MOCVD制备定向生长ZnO压电薄膜

采用大气开放式金属有机化合物化学气相沉积(A-MOCVD)的方法,在普通多晶黄铜基片上制备ZnO薄膜.薄膜的SEM、XRD结果表明ZnO沿C轴取向垂直生长在基片上.综合分析ZnO自身晶体生长习性,提出了ZnO薄膜在普通多晶铜表面的生长模型.并将ZnO薄膜制备成压电双晶片元件,在光学显微镜下能观察到元件尖端产生了很大的位移量,结果表明高定向性ZnO薄膜具有优异的压电特性.该压电器件使得传统的小变形双晶片元件的数学模型失效,有必要建立新型大变形双晶片物理、数学模型.     

电极和基片对高次谐波体声波谐振器参数的影响

1.引言 产生高稳定频率控制信号的器件通常要求在谐振模式上具有高Q值.常用的器件有晶体器件,表面声波器件和微波谐振器件等,但是这些器件常常不能满足应用所要求的性能,有的不能在高频工作,或者Q值达不到所需的要求.高次谐波体声波谐振器(HBAR)是由高Q值的非压电基片、压电薄膜和两个电极构成,压电薄膜作为换能器在基片中激发声波,一定激发频率下会在基片里形成驻波,从而导致整个HBAR器件产生谐振.HBAR在谐振模式有高Q值,并且可以在高频下工作,Q-频率的乘积能超过1014,所以HBAR在频率控制和频率选择方面具有十分优越的性能[1].     

基于表面微机械和压电薄膜技术的新型微谐振器

一种基于表面微机械和压电薄膜技术的体声波器件新结构，是在多晶硅膜片上演积氧化锌（ZnO）压电薄膜。ZnO膜是在c轴采用S枪磁控反应溅射定向生长，而多晶硅膜片采用表面微机械技术制备。采用平面工艺，对氧化牺牲层化学蚀刻和照像腐蚀，制得表面微结构，其性能与在硅膜片上各向异性的传统制作工艺比较，在制作简易性、生产量和可靠性方面都有重大进展。已制成的微谐振器尺寸为15μm×150μm和250μm×250μm，其谐振频率为559．05MHz。     

脉冲激光沉积ZnO薄膜的制备及其性能研究

本文用脉冲激光沉积(PLD)法在SiO2基片上制备了ZnO薄膜和Zn1-xMnxO薄膜.X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计对ZnO薄膜的测试结果表明:薄膜具有(103)面的择优取向,表面比较平坦;SiO2基片上制备的薄膜在387 nm附近存在明显的吸收边,且薄膜的吸收对基片温度变化不明显.通过对Zn1-xMnxO薄膜的吸收光谱分析得出:Mn离子的掺杂改变了ZnO薄膜的禁带宽度,随着Mn离子掺杂量的增加,薄膜禁带宽度增加;薄膜的光吸收也从直接跃迁过渡为间接跃迁.     

ZnO薄膜的制备及p型掺杂研究进展

氧化锌是一种在声表面波传感器、压电器件以及太阳能电池等方面具有很好应用前景的材料。介绍了目前制备ZnO薄膜的主要方法,综述了ZnO薄膜p型掺杂的研究现状,并对ZnO薄膜的研究进行了展望。     

2.4GHz射频薄膜体声波谐振器的研制

提出了基于ZnO压电薄膜多层结构的2.4GHz射频薄膜体声波谐振器,并进行了研究.采用修正后的Mason等效电路模型对器件的谐振特性进行了分析和模拟.给出了采用MEMS工艺制备器件的工艺流程,并利用射频网络分析仪对实验器件进行了测试.利用多点数值拟合的方法消除射频测试中引入的寄生分布参数,提取出器件的实际参数:器件的串联谐振频率fs和并联谐振频率fp分别为2.3714GHz和2.3772GHz,相应的有效机电耦合系数为0.598%;串联谐振频率处和并联谐振频率处的Q值分别为500.3和425.5,f·Q值乘积达到1.2×1012.该谐振器器件的有效直径为200μm,样品实际尺寸为1.2mm×1.2mm×0.3mm,可用来制备体积小、高性能和低相噪的射频振荡器.     

氧分压对磁控溅射ZnO薄膜生长行为和光学特性的影响

采用反应射频磁控溅射方法, 在Si(001)基片上制备了具有高$c$轴择优取向的ZnO薄膜. 利用原子力显微镜、X射线衍射、透射光谱和室温光致荧光光谱等分析技术, 研究了氧分压对薄膜的表面形貌和光学特性的影响. 研究结果显示: 0.04～0.23Pa的氧分压范围内, ZnO薄膜存在三个不同的生长模式, 薄膜生长模式转变的临界氧分压分别位于0.04～0.08Pa和0.16～0.19Pa之间; 在0.16Pa以下时, ZnO薄膜的表面岛呈+c取向的竹笋状生长; 当氧分压>0.19Pa时, 薄膜的表面岛以-c取向生长为主; ZnO薄膜的折射率、光学带隙宽度以及PL光谱强度均随着氧分压的增大而增大, 氧分压为0.19Pa时, 薄膜的发光峰最窄, 其半峰宽为88meV.     

高度(002)择优取向Li+掺杂ZnO薄膜的制备和性能

制备了不同摩尔浓度Li 掺杂ZnO-Li0.022陶瓷靶、并用RF射频磁控溅射工艺在Si(100)基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射温度、氧分压和溅射功率等对ZnO薄膜微结构、表面形貌和择优取向的影响.结果表明:Li 的最佳掺杂量(摩尔分数)为2.2%,RF溅射的最佳基片温度Ts小于300 ℃,氩氧气氛体积比为Ar:O2=20:5,溅射功率50～60 W;制备出的ZnO薄膜高度c轴(002)择优取向、均匀、致密,其绝缘电阻率ρ为4.12×108 Ω·cm,满足研制声表面波器件(SAW)的要求.     

磁控溅射制备大面积ZnO薄膜性能的研究

通过磁控溅射氧化锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射功率、溅射气压以及基片温度对ZnO薄膜相结构、禁带宽度及光学性能的影响.使用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜相结构,使用台阶仪测试薄膜厚度,采用薄膜测试仪测试薄膜的透过率,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜表面形貌.结果表明:不同制备条件下均形成具有(0...     

氧化锌压电薄膜及其在超声显微镜中的应用

氧化锌(ZnO)属于六角晶系6mm 点群,具有纤锌矿结构,是一种兼有半导性、压电性、光导电性、热电性和荧光性等多功能的电子材料,已用于制作多种电子器件。尤其是 ZnO 压电薄膜业已广泛应用于体声波微波延迟线、声表面波器件、各种传感器、超声显微镜以及声光器件等。本文主要叙述 ZnO 压电薄膜的成膜方法、主要性能及其在几种扫描超声显微镜中应用的近期进展。