高頻聲表面波基片(100)AlN-diamon的制備研究.pdf

1、隨著無(wú)線電通信頻帶占用日益緊張，性能優(yōu)良的聲表面波器件正朝著高頻化發(fā)展，高頻聲表面波“壓電材料/金剛石”多層膜基片體系的研究成為研究熱點(diǎn)。但是ZnO、LiNbO3、(002)AlN等常規(guī)壓電材料的聲速均低于5500m/s，與聲速高達(dá)18000m/s的金剛石相結(jié)合必將引起較大的聲速頻散，不能理想地達(dá)到提高頻率的目的。
　　 (100)AlN聲速達(dá)到11354m/s，是所有壓電材料中最大的，與金剛石的聲速最為接近，用它與金剛石相結(jié)合

2、可以有效地減小聲速頻散。故本課題開(kāi)展了“(100)AlN/Diamond”多層膜結(jié)構(gòu)聲表面波器件基片的研制及分析。
　　 本課題采用射頻磁控濺射的方法，首先在硅襯底上系統(tǒng)地研究了工作氣壓、靶基距、襯底溫度、濺射功率、氬氮比等工藝條件對(duì)制備薄膜的影響。通過(guò)改變這些工藝參數(shù)在N型(100)Si片上制備了(100)面擇優(yōu)取向的AlN薄膜。第二，進(jìn)一步研究了離位退火、原位退火以及以N2結(jié)尾的原位退火對(duì)制備(100)AlN薄膜結(jié)晶的影響。

3、從分子平均自由程和能量角度探討了其對(duì)AlN壓電薄膜擇優(yōu)取向的影響。通過(guò)XRD表征了其擇優(yōu)取向性，AFM觀察了其表面形貌。結(jié)果表明靶基距大、工作氣壓高、氮?dú)灞鹊?、濺射功率低以及原位退火有利于生長(zhǎng)高質(zhì)量的(100)AlN薄膜。當(dāng)靶基距為8cm、濺射功率75W、工作氣壓1.2Pa、襯底溫度350℃、氮?dú)灞?:12，且進(jìn)行原位退火時(shí)最有利于AlN薄膜(100)面擇優(yōu)取向生長(zhǎng)。第三，在上述優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)上在金剛石襯底上沉積(100)AlN薄膜。<