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随着无线通信技术向多频段方向的迅速发展,对可调体声波谐振器(FBAR)的要求越来越高,不仅要求其具有高的调谐率,而且要求其具有较低的插入损耗。利用传统压电材料如AlN、Zn O等制作的FBAR,调谐范围小,功率承受能力差,不能满足实际的需要。与传统的压电材料相比,钛酸锶钡(BST)薄膜具有调谐率高、介电损耗小、功率承载能力强等优点,非常适合应用于可调FBAR。为了降低BST薄膜的介电损耗,提高薄膜的介电性能,本文对薄膜的组分梯度和掺杂展开了研究,主要内容如下:本文首先利用溶胶凝胶方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了厚度约为450nm的Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜,并在不同的温度下烧结。实验表明750℃下烧结的薄膜具有最低的介电损耗、最高的介电常数和最高的优值因子,具有最佳的介电性能。薄膜组分梯度变化可以缓和材料中各向性能突变,有效改善BST薄膜的性能,本文在750℃下制备了单组分BaxSr1-xTiO3(x=0.3、0.5、0.7)薄膜和上组分梯度薄膜(远离基片方向,x从0.3到0.5再到0.7)以及下组分梯度薄膜(x从0.7到0.5再到0.3)。研究表明外加电场为110kV/cm时,Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜取得最大的调谐率17.4%,室温下Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的工作温度更接近其居里温度点,工作在居里温度点附近的BST薄膜有较高的调谐率。下组分梯度薄膜取得最高的介电常数323,最低的介电损耗0.037和最高的优值因子4。相比于上组分薄膜,下组分薄膜的氧八面体中钛离子和氧离子间电偶极子极化较大,因此下组分薄膜的介电性能较好。Rb离子的半径与Ba离子和Sr离子非常接近,而且Rb作为受主杂质可以中和氧空位产生的电子,降低薄膜的介电损耗,此外国内外尚无有关Rb掺杂的BST薄膜的报道,为此本文还利用溶胶凝胶法制备了Rb的掺杂量为0mol%-8mol%的Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜。研究表明Rb的掺杂量为4mol%时,Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜具有最高的致密度、最高的介电常数292、最低的介电损耗0.028以及最高的优值因子8.1。