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无线移动通讯市场的快速发展引起了对0.5GHz-10GHz频段内射频振荡器、滤波器和双工器的极大需求。由于MEMS射频薄膜体声波谐振器(FBAR)在这些领域的潜在应用前景，使其成为目前研究的一个热点。论文首先介绍了FBAR器件的研究背景，然后对其进行了系统性的研究，包括理论分析、制备工艺研究和相关应用研究。
论文对FBAR器件的工作机制进行了系统的理论分析。论文首先推导出了加入材料介质声损耗的一维模型，并利用该模型分析了FBAR器件的谐振特性，包括：压电薄膜材料及厚度、电极材料及厚度、支持层材料及厚度对FBAR器件性能的影响；考虑到实际器件的情况，论文对复合膜结构作支持层的FBAR器件以及在顶电极和压电薄膜之间加入绝缘层的FBAR器件也进行了模拟分析；另外，考虑到实际制备的压电薄膜往往存在介电损耗，论文还对加入介电损耗和材料介质声损耗的FBAR器件进行了模拟分析。在固态装配型谐振器(SMR)方面，论文采用上述模型分析了四分之一波长布拉格反射栅对其谐振特性的影响，得到了SMR器件获得理想性能所需的最少反射栅对数；另外，考虑到实际制备反射栅时薄膜厚度不容易控制的问题，论文还分析了薄膜厚度与设计标准值相差±10％时SMR器件的性能情况。在FBAR器件的三维模型分析方面，论文采用CovertorWare软件分别对方形顶电极和圆形顶电极的FBAR器件进行了三维有限元模型分析，研究了FBAR器件在谐振频率附近的杂散模式情况。以上理论方面的研究为实际制备FBAR器件提供了指导依据。
压电薄膜是FBAR器件的核心，压电薄膜的性能直接决定了FBAR器件的性能，因此制备性能良好的压电薄膜成为FBAR器件研制的关键。在应用于FBAR器件的压电薄膜制备及性能分析方面，论文首先提出了采用压电薄膜结构特性分析和HBAR器件测试结果相结合的压电薄膜性能分析方法，采用直流磁控溅射和射频磁控溅射制备了两种ZnO压电薄膜，并采用该方法分别对其性能进行了分析，提取出相应的薄膜介电常数和介电损耗因子。另外，论文还采用射频磁控溅射方法制备了AlN压电薄膜，分别就不同基片温度、不同气体流量比以及不同溅射气压对AlN薄膜择优取向的影响进行了分析，得到了最优的工艺参数，并制备了相应的HBAR器件来检验AlN薄膜的性能。优良性能压电薄膜的制备为FBAR器件的研制打下了基础。
在FBAR器件的研制和应用方面，首先为了解决单层SixNy薄膜作器件支撑时由于残余应力的作用会导致器件出现褶皱和破裂现象的问题，论文提出了采用SixNy/SiO2/SixNy复合膜作器件的支撑来获得较小应力的支撑结构，从而有效地解决了上述问题，分别制备了谐振频率约2.17GHz、Q值达到972以及谐振频率约2.4GHz、Q值达到500的FBAR器件。然后针对制备的FBAR器件，论文进行了简单的可靠性实验，包括自由坠落冲击实验和输入功率容忍度实验，证明了论文中制备的器件具有较好的抗冲击能力和至少10dBm的输入功率承受能力。最后论文介绍了我们在FBAR器件应用方面的研究，主要包括三个方面：基于FBAR器件的梯形滤波器研究、基于FBAR器件的射频振荡器研究和基于FBAR器件的微质量传感实验。