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无线高温声表面波传感器不但具有一般SAW器件的体积小、品质因数高、重量轻、功耗小等优点,而且还能在高温、高压等恶劣环境实现无线无源传感测量,因而在传感器领域中有巨大的应用前景。压电基底的高温特性对高温SAW传感器的应用有着至关重要的影响,因此,本文采用一种具有优异高温压电特性的新型压电基底YCa4O(BO3)3来制备和研究无线高温SAW传感器。本文首先对SAW谐振器进行了设计和仿真。根据SAW谐振器的设计理论和依据,并充分考虑实验制备实现条件,设计出单端口SAW谐振器的叉指宽度为3μm,波长λ为12μm,叉指对数为50对,金属化比率为0.5,孔径长度为100λ,IDT和反射栅距离为9μm,反射栅的对数为100对。本文采用COMSOL Multiphysic有限元分析软件对YCOB的SAW谐振器进行了仿真,通过仿真得到了SAW器件的特征频率和频率响应,并且得到了电极厚度对器件特征频率的影响。其次,本文选用X-90o、Z-90o和(180o,120o,167o)这3种切型的YCOB作为基底材料,采用微电子工艺完成了SAW器件的制作,通过对工艺流程和工艺参数的优化,最后实现了在不同切型YCOB基底上重复的制作SAW器件。本文对制作得到的不同切型YCOB的SAW谐振器进行了测试。测试结果表明,基于X-90oYCOB、Z-90oYCOB和(180o,120o,167o)YCOB的3种SAW谐振器都具有良好的SAW传感特性,谐振器的谐振频率分别为230.53 MHz、278.94 MHz和284.24 MHz。本文对制备的SAW谐振器进行了温度测试,最高测试温度为600℃,测试结果表明,选用的3种切型YCOB的SAW器件都具有良好和稳定的高温特性,谐振频率和温度都成线性关系,然而,X-90oYCOB的SAW谐振器的温度灵敏度和TCF最低,值分别为12.28 kHz/℃和54 ppm/℃;Z-90oYCOB的SAW谐振器有最高的温度灵敏度和TCF,值分别为21.22 kHz/℃和76 ppm/℃;(180o,120o,167o)YCOB的SAW谐振器的温度灵敏度和TCF处于前两种切型的器件之间,值分别为18.03 kHz/℃和63 ppm/℃。比较可知,Z-90oYCOB和(180o,120o,167o)YCOB的SAW谐振器比X-90oYCOB的SAW谐振器有更好的温度传感特性。高温循环测试结果表明,Z-90oYCOB和(180o,120o,167o)YCOB比X-90oYCOB的SAW谐振器的高温稳定性好。本文利用制备的SAW谐振器和偶极子天线构建了无线温度传感器。无线测试最高温度为550℃,测试结果表明,基于X-90oYCOB和(180o,120o,167o)YCOB的无线SAW传感器都具有良好和稳定的无线高温传感特性,传感器的特征频率随温度的升高呈线性降低,它们的灵敏度分别为12.02 kHz/℃和18.68 kHz/℃,比较可知,(180o,120o,167o)YCOB比X-90oYCOB的无线SAW传感器具有更好的无线温度传感性能。