C波段横向激励薄膜体声波谐振器设计与制备

针对未来移动通信对射频前端器件提出的多频率、高集成新要求,开展了兼具声表面波(SAW)谐振器和薄膜体声波谐振器(FBAR)技术特点的新型横向激励兰姆波谐振器研究。该文介绍了基于c 轴择优取向氮化铝(AlN)压电薄膜的C波段横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)的结构设计、参数优化和制备方法,并进行了工艺验证。通过剥离和刻蚀等步骤制备了谐振频率4.464 GHz、品质因数3 039、品质因数与频率之积(f ×Q )达到1.56×1013 GHz、面积小于0.12 mm2 的低杂波XBAR谐振器,并仿真分析了其用于射频滤波器的可行性。该研究为进一步研制多频率、高集成的小型化XBAR滤波器组件提供了有效的设计技术和工艺技术支撑。     

薄膜体声波谐振器的研究与仿真

随着5G通信技术的发展,射频前端器件趋向于集成化、微型化,使得薄膜体声波谐振器(FBAR)技术成为通信领域的研究热点之一。该文对FBAR谐振单元选择不同阶数的梯形级联方式,通过射频仿真软件ADS建立MBVD等效电路模型,实验仿真其性能参数输出曲线,设计出频带区间在工信部规划的5G通信频段(4.8～5.0 GHz)标准内的高频窄带滤波器。实验仿真结果表明,所设计的FBAR频带在4.849～4.987 GHz,增加FBAR单元的级联阶数可以提高带外抑制,其插入损耗很小,满足5G通信系统对滤波器的性能参数要求。     

一种新型的Q值与L值可相互独立调谐的低噪声有源电感

提出了一种新型的品质因数(Q)与电感值(L)可相互独立调谐的低噪声有源电感。该电感主要由双回转器、调制支路、可调反馈电阻、跨导增强支路和噪声抑制单元构成。其中,双回转器是由第一回转回路和第二回转回路并联而成,获得了大电感值;调制支路不仅能减小等效并联电阻,提高Q值,还可实现对电感值的大范围调谐;可调反馈电阻不仅能增大Q值,还能实现对Q值的独立调节,也能补偿因调谐L值引起的Q值的变化;跨导增强支路和噪声抑制单元分别降低了第一回转回路和第二回转回路的噪声,从而降低有源电感的整体噪声。最终,通过上述电路模块的紧密配合及所配置的三个外部调控端电压的深度协作,实现了Q值与L值可相互独立调谐以及低噪声的优异特性。仿真结果表明,该有源电感在3.8 GHz频率下,Q峰值可从674调节到5 083,调谐率为153.2%,而L值变化率仅为0.3%;在3.65 GHz下,L值可由6.1 nH调节到15.5 nH,调谐率高达87%,而与之对应的Q值的变化率仅为3.7%;在2~6 GHz范围内,有源电感的最大和最小输入噪声分别为5.29 nV/Hz和1.75 nV/Hz。     

背腔刻蚀型横向激励薄膜体声波谐振器制备技术研究

随着移动通信技术的快速发展,薄膜体声波滤波器逐渐向高频和大带宽方向发展。该文研究了POI(LiNbO3/SiO2/Si)基片上背腔刻蚀型横向激励薄膜体声波谐振器制作工艺,通过研究POI基IDT光刻、背腔硅刻蚀等工艺,确定了IDT层曝光量和背腔刻蚀等关键工艺参数。研制出的背腔刻蚀型横向激励薄膜体声波谐振器,其谐振频率为4 565 MHz,反谐振频率为5 035 MHz,机电耦合系数为20.86%。此制备工艺对研究高频、大带宽薄膜体声波滤波器具有重要的参考意义。     

一种MEMS体声波硅谐振器的设计

设计了一种基于SOI衬底工艺的MEMS体声波硅谐振器及其制造方法。利用有限元分析软件对该谐振器进行了模态分析,并针对提高品质因数Q,研究了其损耗机制。结果表明：谐振频率可达108MHz,且取决于硅材料特性和器件尺寸,而品质因数则决定于支撑损耗。最后,从振动模态和传输线模型角度出发,提出了减少支撑损耗提高Q值的可行性方法,包括将支撑梁放置在振动节点处、梁长度设置为弹性波长的1/4及在衬底端设置声波反射器。     

纳米晶PZT薄膜体声波谐振器的研究

采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,在Si基Pt电极上沉积了PZT压电薄膜,并研制了以SiO2为声反射层的体声波谐振器.用X-射线衍射、电镜扫描及原子力显微镜测试表明,PZT薄膜具有(110)择优取向,良好的短柱状自行晶结构及平滑的表面,晶粒平均尺寸为50～60 nm.介电性能测试结果表明,介电常数保持约800,损耗角为0.02.用网络分析仪测试体声波谐振器得到较好的频率特性,即串、并联谐振频率分别为2.91 GHz和3.01 GHz,机电耦合系数为8.18%.在敏感元电极上加载1 μL浓度为0.2 μg/μL的磁性微球溶液,谐振频率降低了0.09 GHz.     

高品质因数薄膜体声波谐振器的仿真与制备

该文研究了双层反射结构对薄膜体声波谐振器性能的影响。采用有限元方法建立了以氮化硅为支撑层,氮化铝为压电层,钼为电极的器件模型。首先探究反射层的宽度对输入阻抗的影响,为了进一步验证仿真结果,制备了空腔型薄膜体声波谐振器。研究结果表明,当反射层的宽度为0.5 μm时,器件的品质因数将得到极大增强。     

杂模抑制薄膜体声波谐振器的仿真分析

该文研究了电极边界阶梯结构对薄膜体声波谐振器(FBAR)杂波的影响。采用有限元仿真法讨论了阶梯结构宽度尺寸对杂波的抑制效果,结合振型分析该结构能抑制声波能量的泄露,提高器件品质因数。为了进一步验证仿真结果,实验制备了FBAR器件。测试结果表明,当该阶梯结构凸起宽度为3μm,凹陷宽度为1.5μm时,谐振器杂波被有效抑制,反谐振频率处的品质因数约增大100。     

温补型体声波滤波器设计与制备

基于薄膜体声波谐振器(FBAR)技术的滤波器频率温度系数为(-30～-25)×10^-6/℃,其电学性能受环境温度影响较大,将降低滤波器在全温工作的性能,限制其应用环境,尤其是对滤波器通带插损与矩形系数要求高的应用场合。该文在常规FBAR滤波器中引入正温度系数的SiO₂材料层,通过对滤波器的层叠位置设计及加工工艺等技术的研究,研制出S波段温补型FBAR滤波器器件,其工作频率为3.1 GHz,插入损耗为2.0 dB,带外抑制不小于30 dB,频率温度系数为-0.02×10^-6/℃。     

AlN薄膜体声波谐振器的制备与性能分析

采用直流磁控反应溅射,在Pt电极上沉积了AlN压电薄膜,并制备了以SiO2为声反射层的体声波谐振器。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微镜(AFM)测试表明,制备出的AlN薄膜具有高c轴择优取向、良好的柱状晶结构以及平滑的表面;用网络分析仪测试体声波谐振器得到较好的频率特性,即串、并联谐振频率分别为1.22 GHz1、.254 GHz,机电耦合系数为6.68%,带宽20 MHz。     

基于连续谱束缚态的高Q太赫兹全介质超表面

为了研究基于连续谱束缚态(BIC)高品质因子Q谐振, 提出了由双空心硅圆柱体组成太赫兹全介质超表面。采用数值模拟方法对结构的透射光谱及电磁场图进行了分析, 并利用本征模分析的方法研究了超表面结构参数对BIC频率的影响, 给出了该BIC超表面在太赫兹大频率范围工作的参数设计方法。结果表明, 在3.0THz左右实现了一个可调高Q环偶极Fano谐振; 本征模式的分析计算结果与入射电磁波模式的分析计算结果对称性不匹配, 该超表面支持的是一个对称保护BIC。此研究为基于BIC的高Q超材料在超低阈值激光器件、非线性光学谐波产生及高灵敏度传感等领域的应用提供了理论参考。     

基于高Q值Si3N4片上光学微腔的孤子光频梳

高Q值片上微腔已被证明是一种性能优异的克尔孤子光学频率梳产生平台。由片上多模波导构成的Si₃N₄微腔可以同时实现产生暗孤子所必须的高品质因子和反常色散。为了进一步降低产生单孤子光频梳的阈值功率,文章设计了一种具有欧拉弯曲的新型跑道型Si₃N₄微腔,与传统的圆形弯曲波导相比,跑道型微腔直波导连接处弯曲半径的突然变化被显著抑制,这抑制了高阶模式耦合并降低了传播损耗,从而获得了超过5×10⁶的品质因子。基于该新型微腔,使用辅助激光加热方法仅用47mW泵浦激光器(估计片上泵浦功率为33mW)就产生了重复频率在Ka波段且带宽超过20nm(对应于129fs的脉冲持续时间)的单孤子微腔光频梳。     

一种高dV/dt噪声抑制的电平位移电路设计

在半桥栅驱电路中,低压域PWM控制信号需要通过电平位移电路来转换成高边浮动电压域的PWM控制信号,从而打开或关断上桥臂功率管。浮动电源轨的快速浮动会带来dV/dt噪声,影响电平位移电路信号传输的可靠性。文章在电平位移电路中分别设计了防止误关断辅助电路和防止误开启辅助电路。防止误关断辅助电路在上桥臂开启状态下检测到dV/dt噪声后,能够使电平位移电路的输出保持高电平状态,防止上桥臂功率管被误关断;防止误开启辅助电路在上桥臂关断状态下检测到dV/dt噪声后,能够使电平位移电路的输出保持低电平状态,防止上桥臂功率管被误开启。基于0.18μm BCD工艺进行仿真验证,所设计的电平位移电路开通传输延时仅为1.2 ns,具备100 V/ns的dV/dt噪声抑制能力。     

GexC1—x非均匀增透保护膜系的设计和制备

用射频磁控反应溅射法（RS）制备出GexC1-x薄膜,其折射率可以在1．7－4．0之间变化。设计出单层GexC1-x非均匀增透保护膜和含有GexC1-x非均匀膜的多层增透保护膜系,并在ZnS基片上制备出GexC1-x单层非均匀增透保护膜。设计和实验结果表明,NnS衬底上制备的非均匀膜实现了宽波段的增透,在5000－850cm^-1波数范围内,平均透过率从67．19％提高到78．70％,比未镀膜净增加11．51％。     

G/G/m queueing system with discouragement via diffusion approximation

This paper provides an approximation technique for a G/G^y/m queueing system with discouragement. The approximation is based on the theory of diffusion, depending on the means and variances of interarrival time and service time distributions. The arriving customers are assumed to be discouraged when a large number of customers are present in the system. The expressions for the probability of there being n customers in the system and the mean number of customers in the system, are obtained.     

Design of field-plate terminated 4H-SiC Schottky diodes using high-k dielectrics

Silicon carbide (SiC) field-plate terminated Schottky diodes using silicon dioxide (SiO₂) dielectric experience high electric field in the insulator and premature dielectric breakdown, attributed to the lower dielectric constant of the oxide. To alleviate this problem we explore the use of high-k dielectrics, silicon nitride (Si₃N₄) and sapphire (Al₂O₃), on 4H-SiC by numerical simulations using Medici. The simulation results show significant improvement in blocking voltages by as much as 30% and much lower electric field within the dielectrics. There is also a slight reduction in the specific-on resistance (R_sp-on) and a small increase in the forward current density due to the formation of an accumulation layer in SiC where the metal overlaps the dielectric. This effect is enhanced with increasing dielectric constant and decreasing dielectric thickness for a given dielectric.     

一锅水热法制备炭-铁磁体复合材料及红外消光性能研究（特约）

通过一锅水热法制备了炭包铁氧体前驱体,并在950 ℃氮气保护条件下焙烧得到了炭包铁磁体复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM等方法,分析了复合材料的形貌、成分,研究了反应时间、淀粉和葡萄糖的配比等因素对复合材料形貌及红外消光性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪的KBr压片法测试并计算了各材料在2.5~25 μm区间的红外消光系数。研究结果表明:反应时间为20 h和18 h,淀粉与葡萄糖的配比为9:3和6:10时,焙烧后样品的球形形貌较好,5号和7号样品在4~10 μm波段范围内消光性能较好,消光系数均大于0.3 m2/g,最高可达到0.37 m2/g。     

温州广播电视总台播总控准备系统设计及实现

以播出节目文件准备为核心的新一代播出系统将在当今和未来电视台电视节目播控系统中占据主导,通过对温州广播电视总台新播总控准备系统的介绍,阐述了以节目准备为核心的电视播出流程及其模块化设计,其中全域节目准备系统（GMP）突破了传统硬盘播出采用磁带上载的节目准备方式,为今后全台网互联和文件共享奠定了基础。     

Structural and interfacial properties of high-k HfOxNy gate dielectric films

The thermal stability and interfacial characteristics for hafnium oxynitride (HfO_xN_y) gate dielectrics formed on Si (1 0 0) by plasma oxidation of sputtered HfN films have been investigated. X-ray diffraction results show that the crystallization temperature of nitrogen-incorporated HfO₂ films increases compared to HfO₂ films. Analyses by X-ray photoelectron spectroscopy confirm the nitrogen incorporation in the as-deposited sample and nitrogen substitution by oxygen in the annealed species. Results of FTIR characterization indicate that the growth of the interfacial SiO₂ layer is suppressed in HfO_xN_y films compared to HfO₂ films annealed in N₂ ambient. The growth mechanism of the interfacial layer is discussed in detail.