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。     

声体波微波延迟线用AlN薄膜制备研究

采用中频磁控溅射法在z轴石英基片上制备了(002)择优取向的AlN薄膜。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了AlN薄膜的择优取向和表面形貌。结果表明,溅射功率、氮气流量、氩等离子清洗对AlN薄膜的择优取向有显著影响。将该方法制备的AlN薄膜应用于声体波微波延迟线,研制出频率为4.2~4.4GHz的声体波微波延迟线,其延迟时间为361ns,插入损耗为-57.3~-60.4dB,3次渡越抑制为28.6dB,直通信号抑制为52.7dB。     

干法刻蚀条件对Mo侧壁角度的影响

该文介绍了F基气体电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀系统对金属Mo薄膜侧壁角度的影响。通过调节ICP干法刻蚀设备的射频功率、ICP离子源功率、腔体气压、SF6及Ar的气体流量等工艺参数,实现了30.3°~51.6°的侧壁倾角,为薄膜体声波谐振器(FBAR)研制工艺提供了有益指导。     

单晶薄膜体声波谐振器频率温度特性研究

采用离子注入剥离法转移制备了43°Y 切铌酸锂(LiNbO3,LN)单晶压电薄膜材料,以SiO2/Mo作为声反射结构制备了固态声反射型薄膜体声波器件。谐振器工作频率约为3 GHz,LN薄膜等效机电耦合系数达到14.15%。对谐振器的频率温度特性进行了表征,结果表明,尽管LN单晶的频率温度系数为(-70~-90)×10-6/℃,但由于声反射结构中包含有正温度系数的SiO2层,谐振器的频率温度系数降至-18×10-6/℃,这表明固态声反射结构能够有效抑制单晶LN薄膜的温漂,获得低频率温度系数的谐振器器件。     

LiNbO_3单晶薄膜体声波谐振器的研制

该文介绍了一种采用智能截割(Smart Cut~(TM))技术制备的单晶铌酸锂(LiNbO_3)薄膜体声波谐振器。采用COMSOL有限元仿真软件从材料和结构两方面对LiNbO_3薄膜体声波谐振器进行优化设计,以实现高机电耦合系数,并通过Smart Cut~(TM)工艺方法制备了高性能Z切-LiNbO_3单晶薄膜作为谐振器的压电层,最终得到LiNbO_3薄膜体声波谐振器的谐振频率为3 847.5 MHz,反谐振频率为3 986.25 MHz,插入损耗为1.81 dB,谐振器有效机电耦合系数达到8.3%。     

薄膜体声波谐振器有限元仿真与设计

为了抑制薄膜体声波谐振器的寄生谐振,建立了薄膜体声波谐振器的二、三维有限元模型。通过频率响应仿真,分析了不同电极结构的谐振器在中心频率处的振动位移分布情况和频率响应曲线,评估了不同电极结构对谐振器寄生振动的影响,并完成谐振器电极结构的优化设计,实现了谐振器寄生振动抑制。根据仿真优化结果表明,设计并制作了工作频率在1.873GHz的薄膜体声波谐振器,谐振器插入损耗0.7dB,无明显寄生谐振,对设计进行了验证。     

二氟化氙释放牺牲层多晶硅刻蚀速率研究

该文研究了相关工艺参数对二氟化氙(XeF_2)干法释放多晶硅的释放速率的影响。结果表明,对于薄膜体声波谐振器(FBAR)悬臂结构,腔室压力不变时,随着载气N_2流量的增大,刻蚀速率先增加后减少,刻蚀速率最大值为10.3μm/min;载气N2流量不变时,腔室压力越大,工艺腔室参与刻蚀反应的XeF_2气体的浓度增大,刻蚀速率越大。当腔室压力超过1 200Pa时,随着腔室压力的增加,刻蚀速率的增长率逐渐减小。     

基于裸芯片覆膜的薄膜体声波滤波器

该文研制了一种空腔型的薄膜体声波谐振器（FBAR）滤波器裸芯片。利用 FBAR一维 Mason 等效电路模型对谐振器进行设计,然后采用实际制作的谐振器模型形成阶梯型结构FBAR滤波器,利用 ADS 软件对 FBAR滤波器裸芯片进行优化设计。仿真结果表明,FBAR滤波器裸芯片尺寸为1 mm×1 mm×0.4 mm,滤波器的中心频率为3 GHz,中心插损为1.3 dB。采用空腔型结构并制备出FBAR滤波器裸芯片,同时采用覆膜工艺对FBAR裸芯片表面进行覆膜保护,避免裸芯片在使用或运输等过程中被损坏。测试结果显示,覆膜前滤波器裸芯片的中心频率为2.993 GHz,中心插损为1.69 dB;覆膜后滤波器的中心频率为2.997 GHz,中心插损为1.51 dB。对覆膜的影响和覆膜前后的差异进行了分析。