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掺镁ZnO基固体装配型薄膜体声波谐振器研究

【摘要】:移动设备终端不断朝着体积尺寸小型化,功能多样化,射频功率不断提高的方向发展。微质量传感器也要求尺寸不断变小,功能不断集成,灵敏度不断提高,精确性不断增强。薄膜体声波谐振器(FBAR)具有谐振频率高,体积小,机械性能好,易于与IC工艺集成等特点,正受到持续和广泛的注意和重视。基于以上因素,本文制备了固体装配型薄膜体声波谐振器(SMR-FBAR),并对其进行了以下研究。1.总结了FBAR理论原理,根据应用特点和要求,结合仿真结果,对FBAR进行了结构设计;2.调研了材料特性,综合晶体结构,声阻抗匹配,材料功能特点,对SMR-FBAR进行了材料设计,选择了MgZnO作为压电材料;3.制备SMR-FBAR,并对比了不同载气气氛,气体流速,基底温度下的压电层生长情况,得出了最优C轴取向的生长条件。4.通过射频磁控溅射和MEMS工艺,制备出谐振频率为2.56GHz,机电耦合系数为3.96%,QS=812,Qp=695的高性能SMR-FBAR,掌握了完整的制备工艺。5.调研了FBAR作为高灵敏度质量传感器,生物传感器的传感原理和结构特点,设计并制备了PDMS作为微通道的FBAR生物传感器。通过本课题的研究工作,在高频FBAR制程工艺和生物传感器理论和应用模型上总结了经验,取得了突破。为未来纳米级集成化射频滤波器和高灵敏度物联网传感器器件的研究和应用打下了良好的基础。

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