制作在AlN外延膜上的零温度系数SAW器件

为将零温度系数SAW器件与有源半导体器件集成在一块芯片上,需采用新的薄膜技术,这种结构拟称为Si/蓝宝石或Si基片射频集成电路(RFIC)。AlN薄膜由于具有高的SAW速度,所以适用于工作频率达千兆赫以上的SAW器件。已制成了工作频率达1GHz以上的AlN/蓝宝石结构的零温度系数SAW延迟线。本文讨论下述研究工作的近况:(1)材料生长及AlN材料常数的估价;(2)SAW传播损耗及色散与频率和膜厚的关系;(3)AlN薄膜的质量对延时温度系数的影响;(4)AlN薄膜在RF电路集成化中的潜在应用;(5)温度对SAW相关器性能的影响。     

国外简讯

AlN/Si声表面波器件 SAW器件的一个新的发展分支是与半导体相结合的集成化技术。在Si片上溅射ZnO薄膜以激励和传播SAW已进行过大量的工作。AlN也是一种适用于SAW器件的压电薄膜材料,而且它的化学稳定性、机械强度、声速和机电耦合系数可能还优于ZnO膜,这就使得AlN膜有可能用作单片SAW器件以取代ZnO。 AlN膜的生长方法较多,如CVD法、RF溅射等。这些方法都要求基片温度在1000℃以上。在较低温度下在玻璃和兰宝石基片成功地沉积AlN膜,只是在最近才用反应溅射实现的。美国珀杜大学电工系L.G.Pearce等人用有磁控阴极的MRC-8620型RF平面溅射系统沉积了高度取向的AlN膜,并制成了几种新型的AlN/Si SAW器件。     

4.4千兆赫ZnO单晶膜/兰宝石SAW滤波器

在兰宝石(Al_2O_3)基片上采用ZnO单晶膜已研制成4.4千兆赫SAW滤波器.ZnO膜是用R.F.磁控溅射技术生长的.发现ZnO/Al_2O_3结构的SAW特性与理论值很一致.滤波器系由0.5微米宽的双电极叉指换能器构成.尽管电极宽度较宽,但是由于器件用了具有极高相速的西沙瓦波和通过双电极产生三次谐波,故能在这样高的频率下工作,滤波器的3分贝带宽为50兆赫,在匹配条件下的插入损耗为16分贝.     

Ta_2O_5薄膜的淀积及其在SAW器件中的应用

用反应性直流二极溅射法在熔融石英基片上淀积了Ta_2O_5结晶薄膜。研究了Ta_2O_5薄膜的晶状结构和压电性能。测量了在熔融石英基片上的Ta_2O_5薄膜中传播的SAW的特性,其中包括:相速度、耦合系数、延迟温度系数和传输损耗。当hk=1.6时,耦合系数K~2为0.7％;当hk=1.78时,一阶延时温度系数为零。     

文摘选辑

(一)声表面波技术047 制作在Ta_2O_5/熔石英上的温度补偿SAW延迟线——Y.Nakagawa:IEEE Trans.UFFC,1986:33(3)331—32在溅射有Ta_2O_5薄膜的熔石英玻璃上制作了一阶温度系数为零的SAW器件,这种结构的二阶温度系数约为ST切石英的两倍,其符号相反.     

铌酸钾锂单晶的SAW特性

利用曾报导过的有关数据计算了铌酸钾锂(K_(2.98)Li_(1.55)Nb_(5.11)O_(15))单晶的SAW特性。发现有两组传播平面的SAW延时温度系数为零。一组具有较大的机电耦合系数(K_s~2=0.9％),而且功率流角为零。这种单晶的温度稳定性介于Tl_3TaSe_4和ST切石英之间。     

ErAlN/蓝宝石基SAW谐振器制备与性能研究

采用Er镶嵌靶,以射频(RF)反应磁控溅射法,在蓝宝石衬底上制备出了c轴取向的Er_(0.11)Al_(0.89)N_z压电薄膜。运用正交设计实验优化后,Er_(0.11)Al_(0.89)N_z薄膜的膜厚、表面粗糙度分别为1.20μm和1.0 nm,光学介电常数从4.19增大到4.29。Er_(0.11)Al_(0.89)N_z/蓝宝石基声表面波(SAW)谐振器的中心频率和品质因数Q值相较于纯AlN降低,有效机电耦合系数比AlN_z/蓝宝石基SAW谐振器提高了20%,达到1.80%。研究结果表明,Er掺杂AlN后晶格常数比值c/a基本保持不变,但晶体中离子键成分的上升使晶体结构软化,从而导致器件频率下降,有效机电耦合系数增加。     

传统SAW离子束调频技术研究

制作传统声表面波(SAW)器件晶圆芯片表面的材料是Al,Al在空气中被氧化,极易生成致密的氧化铝(Al_2O_3)薄膜,由于Al_2O_3薄膜和Al及基底压电材料的刻蚀速率存在差异,会导致SAW的离子束调频过程复杂。该文介绍了一种用于SAW的离子束调频方法,采用该方法对制作的SAW器件进行离子束调频后,实现了目标频率的调高和调低,并进一步提高了频率集中度,从而解决了低频窄带SAW器件及2 GHz以上SAW高频器件频率精度难以提高的工艺难题。     

半导体发光器件的一种新的端面保护和减反射介质膜

人们早已开始研究半导体发光器件的端面保护和减反射膜,但直至现在成功地用来做保护和减反射膜的只有O、SiO、Al_2O_3和SiN等几种电介质膜。此外,氮化铝(AlN)膜的制备和它的性质及其应用也有所研究。本文报道溅射AlN膜用来做半导体发光器件端面保护和减反射膜的实验研究结果,发现溅射AlN膜将是半导体光电器件的一种新的具有良好性     

Al2O3含量对Ni0.6Mn2.4-xAlxO4热敏材料性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ni_(0. 6)Mn_(2. 4-x)Al_xO_4(x=0.08,0.1,0.12,0.14,0.16,0.18)热敏陶瓷材料。借助XRD、SEM和电性能测试手段,系统地分析了Al_2O_3含量和烧结温度对该热敏陶瓷组织结构、电性能及其稳定性的影响。结果表明,Al_2O_3的增加不会改变Ni_(0. 6)Mn_(2. 4-x)Al_xO_4陶瓷的晶体结构,但其最佳烧结温度有所不同,Al_2O_3含量越高,致密化所需烧结温度也越高。增加Al_2O_3含量有助于减小晶粒尺寸,增加晶界,最终使室温电阻率ρ_(25)和B值均增加。高温300℃/100 h下的老化系数明显比常规150℃/1000 h要高,其中电阻率的最大老化系数为7.02%。     

AIN陶瓷基片应用的局限性

<正> AlN陶瓷作为电子部件一种新型的导热基片,受到世界各国的重视。日、美等国在氮化铝应用市场上一直占主导和领先地位。AlN基片的热导率比Al_2O_3高约10倍,其热胀系数与硅相近,电气绝缘能力强,介电     

CVD法淀积Al_2O_3膜及其与InP、Si的界面性质

本文介绍了用CVD方法分别在Si和InP上淀积了Al_2O_3膜.并用椭偏仪、高频C-V,准静态C-V、DLTS对Al_2O_3膜的性质及其与Si和InP的界面性质进行了测试分析.     

用作SAW器件的Li_2B_4O_7单晶的生长和性能

用提拉技术沿X轴和Z轴成功地生长了直径达45mm的Li_2B_4O_7,单晶.确定了它基本的物理和化学性能,并且从理论上和通过实验研究了不同的表面取向及SAW传播方向的科SAW性能.发现旋转X轴(不同角度)切型和Z轴传播方向有几种适于SAW谐振器和窄带带通SAW滤波器的有用的基片取向,其SAW传播延迟时间是温度的抛物线函数,SAW耦合系数k~2约为1%.当SAW在旋转X-28°切片上沿Z方向传播时,20℃时的延迟温度系数(TCD)为零,二次TCD为0.27ppm/℃~2,k~2为0.8%,SAW速度V_s为3470m/s.体波假信号响应比SAW基频响应低20dB.     

文摘选辑

一、声表面波技术 108 沿两种材料间的ZnO层传播的界面声波——入野俊夫:《电子情报通信学会论文誌(日文),1987:J70-C(1)59—68 研究了在SiOz/ZnO/SiO_2、SiO_2/ZnO/硼硅酸玻璃和SiO_2/ZnO/(z-x)Si等一些三层结构中的ZnO薄膜上传播的SAW与ZnO膜厚的关系。亦分析了不同器件结构中的机电耦合系数,测得了延迟线的临界温度,根据实验结果可选择适于制作SAW器件的ZnO基片。 109 采用ZnO/ AlN/玻璃基片的高耦合高速度SAW—Shiosaki T.:1985 Ultrason Symp.Proc.,186—191 报道了与三层结构SAW器件中的SAW传播有关的各种特性。在Kovar玻璃基片上制作了AlN压     

非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3 SAW基板

研究了非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3层状结构的延迟温度系数(TCD),并计算了该结构中声表面波(SAW)的其他重要特性,如声波模式和机电耦合系数(k2).非晶态TeO2薄膜作为一种新型具有负温度系数的材料,当将其沉积于具有正温度系数的36°Y-X LiTaO3上时,在膜厚仅为传统SiO2薄膜的1/3情况下就可实现零延迟温度系数.另外,该结构中被利用的1阶Love波模式很纯,没有和其他模式明显的耦合,而且其k2高达8.61%.故此结构是一种具有广泛应用前景的新型复合SAW应用材料.     

氮化铝陶瓷的制造与应用

长期以来,绝大多数功率混合集成电路的陶瓷封装材料一直沿用Al_2O_3和BeO陶瓷,但由于性能、环保、成本等因素逐渐显露出已不能完全适合功率电子器件发展的需要,因此,一种综合性能优越的新型电子陶瓷——AlN陶瓷,无疑将成为传统Al_2O_3和BeO封装和基板的替代材料。 AIN是一种纤锌矿结构的合成Ⅲ-Ⅴ化合物,于19世纪60年代被发现。尽管单晶AlN理论热导率达到     

Ta2O5薄膜的制备及其应用

本文阐述了Ta_2O_5薄膜的各种制备工艺、生长机理及其应用,用超薄Ta_2O_5膜制作的电容器电容量大、可靠性高,这种电容器用于双极式高速存储元件时,可使该元件面积减小到普通元件的1/3,它工作时最长存取时间<5ns。用溅射沉积的Ta_2O_5膜作光波导时,其光传输损耗<1dB/cm。采用S枪结构的磁控溅射技术制备的Ta_2O_5膜光反射率很小,透射率很大且光吸收系数低。它是一种优良的太阳能电池用抗反射(AR)涂层材料。X-轴取向Ta_2O_5膜是一种新型压电材料,用它制作的SAW器件温度稳定性好。另外,Ta_2O_5膜已用于制作湿敏、离子敏元件。     

43所超细AlN粉通过部级技术鉴定

<正> 电子工业部43所超细AlN粉于1987年12月13日在合肥通过部级技术鉴定。超细AlN粉用Al_2O_3粉和C粉在氮气中高温反应而成,可用于制作高导热率的AlN陶瓷基     

激光增材制造Ti-48Al-2Nb-2Cr金属间化合物氧化性能

研究了激光增材制造Ti-48Al-2Nb-2Cr金属间化合物在850℃温度时的氧化增重和组织变化,分析了铸态和激光沉积态试样氧化行为的区别,并揭示了其氧化机理。结果表明,当氧化时间相同时,沉积态试样的氧化增重速率明显小于铸态的。经60h氧化后,铸态试样氧化膜和基体完全剥离,而沉积态试样氧化膜与基体局部结合较好。沉积态和铸态试样表面的氧化膜组成不同,前者为TiO_2/Al_2O_3/基体,后者为TiO_2/Al_2O_3/TiO_2+Al_2O_3/基体。     

阳极氧化法制备Al_2O_3超微筛膜

阳极氧化法制得的Al_2O_3超微筛膜,作为透射电镜试样载膜,除具有一般微筛膜的特点外,它的机械强度好,并且Al_2O_3的晶格条纹像可作为电镜倍率的内标,因其微筛孔尺寸较小,可载持微细的电镜试样。本文主要考察Al_2O_3超微筛制备时的各种困素如:铝箔表面形貌、阳极氧化电压,电流密度、氧化电解液的种类、浓度、温度及微筛膜的热处理等的影响。另外对所得Al_2O_3超微筛膜作了其筛孔大小分布的测定,最后提出了认为可取的制备条件(结果见图a、b)8％草酸水溶液作为氧化电解液阳极氧化电压为10V电流密度为2～5mA/(cm)_2时间取30s