论文部分内容阅读
随着现代电子设备信息处理量的扩大,通信载波频率必须向更高的频段移动,声表面波(SAW)滤波器是现代无线移动通信系统的关键器件之一,其频率f由材料的声表面波传播速度V和叉指电极周期L决定,f=V/L。由于所采用的压电材料及光刻技术的局限,目前声表面波器件的工作频率很难达到GHz。金刚石(diamond)是所有物质中声表面波传播速度最快的材料,以金刚石为基底在现有的光刻工艺条件下易于制备GHz的薄膜型SAW器件,然而金刚石本身不具有压电性能,不能激发声表面波,必须在其上镀一层压电层,如LiNbO3等。因此,以金刚石为基底制备高频SAW器件成为当前国际上的研究热点。本文利用PLD技术在diamond/Si衬底上通过引入缓冲层制备高度c轴取向的LiNbO3压电膜,系统探讨了工艺参数对LiNbO3压电薄膜的结晶质量、c轴取向及表面形貌的影响。通过研究得到以下结果:1.采用PLD技术首次在以非晶Si02为缓冲层的diamond/Si衬底上制备出了具有良好晶体质量且完全c轴取向LiNbO3薄膜。探索了工艺参数对LiNbO3膜取向性和晶体质量的影响,获得了制备完全c轴取向LiNbO3薄膜的最佳工艺参数:衬底温度约为650℃,氧压约为40Pa,激光能量密度约为3.6J/cm2,激光重复频率约为3Hz,靶材与衬底距离约为4.0cm。2.采用PLD技术首次在以c轴取向ZnO薄膜为缓冲层的diamond/Si衬底上制备出了具有良好晶体质量的高c轴取向LiNb03薄膜。探索了衬底温度、氧气压强等参数对LiNbO3膜取向性和晶体质量的影响,得到了制备高c轴取向LiNbO3薄膜的最佳工艺参数:衬底温度约为600℃,氧压约为40Pa,激光能量密度约为3.0J/cm2,激光重复频率约为3Hz,靶材与衬底距离约为4.0cm。3.将制好的基片制作成器件进行SAW测试,获得了8000m/s以上的声表面波速度,声表面波速度的提高有利于制作高频的SAW器件。