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AlN由于具有优异的压电特性和高的声表面波波速,其制作过程与IC工艺兼容,因而已成为高频声表面波器件的首选材料。本论文围绕GHz声表面波器件的研制,开展了反应磁控溅射法在P型Si(111)衬底上沉积AlN压电薄膜的研究,另外还对AlN薄膜集成声表面波滤波器的研制进行了探索。主要研究成果如下:
首先采用反应磁控溅射法在Si(111)衬底上沉积了c轴(100)面择优取向的AlN薄膜。利用XRD和XEDS分析了AlN薄膜的结构和组成,利用AFM观察了薄膜的表面形貌和粗糙度。结果发现溅射时的衬底温度对薄膜的结构和表面形貌有很大的影响。在600℃以上时AlN中Al-N0断裂,仅出现(100)衍射峰。平均晶粒尺寸40nm,Z轴最高突起仅为20nm。
其次采用掩模蒸发的方法在600℃下的AlN薄膜上蒸发了铝栅电极,并利用此电极对AlN薄膜的声表面波特性进行了测试,计算结果显示AlN薄膜的声表面波速度在6000m/s左右,与理论值基本相近。
最后对AlN薄膜声表面波滤波器的研制进行了探索,并对其集成工艺进行研究,结果表明在贵州省5μm的光刻工艺下,可以制备出300MHz的集成声表面波滤波器。