适用SAW器件的高C轴取向ZnO薄膜制备及性能分析

探讨了高性能ZnO薄膜的制备工艺,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和高阻仪对各种条件下制备的薄膜进行了表征分析。研究表明:在一定温度范围内随退火温度上升薄膜C轴取向性更优;同时O空位的填充、自由Zn原子的氧化使得薄膜电阻率提高至107Ω·cm数量级;600℃为最佳退火处理温度,600℃退火处理的ZnO薄膜粗糙度小(RMS为2.486nm),且晶粒均匀致密,表面平整,是适于制备声表面波(SAW)器件的高C轴取向、高电阻率及较平坦的ZnO薄膜。     

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.     

RF磁控溅射法原位制备C轴择优取向ZnO薄膜

采用RF磁控溅射法在玻璃衬底上原位低温生长ZnO薄膜.生长出的薄膜对可见光具有高于90%的透射率,该薄膜具有良好的C轴取向.利用X射线衍射(XRD)的测试结果,分析了溅射工艺条件如衬底温度、氩氧比和溅射气压等对薄膜性能的影响,得到最佳的生长工艺条件为:衬底温度300 ℃,溅射气压1 Pa,氩氧比为25 sccm∶15 sccm.在此条件下生长的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向,并且薄膜的结晶性能良好.采用这种方法制备的ZnO薄膜适合用于制备平板显示器的透明薄膜晶体管和太阳电池的透明导电电极.     

射频溅射c-轴取向氧化锌压电薄膜的研制

ZnO压电薄膜是一种很有实用价值的压电薄膜材料.本文概述了ZnO压电薄膜的特性、用途.着重叙述了ZnO压电薄膜的制作方法及影响因素,还叙述了用这种方法制作的ZnO压电薄膜在器件上的应用情况.     

ZnO压电薄膜内应力的测量

用X射线衍射仪法对压电ZnO薄膜的宏观内应力和微观内应力进行了测量.实验测得的两组衍射谱线分别与函数图形1/(1+k~2x~2)~2和1/(1+k~2x~2)相似.底影变化能使线形的函数图形向exp(-k~2x~2)图形转化.微观内应力测量采用了线形近似函数法,宏观内应力测量采用了线形质心法.数据处理和计算是在YEE-8100微型电子计算机上完成的.本文还给出了测量工艺条件以及BASIC-Ⅱ应力计算程序方框图.     

关于ZnO压电薄膜的概况

在ZnO、CdS等6mm点群的晶体中,垂直于C轴的面内的弹性和电性都是对称的,所以C轴择优取向的多晶薄膜即使其a轴随机取向也能具有象单晶那样的压电性,这类薄膜有很重要的实用价值,尤其是ZnO薄膜已广泛地用于各种声电和声光器件。 我们用射频平面磁控溅射装置和掺Li的ZnO陶瓷靶制出了压电性良好的ZnO膜,靶面附近的磁场水平分量约300高斯,膜的沉积速率约4微米/小时。     

射频磁控溅射生长C轴择优取向AIN压电薄膜

采用射频磁控反应溅射工艺，在Si（400）衬底上制备了高c轴取向的AlN薄膜。用X射线衍射仪（XRD）分析了薄膜特征。研究了不同的Ar／N2比、衬底偏压、工作压强对AlN薄膜c轴择优取向的影响。研究了AlN薄膜在以氮终止的硅衬底和纯净硅衬底两种表面状态的生长机制，发现在以氮终止的硅衬底表面生长的AlN薄膜非常容易得到c轴择优取向的AlN薄膜。     

适用于FBAR的ZnO薄膜制备及压电特性分析

采用射频磁控溅射法在Al电极层上制备了适用于 薄膜体声波谐振器(FBAR)的ZnO薄膜, 研究了溅射功率对ZnO薄膜择优取向、压电响应和极化分布的影响。X射线衍射(XRD)测试结 果 表明,在一定范围内,随着溅射功率的增大,ZnO薄膜的择优取向和结晶质量得到提高;但 溅射功率过大,ZnO薄膜的择优取向变差。压电响应力显微镜(PFM)测量表明,溅射功率对薄 膜的压电性能和极化取向也有很大影响, 在所制备的薄膜中,多数晶粒的自发极化方向均垂直向上,表明所制备ZnO薄膜的表面主要 为O 截止;压电响应的振幅与薄膜的结晶质量和择优取向相关,在溅射功率为150W条件下制备的ZnO 在垂直于表面方向上表现出最大压电响应振幅,同时薄膜极化取向分布的一致性最好。     

脉冲激光沉积制备c轴取向AlN薄膜

ｃ轴取的ＡｌＮ具有优异的压电性和声表面波传输特性,已受到人们日益广泛的重视。文章报道了采用ＫｒＦ脉冲准分子激光沉积工艺,在Ｓｉ（１００）衬底上成功地制备了ｃ轴取向的ＡｌＮ晶态薄膜。Ｘ射拇衍射与傅里叶变换红外光谱的结果表明,在３００℃－８００℃衬底温度下,薄膜均只有（００２）－一个衍射峰,但随着温度的升高,薄膜的结晶质量变好;     

用RF同轴磁控溅射技术制作C轴择优取向ZnO薄膜

ZnO薄膜是一种性能优良的多功能电子材料,用途十分广泛。本文介绍了我所研制的RF同轴磁控溅射装置及成膜技术。用此设备已制作出c轴择优取向的ZnO薄膜,并经各种检测证明膜质优良。用这种技术溅射制作的ZnO薄膜彩电中频滤波器性能良好,完全满足器件要求。本装置制作的薄膜膜厚均匀区宽、膜质好,不仅适用于ZnO薄膜的小批量生产,也可用于溅射沉积其它各种介质膜和金属膜。     

用反应磁控溅射法制作C轴取向的AlN薄膜

一、前言 AlN是一种Ⅲ-Ⅴ族化合物,属于六方晶系纤维锌矿结晶结构。由于氮化铝(AlN)的高温性能稳定、导热率大、并且绝缘性能好,所以,以往人们都把它看成是一种耐热绝缘材料。但是,近年来人们发现这种晶体的压电性较大,并且声速也大,所以作为可在高频段使用的压电材料而引起了人们的重视,并且有希望替代ZnO材料。迄今,人们采用真空蒸发、溅射、化学蒸发以及离子喷     

(100)取向AlN薄膜的制备及其压电性能研究

采用射频磁控溅射法,在Si(100)衬底(含Au导电层)上制备了(100)取向的AlN薄膜并研究了工作压强和溅射功率对制备的AlN薄膜性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜结构特性,结果表明,在一定范围内,工作压强的增加和溅射功率的减小更有利于AlN(100)晶面择优取向的生长。利用压电力显微镜(PFM)对AlN薄膜的形貌和压电性能进行了表征,发现(100)择优取向的AlN薄膜的压电性主要表现在薄膜面内方向上。     

在光纤上沉积取向ZnO薄膜

本文介绍在直径为80μm的熔石英单模光纤的一侧直接溅射沉积取向ZnO薄膜的工艺。一个由这种薄膜复合而成的4GHz压电换能器验证了薄膜的取向性。频率扫描的换能器输入阻抗矢量给出了光纤中存在声波的证据。直接制作在光纤上的声换能器由于有效的声-光互作用而在光纤中心产生场聚焦,有可能制作许多新的光纤-光学信号处理器件。     

ZnO压电薄膜双面共溅生长技术

在只有一个靶源的情况下,利用改良的夹具,在钇铝石榴石(YAG)晶体的两端用反应磁控溅射法同时溅射生长ZnO压电薄膜.对ZnO压电薄膜做了X一射线衍射(XRD)分析,测试了用双面方法制作的声体波薄膜换能器的回波损耗.结果表明,采用双面共溅工艺生长ZnO压电薄膜有效地解决了第一端换能器压电性能退化的问题,提高了两端换能器压电性能的一致性,提高了生产效率.     

激励剪切振动模式的ZnO压电薄膜的研制

本文介绍用于激励剪切振动模式的ZnO压电薄膜的制备方法、性能及应用前景.采用辅助阳极环,改变基片角度等的RF平面磁控溅射技术,在低气压、高速率的溅射条件下,制备出了c轴偏离基片法线40°,声速为2830m/s,机电耦合系数达到29—32%的ZnO压电薄膜.为制作微波复合谐振器和微波声换能器提供了性能优良的新型压电薄膜材料.     

ZnO薄膜制备工艺的研究进展

从ZnO晶体结构入手,介绍了ZnO薄膜制备工艺的研究现状与进展,包括基片的选择,缓冲层的影响,薄膜极性的控制与制备技术。并指出基片的选择、薄膜的成核生长过程与界面问题仍是今后研究的重点。     

基于ZnO压电薄膜的柔性MEMS超声波换能器

该文提出一种柔性的微机电系统(MEMS)超声波器件。该器件由下电极、ZnO薄膜、上电极及聚酰亚胺柔性基底构成。其制作过程简单,采用直流磁控溅射制作上、下电极,反应射频磁控溅射制作氧化锌压电薄膜。薄膜间粘合牢固,可反复弯折。SEM和XRD结果表明,氧化锌薄膜厚度可达4~8μm,具有高度(002)择优取向的柱状晶结构。根据XRD所得的结果计算了薄膜平均晶粒尺寸和内应力大小,结果表明,晶粒尺寸约为22nm,薄膜内压应力约为-1.248 4GPa。利用激光多普勒测得其共振频率约为5MHz。同时,研究发现,较厚的ZnO薄膜使振幅变大,导致振动品质因数(Q)值增加。     

采用ZnO压电薄膜的声光偏转器研制

研究了基于ZnO压电薄膜结构的1GHz声光偏转器。通过采用半导体工艺流程制备器件,并利用射频网络分析仪对实验器件进行了测试,得到器件达到的性能指标:中心频率1.05GHz、带宽500MHz、衍射效率1%、渡越时间1.5μs。     

TC4钛合金上制备c轴取向AlN薄膜研究

采用中频磁控反应溅射,提出了在TC4钛合金基片上制备c轴取向AlN薄膜的两步法工艺。利用扫描电镜分析(SEM)、X线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面及断面形貌、晶体结构、表面粗糙度进行了表征。研究结果表明,利用该文提出的两步法工艺可在TC4钛合金衬底上制备出表面粗糙度为2.3nm、c轴XRD摇摆曲线半高宽为4.1°的AlN薄膜,满足制作压电微机电系统(MEMS)器件或薄膜声表面波(SAW)和体声波器件的需求。