C轴取向ZnO压电薄膜的制备

本文扼要叙述用直流溅射法制备具有较高电阻,C轴取向好的ZnO压电薄膜的方法.沉积条件为:溅射电流密度J=1.2—1.5毫安/厘米~2,溅射气压P=6×10~(-2)—1×10~(-1)毛,基片温度Ts=160—280℃,沉积速率V=0.1—0.4微米/小时,得到的薄膜洁净透明,分散度α<6°,偏离度M≤3°,电阻率ρv=105—10~7欧-厘米,粒度300—500埃.并探索了温度,基片位置,气体组分对薄膜性能的影响.     

氧化锌压电薄膜改性研究

氧化锌压电薄膜是一种新型的声学器件材料.为了扩大应用范围,要求薄膜有足够高的电阻率.然而,过去人们惯用的方法是在氧化锌陶瓷靶体中添加Li_2CO_3实践证明,添加Li_2CO_3的氧化锌陶瓷靶体不仅烧结温度高而且致密度低.另外,当用这种靶体溅射沉积时,获得的薄膜晶粒粗,表面粗糙,故制作的薄膜器件传输损耗大.尤其是当Li~(1+)离子吸收了空气中水份时,在薄膜的表面会产生LiOH并降低了器件的稳定性和可靠性.本报告提出用RF二极溅射装置沉积高电阻率,细晶率的添MnO_2,Cu_2Oc轴择优取向的压电薄膜.采用反射电子衍射(RED),X射线衍射(XRD)和扫描电镜照片(SEM)来研究薄膜的C轴取向和微观结构.并且用DTA,TGA.HEA等热过程曲线研究了添MnO_2,Cu_2O氧化锌陶瓷靶体对薄膜性能的影响.测量了这种薄膜的有效机电耦合系数,其值接近于氧化锌单晶.因此,为了获得高阻氧化锌压电膜,探索比Li_2CO_3更适用的添加剂不仅是必要的,而且是可能的.最后,文中对某些试验结果作了分析和讨论.     

用锌靶反应性射频溅射氧化锌薄膜的特性

用锌靶反应性射频溅射制成了氧化锌薄膜.研究了不同的电阻率及沉积速率与溅射气氛中各种氧分压的关系.为了探索沉积薄膜的结晶性与沉积参数的关系,进行了透射电子衍射的研究.     

氧化锌压电薄膜电阻率的测量方法

用简单的两端法测量了高阻ZnO压电薄膜的体积电阻R_v,并计算电阻率ρ_v从样品的R-V曲线中得到合适的测量电压,并以脉冲信号代替传统的直流测量,避免了焦耳热,提高了测量精度,误差小于100×10~(-2).本方法也适用于测量电阻小于10~8Ω的其它薄膜样品.     

蓝宝石上氧化锌薄膜的取向

用X线衍射法研究了薄膜和基片的取向关系,即用气相法生长的氧化锌薄膜与(0001),(11(?)0)和((?)012)取向的蓝宝石基片的取向关系.发现在(0001)取向的蓝宝石基片上总有三种不同的晶体取向,即(0001),(10(?)0)和(11(?)4)平行于基片表面.用别尔格-巴尔列特的X线形貌法和X线衍射法(用屏蔽)查明:(00O1)和(11(?)4)区沿基片表面分开,而(10(?)1)和(11(?)4)区按薄膜厚度分开.表明:在基础取向的蓝宝石基片上利用亚硫酸锌薄的中间层能得到单一取向(0001)氧化锌薄膜.从与氧化锌和蓝宝石的结合面有关的晶体学观点来讨论结果.     

氧化锌压电薄膜传感器设计理论研究

利用压电薄膜和表面微机械技术可实现新型的氧化锌簿膜器件。本文分析了氧化锌薄膜表面微机械器件中氧化锌的压电效应，微机械结构的应力分布，以及压电感应电荷与器件尺寸的关系。这些结果可为器件的设计提供理论依据。     

用RF平面磁控溅射高度c轴取向ZnO压电薄膜

c轴取向ZnO薄膜是一种性能优良的新型压电薄膜材料,广泛用于声体波、声表面波和声光器件中.本文概述了ZnO薄膜的性能、用途和成膜方法.介绍了用本所设计改装的RF平面磁控溅射设备研制c轴取向ZnO薄膜的性能及在ZnO薄膜SAW电视中频滤波器、微波延迟线等器件上使用的结果.这种薄膜结晶取向好,C轴标准偏离б=1.5—3°,平均偏离m=0.1—0.8°,有强的压电性,K_s=0.75—0.89%,K_1=0.23—0.28.而且重复性、稳定性好.     

氧化锌薄膜体声波谐振器的研制

介绍了一种薄膜体声波谐振器和它的制备流程.该谐振器采用氧化锌压电薄膜作为压电材料,通过从硅片背部体刻蚀硅衬底的方法得到谐振器的支持层.为了避免残余应力引起的支持层起皱现象,采用氮化硅/二氧化硅/氮化硅复合膜作为支持层.采用直流磁控溅射的方法制备氧化锌压电薄膜,X射线衍射结果显示,氧化锌压电薄膜C轴择优取向明显,衍射峰半高宽为0.227 3°,显示出较好的结晶质量;扫描电镜观察到氧化锌垂直于薄膜表面的柱形晶粒结构,薄膜表面平整、致密.采用HP8753D射频网络分析仪对该薄膜体声波谐振器样品进行了测试,结果表明,谐振器具有明显的厚度伸缩振动模式,其基频在750 MHz左右,二次谐频在1.5 GHz左右.进一步提高氧化锌压电薄膜的性能,该谐振器可用于射频振荡源和射频前端滤波器中.     

压电薄膜滑觉传感器的研制

本文提出一种能检测物体滑动的新型滑觉传感器,描述了该传感器的基本原理以及它的设计、制造和实验.结果表明利用该传感器探测滑动是可行的.     

镀膜光纤传感器氧化锌压电层薄膜沉积的研究

主要研究镀膜光纤传感器。首先介绍了氧化锌镀膜光纤的几何结构，分析了此几何结构压电声光振荡的基本原理，给出了光纤声光相位调制器的等效网络模型，然后根据此模型推出了声光压电层反射系数5m并按预设参数进行了计算机模拟。在此基础上，利用Zn(NO3)2单盐水溶液体系在铜基上进行阴极电沉积直接得到氧化锌镀膜，通过讨论电沉积过程中一些主要实验条件对氧化锌镀膜性能的影响，提出了一种稳定实用、经济的电沉积配方。     

射频溅射制备钛酸铅薄膜

采用射频磁控溅射方法制备钙钛矿型钛酸铅铁电薄膜。通过各种不同溅射工艺条件研究,在适宜的溅射条件和基片温度下,溅射获得的PbTiO3薄膜表面晶粒大小均匀,膜层致密性好,经XRD分析证实,薄膜为钙钛矿型结构PbTiO3。外加Pt电极对薄膜进行测试表明,溅射得到的PbTiO3薄膜具有较好的电滞回线特性。     

氧化锌薄膜乙醇气敏元件的研制

采用细晶陶瓷基片,运用纯氧反应溅射技术,掺稀土金属的方法,制备的ZnO薄膜具有初期恢复时间短、响应和恢复时间快、灵敏度较高等气敏特性,特别适用于对司机酒后开车及公共场所饮酒者的检查。     

复合氮化铝压电薄膜研制及其应用

采用中频(MF,40 kHz)双S枪磁控反应溅射制备出了氮化铝(AlN)压电薄膜;采用直流磁控溅射法制作了Mo电极薄膜;采用脉冲DC磁控溅射Au、Cr、Al靶分别制作Au/Cr底电极薄膜及Al/Cr顶电极薄膜。通过对AlN压电薄膜、Mo及Au电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析,结果表明,复合AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面及Au薄膜(111)面择优取向优良,说明选用Al/Cr/AlN/Au/Cr/YAG复合结构压电薄膜能研制出Ku波段及K波段声体波微波延迟线(BAWDL),其Ku及K波段BAWDL器件插入损耗分别低至43.7 dB、54.6 dB。     

用氧化锌压电薄膜制作温度稳定的声表面波延迟线

本文叙述了用ZnO压电薄膜制作温度稳定的表面波延迟线的实验工作结果,c-轴取向的ZnO膜用射频溅射方法制造,ZnO薄膜淀积在各种非压电基片上,可用于发生和检测中心频率约为100兆赫的声表面波.文中研究了薄膜结构和薄膜厚度与机电耦合系数的关系.详细研究了基片材料对延迟的温度系数的影响,获得了延迟温度系数为-5.4×10~(-6)/℃的结果.     

c轴取向PbTiO_3薄膜的压电效应

利用籽晶的横向增长法,在SrTiO_3单晶面上形成图形化的Pt电极薄膜上制作c轴取向PbTiO_3薄膜。这种结构相当于复合体波谐振器,因此可以测量出这种试样的阻抗特性,并观察到一组谐振和反谐振特性。采用普通的电路模武,可从电阻抗的分析中求得PbTiO_3薄膜的机电耦合系数k_t达0.8。     

射频溅射CoMnNi氧化物薄膜结构研究

按一定原子比的CoMnNi氧化物混合体,经压片、高温烧结,制成具有尖晶石结构的靶.采用射频溅射,分别在单晶硅、玻璃和氧化铝陶瓷衬底上淀积生长的CoMnNi多成份氧化物薄膜,是一种理想的宽温区热敏材料.扫描电镜能谱和俄歇谱分析表明薄膜中Co,Mn,Ni的原子比偏离靶材料的设计值;X射线衍射谱证明这种薄膜具有非晶结构或尖晶石结构.文章给出了退火后X射线衍射谱及傅利叶交换红外光谱和激光喇曼谱,讨论了生成非晶薄膜和尖晶石结构的条件.     

射频溅射CdTe薄膜结构特性分析

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了CdTe单层薄膜,实验表明:在室温条件下,通过调节溅射功率和溅射氩气压强,沉积的CdTe薄膜显示了一系列结构形态.研究了无CdTe薄膜沉积、非晶CdTe薄膜沉积、晶化CdTe薄膜沉积的生长条件,并采用卢瑟福散射理论解释了溅射CdTe薄膜生长机制的分子动力学过程.