学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

共面波导法测量BST薄膜参数研究

作　者: 曹亨
导　师: 胡作启
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 钛酸锶钡薄膜共面波导微波测量仿真 S参数
分类号: TN604
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 85次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钛酸锶钡薄膜(简称BST)在微波频率下具有小的漏电流,较小介电损耗,较大介电常数,且介电常数随外加偏压变化的特点,由于利用BST薄膜可制作移相器等可调谐器件而被广泛研究。BST薄膜介质移相器性能与BST的微波参数:介电常数、损耗角、调谐率相关,因此测量BST薄膜微波参数对设计BST介质移相器来说意义重大。共面波导(简称CPW)传输线便于施加偏压而便于测试BST调谐率,因此本文对使用CPW结构测量10GHz频率下BST薄膜的微波参数在方法上进行了研究。首先利用电磁软件-HFSS仿真研究了包括CPW的信号线宽度、缝隙宽度、金属电极材料的种类及厚度、衬底材料的性质和厚度对CPW微波传输的影响,特别研究了接地面宽度大小对CPW传输的影响。然后利用仿真的结果设计了信号线宽度分别为10μm、20μm、30μm,不同长度的CPW测试结构及其校准件近百个,以满足BST介电常数在60-240,厚度在0.2μm-1.0μm范围内测试的需要,并用L-EDIT软件绘制了相应的版图。之后从理论上论证了偏压下共面波导S参数变化是由于BST薄膜介电常数随偏压变化。接着对比了HFSS与保角映射法(CMM)计算的结果,两者计算CPW特征阻抗、BST介电常数和调谐率的结果基本一致,损耗角的结果有一定的差别达到50%。最后对HFSS法建立误差分析模型,发现由于误差放大作用导致最终计算的误差变大。减小最后计算误差的关键是减小误差放大系数和S参数测试误差,当该误差小于1%,则最后的计算误差有可能低于30%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 BST 薄膜的特点和应用  9-10
  1.2 BST 薄膜微波参数测试研究现状  10-13
  1.3 论文的研究意义  13
  1.4 论文的主要研究内容  13-14
2 共面波导法测试的理论基础  14-30
  2.1 微波传输线理论  14-17
    2.1.1 传输线的电路模型  14-16
    2.1.2 传输线的特性参数  16-17
  2.2 共面波导的微波传输特点  17-21
  2.3 阻抗匹配和S 参数（散射参数）  21-24
  2.4 TRL 校准技术  24-27
  2.5 电磁算法  27-29
  2.6 本章小结  29-30
3 共面波导结构的仿真、设计、版图设计与测试平台  30-56
  3.1 共面波导结构的模拟仿真  30-35
    3.1.1 电磁仿真软件的选择  30-31
    3.1.2 HFSS 仿真CPW 结构的设置  31-35
  3.2 CPW 测试结构的设计  35-49
    3.2.1 基片材料的选择  35-36
    3.2.2 其他介质层的选择  36-38
    3.2.3 BST 薄膜介电常数及厚度对CPW 微波传输的影响  38-39
    3.2.4 金属导体材料选择及其厚度的设计  39-42
    3.2.5 接地面宽度w 对CPW 传输性质的影响及设计  42-45
    3.2.6 CPW 的s，g 参数设计  45-49
  3.3 TRL 校准件的设计  49-52
  3.4 测试结构的版图设计  52-53
  3.5 CPW 实物制备的半导体工艺  53-54
  3.6 CPW 结构的在片测试平台  54-55
  3.7 本章小结  55-56
4 BST 微波参数的计算和误差分析  56-71
  4.1 直流偏压对CPW 的S 参数的影响  56-58
  4.2 保角映射法计算BST 薄膜微波参数  58-61
  4.3 保角映射法计算和HFSS 模拟结果比较  61-63
  4.4 BST 微波介电参数测量的误差分析  63-70
  4.5 本章小结  70-71
5 总结和展望  71-72
  5.1 总结  71
  5.2 展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76

共面波导法测量BST薄膜参数研究

内容摘要

全文目录

相似论文