薄膜声表面波器件的制备研究进展

介绍了薄膜声表面波器件的发展历史和特点,以及压电薄膜声表面波器件近年来国际上的研究进展,包括理论研究与实验进展的一些概况,并展望了其今后的发展趋势。     

声表面波薄膜叉指换能器静态电容的计算

本文提出薄膜叉指换能器叉指边界上的电位分布和电荷分布的解析函数模型。用该模型计算声表面波薄膜叉指换能器的静态电容在金属化比α取[1/16,13/16]时,其误差只有千分之几。     

声表面波器件

作为声表面波(SAW)技术的应用实例,本文描述了滤波器和信号处理器件的现状.文章特别提到,可将波控制在表面的电极构成法和微细加工技术的进步与SAW器件的发展背景密切相关,今后的目标之一就是期待SAW器件能以其模拟信号处理功能与数字器件并存发展.     

S型声表面波器件特性分析

在128°Y切割X传播方向上的L iN bO3基片上设计并研制了S型声表面波器件。它将输入IDT激发的声表面波中心对称分成两路并由各自的输出IDT检测输出。应用P矩阵法分析了其中一输出IDT检测输出的1次时延信号、3次和5次渡越反射信号与输入IDT所加的电信号之间的关系式,并与“一”字型器件的3次渡越反射信号进行对比。结果表明,S型声表面波器件能有效地降低3次和5次渡越反射信号。     

声表面波器件基片金刚石薄膜厚度的测量

研究了声表面波器件(SAWD)基片金刚石膜的厚度测量方法。通过光切显微镜和扫描电镜(SEM)测量结果的比较,讨论了测量精度。在沉积制备多层薄膜SAWD基片中金刚石薄膜的实验过程中,选用光切显微镜测量膜厚,测量精度0．5～1．0μm。     

Y型声表面波器件特性分析

在1280旋转Y切割X传播方向上的L iN bO3基片上设计并研制了Y型声表面波器件。它将输入IDT激发的声表面波轴对称分成两路并由各自的输出IDT检测输出。应用P矩阵法分析了其中一输出IDT检测输出的一次时延信号、三次渡越反射信号和五次渡越反射信号与输入IDT所加的电信号之间的关系式,并应用网络分析仪测量Y型声表面波器件幅度特性,结果表明,理论分析与实验结果基本相符。     

声表面波气敏传感器敏感薄膜厚度的研究

理论上研究了声表面波气敏传感器敏感薄膜厚度对系统灵敏度的影响.分析了气体浓度、敏感薄膜厚度、敏感薄膜密度对系统灵敏度的共同影响.提出了最佳薄膜厚度的概念,并给出了相应的关系式.     

基于声子晶体的声表面波器件研究进展

本文基于研究和发展基于声子晶体的声表面波器件技术,其在电子工程、通信技术等领域有着广泛的应用,通过对国内外基于声子晶体的声表面波器件研究的分析与总结,介绍并讨论了目前基于声子晶体的声表面波器件的理论和实验研究现状及进展.     

声表面波器件的历史

本论文对雷利波或声表面波（SAW）在及其在电子学中应用的器件的发展进行了历史的综述,声表面波最初由于脉冲压缩雷达的需要而产生、发展,从1965年起,并随着平面叉指换能器的产生而有了现实应用,传感的确定使大量的各种各样的器件得到发展。无源SAW器件如今已无所不在。其应用包括从专业雷达、通信系统到消费领域。如：电视、寻呼机和移动电话。本论文广阔叙述了有关SAW在晶体介质中的传播研究,特别是1970年以来的研究,包括压电耦合衍射和温度效应,这使得人们发现了几种合适的材料,同时许多器件开始发展,包括脉冲压缩滤波器、带通滤波器、谐振器、振荡器、卷积器及用于展宽频谱的滤波器,在20世纪70年代,其中的许多器件在专业体系中发展确立,其中SAW带通滤波器已成为民用电视的标准元件。在20世纪80年代和90年代,SAW迎合了低损耗滤波器的要求,特别是对于手机。随着900MHz左右的射频要求2dB损耗的要求（后来已经实现）,大量新的技术产生了。此外,为了减少频宽器件积,采用了特殊的技术,以生产中频滤波器。这些器件已被大量生产。为了满足此种需要,新品种的表面滤特别是横向漏波被研究出来,此外使用这种波的材料现在已经独立于传统材料而拥有自己的位置。     

声表面波器件与标准

概述了我国声表面波技术的发展历程，指出在声表面波器件广泛应用的今天，完善、贯彻执行声表面波器件标准的重要性；介绍了我国声表面波器件标准化工作的进展和所得的成绩，并依据贯彻国军标工作的实践，提出了今后有关标准化产产品研制、产生中的若干工作重点。     

蓝宝石衬底上氮化镓薄膜的声表面波特性研究(英文)

研究了蓝宝石上非掺杂GaN,p型GaN和p-GaN/n-GaN 3种薄膜材料的声表面波特性。在p型GaN薄膜中观测到中心频率分别为255MHz和460MHz的Rayleigh模和Sezawa模,插入损耗为-42dB。研究了退火工艺的影响。在N2中800K温度下退火,Rayleigh模和Sezawa模的旁带抑制比分别提高了5.5dB和10.2dB。结果表明具有高阻、足够厚度和高表面质量的GaN薄膜在射频单片集成滤波器领域具有广阔的应用前景。     

大面积均匀平坦纳米AlN薄膜的研制

采用射频磁控溅射法,通过优化沉积工艺,在n型 (100)Si片上制备出 (100)择优取向表面粗糙度均匀的氮化铝(AlN)薄膜。当溅射功率为 120W和N₂∶Ar＝12∶8时,制备的AlN薄膜的结晶性最好,101.6 mm AlN薄膜样 品的表面粗糙度为3.31~3.03nm,平均值为3.17nm。研究结果表明:射频磁控溅射能量 和N₂浓度是实现大面积、均匀平坦、纳米级AlN薄膜的重要制备工艺参数。     

温度效应对声表面波传播的影响

通过引入材料的高阶热膨胀系数和高阶热弹性系数,对半无限大石英晶体内声表面波的传播方程进行了求解,得到了不同温度下的声表面波波速.计算结果表明,温度变化对AT切和ST切石英晶体的声表面波波速有显著影响.最后分析了ST切石英晶体的声表面波的温频特性,结果表明,由温度变化引起的频率漂移很明显.     

极端环境下声表面波压力传感器研究进展

声表面波压力传感器因具有无源无线、高精度可编码、易于多参数传感集成等优点,被广泛应用于各种极端环境下的压力测量.该文首先介绍了声表面波压力传感器的工作原理及其技术优势,然后分别介绍了声表面波压力传感器在高温和高压环境下的发展现状,并讨论了该类器件的设计难点及未来发展趋势.     

采用钯镍薄膜的声表面波氢气传感器研究

该文对采用钯镍薄膜作为敏感膜的声表面波氢气传感器开展研究,以实现快速的氢气检测。传感器采用双通道差分振荡器结构,其中在传感通道器件声表面波传播路径上以磁控溅射法沉积钯镍薄膜,通过钯镍薄膜对氢气的快速和可逆物理吸附引起声表面波传播速度的变化,进而以差分振荡器频率信号来表征待测氢气浓度。通过传感实验以确定获得快速响应的钯镍的优化厚度。结果表明,在钯镍厚为40nm时,传感器获得的响应幅度与响应速度分别达5kHz和5s。     

SAW氢传感器敏感薄膜的研究进展

氢敏薄膜的性质对SAW氢传感器的性能起着至关重要的作用。综述了SAW氢传感器敏感薄膜的国内外研究进展,比较了金属型和金属氧化物半导体(MOS)型薄膜材料的特点,着重阐述了金属氧化物半导体薄膜对SAW的作用机理和改性途径,以及纳米技术在SAW氢传感器敏感薄膜中的应用,展望了氢敏薄膜的发展方向。     

MIM结构力敏薄膜应变栅的高温稳定性

运用薄膜技术在镍基弹性体上制备金属 -绝缘层 -金属 (MIM)结构的薄膜应变栅 ,测试了应变栅在 2 0 0～ 30 0℃的高温区内的稳定性 ,并分析了应变栅薄膜的结构、薄膜的应力以及热处理工艺等因素对力敏薄膜在高温下的稳定性的影响。     

声表面波ZnO薄膜紫外探测器的响应机制研究

通过射频磁控溅射法在以128°Y-X LiNbO3为压电衬底的声表面波(SAW)小波器件上沉积了一层ZnO薄膜作为紫外光敏感膜,利用网络分析仪对所制备探测器的紫外光响应特性进行了测试。实验结果表明,在波长365nm、光强210μW/cm2的紫外光照射下,探测器的频移量最大可达到37kHz,且具有良好的可重复性。探测器的紫外光响应过程和暗场恢复过程均包含了一个快过程和一个慢过程,前者决定于ZnO薄膜表面氧气分子的吸附与解吸附过程,而后者则决定于外界氧气分子与ZnO内部本征缺陷间的慢交换过程。最后,结合声电效应和半导体光电导效应分析给出了探测器紫外光响应过程和暗场恢复过程的理论公式。该文对基于ZnO薄膜的高灵敏度SAW紫外探测器响应机制的揭示,为其瞬态特性的改善和实用化提供了思路。     

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。     

单片式西沙瓦波卷积器的研制

单片式西沙瓦波(Seza wa)卷积器是信号处理的重要器件。本文对西沙瓦波卷积器的基本原理、主要设计参数作了描述,给出了我所研制的西沙瓦波卷积器的测试结果,并对器件的性能改进作了讨论。