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声表面波滤波器基底金刚石的研制

作　者: 洪松
导　师: 杨保和
学　校: 天津理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 声表面波滤波器金刚石薄膜直流电弧等离子体喷射CVD法 BlΦtekjar理论有限元法
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 98次
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内容摘要

随着现代电子设备信息处理量的扩大,通信载波频段必须向更高频的频率区移动,声表面波滤波器(SAWF)是现代无限移动通讯系统的关键部件之一,其工作频率f是由材料的声表面波传播速度V和波长λ决定的,即f=V/λ:由于所采用的材料及加工工艺的限制,目前的声表面波器件,其工作频率很难达到GHz。金刚石具有非常高的声表面波传播速度,以它们作为沉底在现有的工艺条件下很容易制作出GHz的薄膜型SAWF,因此利用金刚石研制GHz声表面波器件已成为当前国际上的一个研究热点。本论文围绕GHz SAW器件的研制,采用直流电弧等离子体喷射CVD技术来制造适合声表面波滤波器的基底的金刚石。利用XRD、SEM、Raman等测试方法对薄膜结晶性能、表面形貌进行分析。取得的结果主要如下:首先,采用直流电弧等离子体喷射CVD技术制备金刚石膜,系统的研究了前期处理、衬底温度、甲烷与氩气的比等工艺条件对薄膜性能的影响。并对测试出现的结果进行分析。最终,在优化工艺条件下制备出高质量的金刚石膜,表现在:金刚石膜抛光后有很低的粗糙度、较高的sp3浓度、近一毫米的厚度。为下一步制备声表面波滤波器奠定了基础。其次,详细介绍了BlΦtekjar理论及其发展过程,最后介绍了在分析叉指换能器的有限元法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章文献综述  9-15
  1.1 声表面波技术与声表面波器件发展史及发展趋势  9-11
  1.2 声表面波滤波器结构原理  11-12
  1.3 多层结构高频SAWF器基底金刚石及压电薄膜材料的制备  12-13
  1.4 多层膜SAWF的模拟  13-14
  1.5 国内外研究现状  14
  1.6 本文的立项依据和主要工作  14-15
第二章SAWF基底金刚石的制备  15-41
  2.1 金刚石膜的制备方法及应用  15-20
    2.1.1 力学性能与在声表面波器件中的应用  15
    2.1.2 热学性能与在声表面波器件中的应用  15-16
    2.1.3 光学性能与应用  16
    2.1.4 金刚石膜化学汽相沉积方法  16-20
    2.1.5 金刚石膜现有CVD 工艺综合分析  20
    2.1.6 结束语  20
  2.2 SAWF基底用的金刚石的制备  20-40
    2.2.1 SAWF基底用金刚石的特性要求  20-21
    2.2.2 直流电弧等离子体喷射CVD金刚石膜的原理及实验步骤  21-24
    2.2.3 直流等离子体喷射法生长金刚石膜缺陷  24-26
      2.2.3.1 形核面的缺陷  25
      2.2.3.2 金刚石膜的裂纹  25-26
    2.2.4 直流等离子体喷射法不同工艺参数的比较  26-40
      2.2.4.1 不同温度条件下生长金刚石膜性能比较  27-29
      2.2.4.2 不同碳源条件下比较生长金刚石膜性能  29-31
      2.2.4.3 不同钼台衬底条件下所成薄膜背面的比较  31-32
      2.2.4.4 不同工艺参数条件下的喇曼谱测试分析  32-36
      2.2.4.5 不同参数条件下的X 射线测试分析  36-38
      2.2.4.6 抛光后的金刚石薄膜SEM图及Raman测试  38-40
  2.3 本章小结  40-41
第三章声波在栅阵中传播特性的分析方法  41-55
  3.1 概述  41
  3.1 SAW术语解释  41-42
  3.2 金属栅中的BLΦTEKJAR理论及其推广  42-50
    3.2.1 单电极栅的BlΦtekjar理论  42-45
    3.2.2 斜向传播的Wagner理论  45-46
    3.2.3 双电极及多电极栅阵的Aoki理论  46-50
  3.3 栅阵中的声波激励与传播  50-54
    3.3.1 栅阵的有效介电常数  50-52
    3.3.2 离散格林函数计算  52-53
    3.3.3 δ函数模型  53-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章有限元法分析金属栅的方法  55-60
  4.1 有限元法简介  55-56
  4.2 有限元分析过程  56
  4.3 有限元法金属栅的分析方法  56-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章展望  60-63
参考文献  63-66
发表论文及参与科研  66-67
致谢  67-68

声表面波滤波器基底金刚石的研制

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