论文部分内容阅读
随着无线通信的迅速发展,数据通信的中心频率提升到GHz以上,而射频滤波器,作为通信系统中信号处理的一个重要部件,越来越引起人们的关注。体声波谐振器（Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR）是一种新型滤波器,相对于介质滤波器和表声波滤波器,具有工作频率高,Q值高,功率容量大,而且与半导体工艺兼容等优点,具有良好的发展前景。高质量C轴择优取向的AlN薄膜以及FBAR器件制备工艺是FBAR技术的核心部分。本论文主要以AlN薄膜和FBAR器件为研究内容,系统研究了中频磁控反应溅射参数对AlN薄膜质量的影响;并通过材料分析手段分析AlN薄膜;最后通过微细加工工艺制备FBAR器件。具体研究成果如下:首先,采用中频溅射在Si衬底上制备AlN薄膜,研究了氮分压、靶基距、溅射功率等参数对AlN薄膜质量的影响,实验发现:溅射功率、靶基距、氮分压均对AlN薄膜的C轴择优取向生长显著影响;通过参数优化,在烘烤温度为200 oC,气体流量Ar为80 sccm,N2为18 sccm,靶基距为7 cm,功率为2000 W的条件下,分别在Si衬底、PI/Si衬底上制备出高质量C轴择优取向的AlN薄膜。其次,通过XRD、SEM、AFM、XPS、Raman等材料分析手段分析AlN薄膜。优化条件下制备的AlN薄膜,仅有AlN（002）峰,对其进行Omega扫描得到FWHM为5.7°;SEM断面分析,晶粒为纤维状生长,从底层到表面不断增大;AFM分析,粗糙度（RMS）为8.0 nm;EDS分析,AlN薄膜的铝氮比接近1:1,通过Raman分析AlN薄膜含有E2（high）声子峰和A1（TO）声子峰,E2（high）峰的FWHM为12.8 cm-1,计算得到应力为2.4 GPa。最后,通过微细加工工艺制备FBAR器件,测试了FBAR器件的电学性能,其电阻率为5.6GΩ?cm,介电常数为11,介电损耗为2.25%,谐振频率为1.82 GHz,S11为-4.3 dB,机电耦合系数为5.4%。