聲表面波器件的制備及其性能研究.pdf

1、由于聲表面波器件具有小型化、多功能、高頻率、高可靠性和數(shù)字輸出等特性，目前已被廣泛應(yīng)用于移動通信、航空航天、雷達、電子對抗、遙控遙測、廣播電視等各類軍用和民用電子系統(tǒng)中。因其應(yīng)用潛力巨大，發(fā)展前景廣闊，故對聲表面波器件的研究具有重大的意義。 本文主要是對聲表面波器件的制備工藝進行探索，同時，對由聲表面波器件構(gòu)成的振蕩電路進行研究。對于聲表面波器件的制備主要是高質(zhì)量壓電基底的制備和作為激勵、檢測信號用的叉指換能器的設(shè)計與制做。對于

2、振蕩電路的研究主要集中于電路的設(shè)計與仿真。 選用PZT壓電薄膜作為聲表面波器件的壓電材料層，基片采用的是Au／Cr／SiO2／Si的多層膜結(jié)構(gòu)。通過添加黏結(jié)劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，成功的制備出致密、無裂痕的PZT壓電薄膜，經(jīng)XRD測試，證明了該薄膜具有較好的取向性。在PZT壓電薄膜的制備過程中，對富鉛度和黏結(jié)劑的濃度等關(guān)鍵問題進行了研究。實驗證明,在不添加黏結(jié)劑的情況下，當(dāng)退火溫度為700℃時，PZT薄膜中鉛的含量幾乎沒有損

3、失。為了既保證PZT薄膜不開裂，又保證PZT薄膜具有一定的厚度，經(jīng)過大量的反復(fù)實驗，最終將黏結(jié)劑的濃度選定為0.001～0.0015mol／L。最后，對所制備的PZT薄膜的電性能進行了研究，如電滯回線、壓電系數(shù)和相對介電常數(shù)。其中，Pr=25μc／cm2，Ec=25KV／cm；d33(eff)=210pC／N；εr=1130a叉指換能器的主要設(shè)計參數(shù)包括：叉指對數(shù)N、叉指周期節(jié)長度P、指寬d、指間距b、聲孔徑w和中心間距L等。本文對各參

4、數(shù)設(shè)計進行了理論分析，并結(jié)合實驗室現(xiàn)有的工藝條件，設(shè)計出指寬為10μm的叉指換能器的版圖。先采用超微粒干版試做版，但由于超微粒干版的質(zhì)量問題，最后采用47所提供的鉻版。對實驗室現(xiàn)行的光刻工藝進行了細節(jié)上的改良，最后成功的制備出聲表面波器件。但叉指換能器經(jīng)SEM測試發(fā)現(xiàn)，指寬約為12μm，指間距約為8μm。兩者與設(shè)計值相比，略有偏差，在論文中對可能產(chǎn)生偏差的原因進行了分析。 對于聲表面波振蕩電路的研究，側(cè)重于對振蕩電路的設(shè)計與仿真