1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海集成电路材料研究院，上海 200050
该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR)，研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明，当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时，压电应力系数e33增加、刚度CD33下降，导致Al1-xScxN压电薄膜的机电耦合系数k2t从5, 6%提升至15, 8%，从而使HBAR器件的有效机电耦合系数(k2eff)提升了3倍。同时，当Sc掺杂摩尔分数达25%时，Al1-xScxN(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%，声学损耗提高，导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。
高次谐波体声波谐振器(HBAR) 压电薄膜 掺钪AlN 机电耦合系数 high-overtone bulk acoustic resonator(HBAR) AlN AlN piezoelectric thin film aluminum scandium nitride electromechanical coupling coefficient
1 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院, 江苏 南京 211103
2 东南大学 电气工程学院, 江苏 南京 210018
配网电缆接头冷缩管的界面压力是电缆接头绝缘强度和密闭性能的重要保障。目前研究中很少分析在界面压力测量中因薄膜传感器本身形变造成的误差。因此, 该文首先优化压电薄膜传感器结构, 减小压电材料形变产生的影响, 然后根据实际形变量对弯曲力进行补偿, 分别给出了结构优化与受力补偿的量化公式, 并试制电缆接头界面压力测量装置。实验结果表明, 在有补偿情况下测量的界面压强值与无补偿测量值相差11.5%, 且误差随曲率半径的减小而增大, 验证了压电薄膜传感器形变弯曲力补偿的必要性。
电缆接头 压电薄膜传感器 界面压强 弯曲力补偿 cable connector piezoelectric thin film sensor interface pressure bending force compensation
中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060
薄膜体声波谐振器(FBAR)具有体积小、工作频段高、性能强等优势, 在滤波器领域有广泛的应用前景, 其最核心的功能层为压电薄膜。本文采用磁控溅射方法, 在6英寸硅片上制备了AlScN压电薄膜。对AlScN薄膜进行了分析表征, 结果表明, AlScN压电薄膜具有良好的(002)面择优取向, 摇摆曲线半峰宽为1.75°, 膜厚均匀性优于0.6%, 薄膜应力为10.63 MPa, 薄膜应力可调。制作了基于AlScN压电薄膜的FBAR谐振器, 其机电耦合系数为7.53%。在AlN中掺杂Sc能够有效提高压电薄膜的机电耦合系数, 对研究FBAR滤波器的宽带化有重要意义。
压电薄膜 AlScN薄膜 磁控溅射 机电耦合系数 薄膜体声波谐振器 piezoelectric thin film AlScN thin film magnetron sputtering electromechanical coupling coefficient FBAR
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学制造科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
设计了一种Si基金刚石薄膜上的SAW RF MEMS滤波器, 其中心频率为400MHz, 叉指换能器(IDT)线宽为5μm。采用中物超硬材料公司定制的硅基金刚石薄膜基片, 利用射频溅射方法在金刚石薄膜上制备了厚度为2μm的ZnO压电薄膜, XRD分析证明其具有良好的C轴取向。采用剥离工艺制备IDT, 通过精细的工艺控制, 得到了设计的IDT图形。最后, 对该滤波器样品进行了封装和测试。测试结果表明, 其中心频率为378MHz, 插损为15.9dB。
射频微机械系统 声表面波 金刚石薄膜 压电薄膜 叉指换能器 RF MEMS SAW diamond film piezoelectric thin film IDT
