多層膜聲表面波器件LiNbO-,3-、h-BN薄膜的制備及分析.pdf

1、無(wú)線通信、光纖通信系統(tǒng)飛速發(fā)展，低頻段已經(jīng)被占滿，必須向高頻段發(fā)展。高頻聲表面波(SAW)器件使用頻率的升高，使它在雷達(dá)、電子戰(zhàn)、聲納、無(wú)線通信、光纖通信系統(tǒng)中正在獲得廣泛的應(yīng)用。常規(guī)SAW材料(例如，石英、LiNbO<,3>、LiTaO<,3>等)，聲速較低，用其制作2.5GHz的SAW器件，其IDT指寬d必須小于0.4μm，逼近目前半導(dǎo)體工業(yè)水平的極限，在生產(chǎn)中遇到許多問(wèn)題。 金剛石具有所有物質(zhì)中最高的聲速、最高的熱導(dǎo)率，2

2、.5GHz對(duì)應(yīng)的指寬d可以大于1μm，5GHz對(duì)應(yīng)的指寬d可以大于0.5μm，10GHz對(duì)應(yīng)的指寬d可以大于0.25μm，因此金剛石多層薄膜結(jié)構(gòu)SAW器件可在很高頻率、很高功率工作(1～10GHz)。然而，金剛石本身并不是壓電材料，需要在其上面沉積一層壓電薄膜(如ZnO、AlN、LiNbO<,3>)，制成多層膜SAW器件。鈮酸鋰是一種重要的壓電材料，根據(jù)理論計(jì)算，其與金剛石構(gòu)成的多層膜結(jié)構(gòu)具有高聲速高機(jī)電耦合系數(shù)的特點(diǎn)。 本文圍

3、繞GHzSAW器件的研制，開(kāi)展了用射頻磁控濺射法在高聲速襯底金剛石上制備鈮酸鋰薄膜及六方氮化硼薄膜，利用XRD對(duì)薄膜的結(jié)晶性能進(jìn)行分析。主要工作如下： 首先，利用RF磁控濺射法采用鈮酸鋰粉末靶在金剛石襯底上制備鈮酸鋰薄膜，著重研究了襯底溫度和濺射功率這兩個(gè)工藝條件對(duì)薄膜性能的影響，最終得出在襯底溫度為600℃，功率為80W，氬氧比為6：4，壓強(qiáng)為1Pa的工藝條件下得到LN(006)取向，優(yōu)化了沉積LN薄膜的工藝參數(shù)。 其

4、次，在金剛石襯底沉積工藝條件的基礎(chǔ)上，采用鈮酸鋰陶瓷靶，在硅襯底上濺射沉積鈮酸鋰薄膜，在溫度為600℃，功率為50W，氬氧比為6：4，壓強(qiáng)為1Pa的工藝條件下取得了較好的LN薄膜。 最后，仍然采用磁控濺射法利用h-BN靶材，根據(jù)“h-BN/金剛石多層膜體系”對(duì)在金剛石襯底上沉積氮化硼薄膜的制備工藝進(jìn)行了探索性研究，所得數(shù)據(jù)具有很好的參考價(jià)值。 總之，通過(guò)一系列的研究實(shí)驗(yàn)，本文系統(tǒng)討論了襯底溫度和濺射功率對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響，