学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

适用于声表面波器件的h-BN/硅和h-BN/金刚石多层膜制备与表征

作　者: 李展
导　师: 杨保和
学　校: 天津理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 声表面波器件氮化硼薄膜正交实验傅里叶红外光谱 X 射线衍射原子力显微镜
分类号: TN65
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 40次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着社会的发展和科技的进步,声学这门古老又极具活力的科学已经渗透到许多学科,与我们的生活息息相关,尤其是电子信息领域声学得到广泛应用,声表面波(SAW)技术是声学和电子学相结合的一门边缘科学,声电换能器的出现则有力的推动了声学和电子学的发展。近年来,随着移动通信的迅猛发展,传统的SAW材料和工艺条件已经不能满足高工作频率以及具备承受大功率的能力和高声速、高机电耦合系数、低插入损耗、高温度稳定性等特性的要求,此时,多层结构声表面波器件以其优异的特性引起了人们的广泛关注。本文在论述了声表面波器件基本工作原理的基础上,对适用于声表面波器件的几种压电材料(LiNbO3、ZnO、AlN和h-BN)进行了分析比较,充分考虑现在的应用领域对器件的要求以后,决定采用h-BN作为声表面波器件的压电材料。首先,本文采用射频磁控溅射法在硅衬底上制备了适用于SAW器件的氮化硼薄膜。并且通过正交实验法,以薄膜中六方相(h-BN)的纯度和取向为指标,优化了磁控溅射方法制备氮化硼薄膜的工艺条件。实验固定溅射时间2 h,靶基距6 cm,工作压强0.75 Pa。利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和原子力显微镜对薄膜进行了表征,实验结果表明溅射工艺为:溅射功率300 W,无衬底负偏压,温度400℃,N2:Ar=7:8(vol.%)时可以制备出高纯度且高c-轴择优取向的h-BN薄膜。然后,在硅衬底上沉积h-BN薄膜工艺的基础上,也通过正交实验法对金刚石衬底上沉积h-BN薄膜的工艺条件进行了优化。通过优化硅和金刚石两种衬底上沉积h-BN薄膜的工艺,制备出了高纯度且高c-轴择优取向的h-BN薄膜,为2.5GHz以上的声表面波器件的研制成功创造了条件。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题的来源及意义  9-10
  1.2 多层膜结构声表面波器件的研究历史与现状  10-12
  1.3 面临的问题  12
  1.4 本论文的立项依据和主要工作  12-14
第二章多层膜结构声表面波器件及材料  14-22
  2.1 多层膜结构声表面波器件  14-17
    2.1.1 声表面波器件的基本结构和工作原理  14-15
    2.1.2 IDT/h-BN/Diamond 多层膜声表面波器件  15-16
    2.1.3 工艺流程  16-17
  2.2 多层膜结构声表面波器件材料  17-22
    2.2.1 声表面波器件中压电材料的特点  17-18
    2.2.2 金刚石的性质与应用  18-19
    2.2.3 氮化硼的相  19-20
    2.2.4 h-BN 的性质和应用  20-22
第三章 h-BN 薄膜制备技术及表征手段  22-28
  3.1 射频磁控溅射技术  22-25
    3.1.1 溅射的基本原理  22-24
    3.1.2 射频磁控溅射的特点  24
    3.1.3 JGP500D1 射频磁控溅射系统  24-25
    3.1.4 THL 真空退火炉  25
  3.2 表征手段  25-28
    3.2.1 傅里叶变换红外光谱  26
    3.2.2 X 射线衍射  26
    3.2.3 原子力显微镜  26-28
第四章试验过程与结果讨论  28-40
  4.1 实验准备  28-29
    4.1.1 靶材烘烤  28
    4.1.2 衬底清洗  28-29
    4.1.3 衬底预溅射  29
    4.1.4 靶材反溅  29
  4.2 实验过程及结果讨论  29-40
    4.2.1 硅衬底上制备h-BN 薄膜  29-35
    4.2.2 金刚石衬底上制备h-BN 薄膜  35-38
    4.2.3 带有金属电极的硅衬底上制备h-BN 薄膜  38-40
第五章总结  40-41
参考文献  41-45
发表论文和科研情况说明  45-46
致谢  46-47

适用于声表面波器件的h-BN/硅和h-BN/金刚石多层膜制备与表征

内容摘要

全文目录

相似论文