適用于多層膜高頻SAW器件的AlN薄膜制備與表征.pdf

1、金剛石具有所有物質(zhì)中最高的彈性模量(E=1200Gpa)，材料密度較低(ρ=3.51g/cm<'3>)縱波聲速在所有物質(zhì)中最高，可達(dá)到18000m/s，由于其優(yōu)良的物理特性，金剛石薄膜得到了廣泛的應(yīng)用，聲表面波(SAW)器件方面的應(yīng)用是金剛石最引人注意的應(yīng)用之一。 氮化鋁(AlN)是一類重要的寬帶隙Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)為纖鋅礦型。AlN具有許多優(yōu)異的物理性能，在藍(lán)光、紫外發(fā)光材料、外延過渡層和GHz級(jí)聲表面波器件

2、等方面有著重要的應(yīng)用。在聲表面波濾波器(SAWF)應(yīng)用方面，由于金剛石具有很高的聲表面波傳播速度，而AlN材料具有壓電效應(yīng)，與金剛石附著良好，其本身的聲表面波傳播速度較高，且溫度系數(shù)很小。因此若將金剛石和AlN相結(jié)合，不僅具有很高的聲表面波速度，而且當(dāng)器件承受大功率溫度升高時(shí)，中心頻率隨溫度升高的漂移很小，這非常適合于制造高頻聲表面波濾波器。 本文首先采用直流噴射CVD法在鉬臺(tái)上制備出高質(zhì)量的金剛石薄膜。用SEM等測(cè)試手段對(duì)沉積

3、的薄膜進(jìn)行了表征。探討了襯底材料、基片預(yù)處理、基片溫度、氣體配比、工作氣壓等工藝參數(shù)對(duì)金剛石成膜質(zhì)量的影響，從而獲得適于構(gòu)建高頻SAWF的致密金剛石薄膜。 其次采用磁控濺射法在硅襯底上制備了C軸定向的氮化鋁薄膜，利用XRD等測(cè)試手段對(duì)薄膜結(jié)晶性能進(jìn)行了分析，并系統(tǒng)研究了濺射功率、氬氮比、濺射壓力等工藝條件對(duì)薄膜性能的影響；在此基礎(chǔ)上，采用射頻磁控濺射法在金剛石薄膜襯底上制備了高C軸取向的AlN薄膜，并進(jìn)一步研究了在金剛石襯底上濺