,对一个典型Mo-AlN-Mo结构的FBAR进行温度-频率漂移特性的仿真,在-50⁺150℃温度范围内得到其温度频率系数为-33.6×10-6/℃。通过在FBAR结构中添加一层正温度系数的补偿层,分析了补偿层厚度对FBAR温度-频率漂移特性、谐振频率和机电耦合特性的影响。设计的温度补偿FBAR其温度频率系数为0.872×10-6/℃,比未添加补偿层时有很大改善。     

高频低温漂TC-SAW滤波器的设计

该文设计了一款温度补偿型声表面波（TC-SAW）滤波器,建立了弹性材料及压电材料温度方程,对滤波器的温度场进行仿真分析。通过在压电材料（128°YX-LiNbO₃）上沉积SiO₂作为温度补偿层,降低了滤波器的频率温度系数。为了解决在沉积SiO₂温度补偿层后,谐振器的反谐振频率处出现杂散响应,通过增加电极厚度,降低了谐振器杂散响应对滤波器性能的影响。采用四阶级联提高滤波器的带外抑制。仿真结果表明,设计的TC-SAW滤波器中心频率为2 497 MHz,频率温度系数为-9.89×10^-6/℃,-30~85 ℃工作温度范围内的带内最大插损为1.95 dB,带外抑制大于30 dB,-3 dB损耗带宽大于97 MHz。     

含气泡液体内的声学参数研究

基于声压与质点振动速度的边界条件,在考虑粘滞阻力、表面张力的情况下,研究了含有气泡液体内声波的传播。利用球贝塞尔及汉克尔函数,对声传播的相关参数进行了理论研究,并对声波的传播速度及衰减系数进行数值求解。结果表明,声速随气泡体积分数的增大而减小,衰减系数却增大,气泡半径对其影响较小;当声波的频率较低时,气泡的存在对声波传播的速度影响较大;而频率较高时,能量更易损失。     

用衍射光脉冲回波技术测量声光介质的体波声衰减系数

扼要介绍用衍射光脉冲回波技术测量声光介质体波声衰减系数的基本原理、实验装置和样品制备等，并分别测量了声光介质为石英玻璃、声光玻璃和ＬｉＮｂＯ３，ＰｂＭｏＯ４单晶的体波声衰减系数，给出了实验结果。     

弹性声波与表面缺陷相互作用的数值模拟

为了分析材料表面缺陷对声表面波传播的影响,以弹性动力学理论为基础,采用有限元方法数值模拟了声表面波沿金属表面传播及其与表面缺陷的相互作用。通过数值模拟弹性声表面波与不同深度、不同宽度的表面缺陷相互作用过程,得到了声表面波经不同表面缺陷后的反射和透射表面波波形,并对波形进行快速傅里叶变换分析。结果表明,弹性声表面波与表面缺陷相互作用后,产生反射Rayleigh波和透射Rayleigh波;随着表面缺陷深度和宽度的增加,Rayleigh波反射率相应增加,而透射率相应减小。     

谈谈剧院建设中常用的音响标准与规范

在中国剧院的建设中,扩声系统常常要用到一些音响(或声学)的标准与规范.无疑这些标准与规范,在中国剧院的建设中起到了积极的作用,这里简要谈谈如何正确理解和应用这些标准与规范,以及相应的标准与规范需要不断深化和完善的问题.     

Optimization of tribological properties of silicon dioxide during the chemical mechanical planarization process

Chemical mechanical planarization (CMP) has been proved to achieve excellent global and local planarity, and, as feature sizes shrink, the use of CMP will be critical for planarizing multilevel structures. Understanding the tribological properties of a dielectric layer in the CMP process is critical for successful evaluation and implementation of the materials. In this paper, we present the tribological properties of silicon dioxide during the CMP process. A CMP tester was used to study the fundamental aspects of the CMP process. the accessories of the CMP tester were first optimized for the reproducibility of the results. The coefficient of friction (COF) was measured during the process and was found to decrease with both down pressure and platen rotation. An acoustic sensor attached to this tester is used to detect endpoint, delamination, and uniformity. The effects of machine parameters on the polishing performance and the correlation of physical phenomena with the process have been discussed.     

Mechanical and tribological properties of interlayer films for the damascene-Cu chemical-mechanical planarization process

Chemical-mechanical planarization (CMP) has emerged as the most preferred method to achieve excellent global and local planarity in the damascene-Cu process. As the feature sizes shrink, understanding the fundamentals of CMP is critical for successful implementation of the CMP process in sub 0.35-μm technology. It is also important to understand the effects of mechanical and tribological properties of the interlayer films on the CMP process to conduct successful evaluation and implementation of these materials. In this paper, we present the mechanical and tribological properties of various interlayer films (SiO₂, SiC, low-k B, low-k C, Ta, and Cu) and discuss the CMP process of the films in an alumina-based Cu slurry. Mechanical properties were evaluated using a nanoindentation technique. A micro-CMP tester was used to study the fundamental aspects of the CMP process. The coefficient of friction (COF) was measured during the process and was found to decrease both with downward pressure and with platen rotation. An acoustic sensor, attached to the substrate carrier, was used to monitor the process, and the signal was recorded to examine the difference in polishing behavior of these films. The acoustic emission (AE) signal was found to increase with the increase in platen velocity and pressure. Effects of machine parameters on the polishing behavior of the interlayer films and the correlation of mechanical properties with tribological properties have been discussed.     

声磁防盗系统的识别原理及应用

介绍电子商品防盗系统(EAS)的特点,阐述声磁防盗系统的特性和组成。根据磁致伸缩效应的可逆性,结合铁镍合金的磁致伸缩和磁机械耦合系数,围绕产生共振的三要素:材料、结构和磁场,解析声磁系统的识别原理。指出声磁标签的共振信号是一种声磁复合信号,以及谐振曲线是卓越性能的基础。     

新型声学结构的吸声特性研究

提出了赫姆霍兹共振吸声结构附加吸声材料的新型吸声结构,在插入长管的赫姆霍兹共振吸声结构表面敷贴吸声材料,对其吸声特性进行了理论分析与仿真计算。结果表明,吸声材料与吸声结构的有机结合显著提高了结构的吸声效果,拓宽了吸声频带宽度。进一步研究了不同吸声材料、吸声结构的不同组合方式等因素对该新型结构吸声特性的影响,结果表明:组合结构、优化材料有助于提高吸声系数、拓宽吸声频带。     

基于双SAW谐振器的温度传感器设计

为解决声表面波(SAW)谐振器的频率温度特性呈非线性的问题,该文提出了一种利用两个SAW谐振器来设计具有线性输出的SAW温度传感器的方法。根据该方法设计了两个基于硅酸镓镧压电基片的SAW温度传感器,每个传感器由两个不同的SAW谐振器串联而成。实验结果表明,两个SAW传感器在室温～300℃的宽温度范围内均表现出很好的线性度。这种简单有效的设计方法具有实现宽温度范围测试的能力,可推广到其他具有较大二阶温度系数的SAW温度传感器的研发中。     

声学脉冲波识别触摸屏技术

分析了传统的电阻、电容、红外及声表方式触摸屏的特点和不足.介绍了声学脉冲波识别触摸屏结构、工作原理和特点.