国外简讯

新型声表面波器件用材料 最近,日本山梨大学工学院的中川恭彦等人发现了五氧化二钽(Ta_2O_5)单晶薄膜可用作声表面波器件的材料。他们用这种薄膜材料研制成的SAW滤波器,其性能堪与ZnO薄膜SAW滤波器的相比拟。因为Ta_2O_5具有稳定的化学特性,用它制作SAW器件,可以获得优良的时间稳定性。     

离子束溅射Al2O3薄膜及其在蓝宝石窗口中的应用

为了研究Al_2O_3薄膜在蓝宝石光学窗口中的应用,采用离子束溅射技术制备了不同工艺条件下的Al_2O_3薄膜,根据薄膜的测试结果对薄膜的折射率和消光系数进行了拟合,分析了工艺条件对Al_2O_3薄膜性能的影响。在蓝宝石窗口上用ZnS和Al_2O_3作为高、低折射率材料,设计并制备了电视(600～900 nm)和中红外(3.4～4.8mm)双波段高效减反射薄膜,测试结果表明,薄膜的减反射效果良好,具有较强的环境适应性,适合于作为光学窗口薄膜。而Al_2O_3薄膜吸潮引起的2.8～3.5mm波段的吸收,以及蓝宝石基片在4.0mm之后的吸收是造成透射率较低的主要原因。     

基于ZnO/Al2O3缓冲层制备耐高温SAW器件电极

为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作,该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极,利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明,ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。     

文摘选辑

(一)声表面波技术047 制作在Ta_2O_5/熔石英上的温度补偿SAW延迟线——Y.Nakagawa:IEEE Trans.UFFC,1986:33(3)331—32在溅射有Ta_2O_5薄膜的熔石英玻璃上制作了一阶温度系数为零的SAW器件,这种结构的二阶温度系数约为ST切石英的两倍,其符号相反.     

制作在AlN外延膜上的零温度系数SAW器件

为将零温度系数SAW器件与有源半导体器件集成在一块芯片上,需采用新的薄膜技术,这种结构拟称为Si/蓝宝石或Si基片射频集成电路(RFIC)。AlN薄膜由于具有高的SAW速度,所以适用于工作频率达千兆赫以上的SAW器件。已制成了工作频率达1GHz以上的AlN/蓝宝石结构的零温度系数SAW延迟线。本文讨论下述研究工作的近况:(1)材料生长及AlN材料常数的估价;(2)SAW传播损耗及色散与频率和膜厚的关系;(3)AlN薄膜的质量对延时温度系数的影响;(4)AlN薄膜在RF电路集成化中的潜在应用;(5)温度对SAW相关器性能的影响。     

4.4千兆赫ZnO单晶膜/兰宝石SAW滤波器

在兰宝石(Al_2O_3)基片上采用ZnO单晶膜已研制成4.4千兆赫SAW滤波器.ZnO膜是用R.F.磁控溅射技术生长的.发现ZnO/Al_2O_3结构的SAW特性与理论值很一致.滤波器系由0.5微米宽的双电极叉指换能器构成.尽管电极宽度较宽,但是由于器件用了具有极高相速的西沙瓦波和通过双电极产生三次谐波,故能在这样高的频率下工作,滤波器的3分贝带宽为50兆赫,在匹配条件下的插入损耗为16分贝.     

薄膜体声波谐振器调频工艺研究

薄膜体声波器件具有体积小及性能高等优势,相关产品已被广泛应用于移动通信市场。薄膜体声波谐振器(FBAR)电极层和压电层等声学层的厚度、材料是影响谐振频率的主要因素。该文分析了FBAR调频的必要性、原理及扫描刻蚀的工作方式,研究了调频层薄膜在不同刻蚀功率时对器件频率的影响。通过对FBAR器件进行调频,频率均匀性提高了6.5倍,频率分散性得到显著改善。     

零温度系数的AlN/Al_2O_3声表面波延迟线

研究了SAW延时与AlN膜(用有机金属化学蒸发沉淀法在Al_2O_3基片上生长的)的温度关系.当SAW沿着[1100]Al_2O_3方向传播时,AlN/Al_2O_3的延时温度系数随KH增加而降低,其中K是波数,H是AlN膜的厚度.我们在一定的KH值下成功地获得了零温度系数的声表面波延迟线.     

ErAlN/蓝宝石基SAW谐振器制备与性能研究

采用Er镶嵌靶,以射频(RF)反应磁控溅射法,在蓝宝石衬底上制备出了c轴取向的Er_(0.11)Al_(0.89)N_z压电薄膜。运用正交设计实验优化后,Er_(0.11)Al_(0.89)N_z薄膜的膜厚、表面粗糙度分别为1.20μm和1.0 nm,光学介电常数从4.19增大到4.29。Er_(0.11)Al_(0.89)N_z/蓝宝石基声表面波(SAW)谐振器的中心频率和品质因数Q值相较于纯AlN降低,有效机电耦合系数比AlN_z/蓝宝石基SAW谐振器提高了20%,达到1.80%。研究结果表明,Er掺杂AlN后晶格常数比值c/a基本保持不变,但晶体中离子键成分的上升使晶体结构软化,从而导致器件频率下降,有效机电耦合系数增加。     

InP上Al膜的阳极氧化及其特性研究

本文报道了半导体InP上Al膜阳极氧化的研究,并用AES,V-V,DLTS和椭圆仪等测试方法研究了氧化膜的稳定性、电学特性、组分的纵向分布以及Al_2O_3/InP的界面特性,研究结果表明,阳极氧化Al_2O_3的介电常数为11～12,Al_2O_3/InP界面存在一个能量上连续分布的电子陷阱,DLTS峰值对应的能级位置约在E_c-E_c=0.5eV,其俘获截面约为10~(-15)cm~2,Al_2O_3/InP的界面态密度为10~(11)cm~(-2)eV~(-1)。阳极氧化Al_2O_3的稳定性要比InP自身氧化物好得多,更适于用作器件的钝化保护和扩散掩蔽膜。     

Frequency trimming for high-frequency SAW device using ultraviolet light

A new technique for frequency trimming of surface-acoustic-wave (SAW) devices is demonstrated using ultraviolet light. Irradiation by ultraviolet light of a very thin SiO2 film which is fabricated on a quartz substrate makes it possible to adjust the operation frequency within an accuracy of better than ±10 kHz at 900 MHz with an insertion loss increase of less than 1 dB. This technique is applied successfully to a 668 MHz SAW resonator.     

How to reduce the Al-texture in AlN films during film preparation

The preparation of aluminum nitrogen(AlN) film without Al texture is of great significance for the manufacture of highperformance surface acoustic wave(SAW) device.We research the process factors which bring Al into AlN film due to radio frequency(RF) magnetron sputtering system,and discuss how the process parameters influence the AlN thin film containing Al.In the research,it is found that the high sputtering power,the low deposition pressures and low partial pressure of Ar can lead to growing Al-texture during AlN thin film preparation,and the experiment also shows that filling the chamber with nitrogen gas can recrystallize a small amount of Al composition into AlN film during the annealing process in the high temperature environment.     

ZnO薄膜在微光像增强器中的潜在应用

ZnO 薄膜是一种新型的宽带隙透明氧化物薄膜材料,具有优良的物理和化学特性。在微光像增强器中具有多方面的潜在应用。通过对ZnO 材料晶格参数等的研究, 发现可以作为制备高质量GaN 紫外光电阴极的缓冲层。通过对ZnO 能带的研究,发现ZnO 本身还可以独立的作为负电子亲和势光电阴极材料,一旦p 型ZnO 制备获得成功,将更有利于形成负电子亲和势光电阴极。此外,采用蒙特卡罗模拟的方法发现ZnO 薄膜比传统的Al2O3 防离子反馈膜对碳等正离子具有更强的阻挡作用,有可能取代Al2O3 薄膜用于制备三代微光器件防离子反馈膜。ZnO 薄膜还具有较高的二次电子发射系数和适合的电阻率,可以用来制备Si 微通道板打拿极。     

高介电常数Ta/Al_2O_3复合膜的制备及性能研究

首次在溴的丙酮溶液中,以钽为阳极,氧化铝为阴极,通过直流电沉积方法制备了Ta/Al_2O_3复合膜。借助LCR数字电桥、SEM、EDS等测试手段对Ta/Al_2O_3复合膜的介电性能及微观结构进行了分析与表征。研究表明:Ta/Al_2O_3复合氧化膜的表面沉积了质量分数为41.77%的钽。与普通铝阳极(Al_2O_3)氧化膜相比,复合氧化膜的电容提高了50%以上,这主要归因于介电常数较高的钽在复合氧化膜表面的沉积。     

薄膜型声表面波器件的研究进展

相较于传统的压电单晶声表面波器件,薄膜型声表面波器件具有成本低、易小型化、易集成化等优点.文章对几种薄膜型声表面波器件的研究进展进行了综述.首先,总结了几种常见的薄膜制备方法.然后,根据应用范围的不同将薄膜型声表面波器件分为高频器件和高温器件.根据这两大类型,综述了近年来较典型的五种薄膜型声表面波器件,介绍其制备流程、...     

PSTM 用于Al_2O_3光波导薄膜的研究

利用光子扫描隧道显微镜 (PSTM)检测研究 Al2 O3光波导薄膜及其制备工艺。分析了不同温度条件下采用离子束增强沉积工艺制备的 Al2 O3光波导薄膜 PSTM图像。结果表明 :适当的增加基片的温度可以减小散射损耗 ,改善 Al2 O3光波导薄膜的性能     

An alternative method for metallization by laser and ion beam irradiation

A scanning Ar⁺ laser beam and a focused 30 keV Ga⁺ ion beam (FIB) have been used to transform an insulating (or high-resistivity semiconducting) noble metal oxide film to a conducting layer. Resulting from these experiments we propose a method for the fast and one-step metallization by laser or ion beam irradiation using platinum oxide thin films, prepared by magnetron sputtering under an argon/oxygen plasma. A maskless patterning of the platinum oxide film is possible by scanned laser and focused ion beam irradiation. Additionally to the scanning methods it is also possible to pattern the PtO₂ film by broad ion beam irradiation using masks. For wiring we patterned conducting areas of up to 2 mm width and up to 15 mm length with a broad Ga⁺ ion beam (energy: 300 keV, dose: 5×10¹⁵ Ga⁺/cm²). The laser- and the ion-patterned large areas could be easily bonded with an Al wire to carry out four-point resistance measurements.     

Electron Injection Enhancement by Diamond-Like Carbon Film in Polymer Electroluminescence Devices

用正丁胺作碳源,采用射频辉光等离子系统制备类金刚石碳膜(DLC),沉积在聚合物发光器件中的发光层(MEH-PPV)和铝(Al)阴极间作电子注入层.制备了结构为ITO/MEH-PPV/DLC/Al的不同DLC厚度的器件,测量了器件的I-V特性、亮度及效率,研究了DLC层对器件电子注入性能影响的机制.结果表明:当DLC厚度小于1.0nm时,其器件有较ITO/MEH-PPV/Al高的启动电压和低的发光效率;当DLC厚度在1.0～5.0nm之间时,器件的性能随着DLC厚度增加而变好;当DLC厚度为5.0nm时,器件具有最低的启动电压与最高的发光效率;当DLC厚度继续增加时,器件的性能随着DLC厚度增加而变差.并对ITO/MEH-PPV/DLC/Al和ITO/MEH-PPV/LiF/Al的器件性能进行了比较研究.     

铜叉指换能器声表面波驱动装置的研究

本实验中首次采用铜材料作为声表面波驱动装置的叉指换能器材料.对铜材料和铝材料进行了详细比较,得到铜材料相比于铝材料的优点.采用并详细对比了离子铣和剥离工艺两种制造工艺,实验表明剥离工艺效果更好.得到了利用剥离工艺制造的铜叉指换能器的原子力显微镜轮廓.制造了声表面波驱动装置并得到了优化的制造参数.     

高介电性纳米复合氧化膜的研究

首次在溴的丙酮溶液中,以钽作阳极,多孔型氧化铝为阴极,通过直流电沉积方法制备Ta/Al2O3复合氧化膜。结果表明:阳极钽在阴极氧化铝的表面和多孔结构内部均有沉积,并以纳米结构与多孔氧化铝结合生成复合氧化膜。