高频SAW滤波器的LiNbO3/金刚石多层膜制备及器件性能研究

论文题目: 高频SAW滤波器的LiNbO3/金刚石多层膜制备及器件性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 光学工程

作者: 李明

导师: 杨保和

关键词: 多层结构声表面波器件,声表面波滤波器,金刚石

文献来源: 天津理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 声表面波（SAW）器件由于具有小型化、高可靠、多功能、一致性好等特点,所以它在雷达、电子战、声纳、无线通信、光纤通信及广播电视系统中已获得广泛的应用。随着无线电通信频带占用的日益紧张,只有高频率和/或大功率的声表面波（SAW）器件才能适应宽带、移动通信系统和光通信系统的要求,相应的SAW器件也就成为广大研究者和企业所关心的领域。常规的声表面波（SAW）材料（例如,石英、LiNbO3、LiTaO3和ZnO/蓝宝石等）很难达到要求。SAW器件频率F=V/λ,V表示SAW材料中的声速,而V = （E/ρ）1/2,所以F = （E/ρ）1/2/λ。这里,E、ρ和λ分别表示材料的弹性模量、材料的密度和声波的波长,波长λ由叉指换能器电极宽度d（IDTs）决定,λ=4d,由于技术和工艺的原因,再缩小d是非常困难的,而选择高弹性模量、低密度的材料就成了最佳选择。日本Nakahata等计算机模拟结果表明“LiNbO3/金刚石”多层薄膜体系相速度达到11890m/s,比用其它材料制作的SAW器件频率高4-5倍,机电耦合系数K2理论计算可高达9%,但还未见到制成实验室样件的报道。鉴于此,本课题组着手于以下六部分工作来对此项研究工作进行了研究与探索。（1）利用MPCVD在Si衬底上沉积金刚石膜,以熟悉新设备的使用及获得取向单一性较好和纯度较高的金刚石薄膜,并对金刚石膜进行表征分析;（2）利用RF磁控溅射法在金刚石薄膜上获得（001）取向LiNbO3薄膜;（3）研究取向生长LiNbO3（001）薄膜的最佳方法;（4）对LiNbO3/IDT/金刚石/Si多层结构高频声表面波滤波器进行优化设计及仿真;（5）结合光刻工艺制作LiNbO3/IDT/金刚石/Si的SAWF;（6）制作SAWF测试组件,利用Agilent E5070B （300KHz-3GHz）网络分析仪对SAWF的传输函数进行测量,并与先前的软件仿真结果进行比较这六部分工作具有紧密的逻辑关系,其每一项都是不可或缺的。由于分工侧重的不同,本论文对于第（2）、（3）部分没有进行详细的论述,可以参考我的合作伙伴的论文。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 声表面波技术与声表面波器件SAW 发展史

1.2 声表面波滤波器结构原理

1.3 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 多层结构高频声表面波滤波器结构原理

1.4 立项依据及主要工作

第二章 MPCVD 沉积金刚石薄膜及表征分析

2.1M MPCVD 简介

2.2 硅衬底上金刚石薄膜的制备与表征

2.2.1 硅基片表面处理对形核的影响

2.2.2 CH_4/H_2配比的影响

2.2.3 最佳条件下沉积金刚石薄膜

2.3 本章小结

第三章 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 多层结构高频声表面波滤波器的优化设计及仿真

3.1 雷米兹交换算法

3.1.1 数学依据

3.1.2 雷米兹算法流程

3.2 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 多层结构横向声表面波滤波器的优化设计与仿真

3.2.1 一款带通SAWF 的设计实例

3.2.2 优化设计结果数据分析

3.3 本章小结

第四章 制作 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 的 SAWF

4.1 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 多层结构横向声表面波滤波器的制作过程

4.2 LiNbO3/IDT/金刚石/Si 多层结构横向 SAWF 封装

第五章 高频声表面波滤波器的测试

5.1 SAWF 测试原理及方法

5.1.1 网络分析仪工作原理

5.1.2 SAWF 测试

5.2 SAWF 测量结果及分析

5.3 SAWF 测量结果与理论模拟结果的对比

第六章 结论

参考文献

发表论文及参与科研

致谢

发布时间: 2007-08-01

参考文献

• [1].高性能声表面滤波器LiNbO3/金刚石的制备及分析[D]. 孙彦赞.天津理工大学2007
• [2].高频大功率SAW滤波器的ZnO/金刚石多层膜制备及性能研究[D]. 李翠平.天津理工大学2008
• [3].金刚石表面改性及其复合材料制备工艺与性能[D]. 徐兴龙.湖南大学2012
• [4].光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究[D]. 范维.武汉理工大学2013
• [5].基于SAW技术实现微通道内数字微流体的融合[D]. 尉一卿.宁波大学2012
• [6].激光烧结金刚石微粉压坯工艺与机理研究[D]. 李立波.华中科技大学2005
• [7].金刚石线锯切割多晶硅片表面特性与制绒方法研究[D]. 李妙.南昌大学2014
• [8].表面金属化—共沉积法制备金刚石/铜基封装材料的研究[D]. 王强.天津大学2008
• [9].声表面波滤波器基底金刚石的研制[D]. 洪松.天津理工大学2007
• [10].硼掺杂钛基金刚石薄膜电极的制备研究[D]. 霍思涛.天津理工大学2007

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• [8].高性能声表面滤波器LiNbO3/金刚石的制备及分析[D]. 孙彦赞.天津理工大学2007
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