FBAR及其紫外傳感器的研究.pdf

1、薄膜體聲波諧振器(FBAR)由于工作頻率高、插入損耗小、功率容量大、體積小、能與CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，滿(mǎn)足了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求，被廣泛的研發(fā)和應(yīng)用。目前，F(xiàn)BAR在濾波器、雙工器、振蕩器方面的應(yīng)用已經(jīng)商業(yè)化，并且由于其高靈敏度和高可靠性等特點(diǎn)被用在質(zhì)量、壓力、濕度、生物化學(xué)等傳感領(lǐng)域，但是目前基于FBAR紫外傳感的研究相對(duì)匱乏，器件性能也不盡人意。本文設(shè)計(jì)、制造、表征了多種新穎的FBAR紫外光傳感器結(jié)構(gòu)，以期獲得更高靈敏度的紫外傳感器

2、。
　　本文首先研究了背腔刻蝕結(jié)構(gòu)FBAR射頻器件的制備工藝，從壓電振蕩堆各層薄膜材料的選擇和設(shè)計(jì)，到工藝研發(fā)和器件具體實(shí)現(xiàn)等各方面，研究了該工藝的標(biāo)準(zhǔn)制備流程，并且針對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)提出相應(yīng)的解決方案，論文獲得了穩(wěn)定成熟的制備工藝，所制備的FBAR諧振頻率在1.56±0.02GHz，Q值為750±50，最佳達(dá)到950，溫度系數(shù)為-59.48±5ppm/℃。在此基礎(chǔ)上，論文重點(diǎn)研究了FBAR紫外光傳感器，設(shè)計(jì)了傳感

3、器結(jié)構(gòu)，建立了器件模型，對(duì)該器件的紫外光傳感特性進(jìn)行了測(cè)試，針對(duì)頻率偏移量偏小的問(wèn)題，提出了使用Au、AZO以及柵格狀電極結(jié)構(gòu)的解決方案，測(cè)試得出器件頻率偏移量分別為:頻率偏移量為:40KHz、50KHz、40KHz～50KHz。
　　論文還研究了基于PET柔性FBAR器件，使用COMSOL軟件研究了襯底厚度對(duì)諧振頻率點(diǎn)的影響，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)方面探討了電極材料對(duì)諧振性能的影響，以Au代替Al，得到FBAR器件的串并聯(lián)諧振頻率1.18±

4、0.05GHz和1.21±0.05GHz，有效機(jī)電耦合系數(shù)為0.148％，Q值為150.48，F(xiàn)BAR器件的諧振性能得到改善。針對(duì)PET基底上FBAR器件諧振性能較差的問(wèn)題，提出了濾波器結(jié)構(gòu)的FBAR，并在仿真以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩方面證明了它的可行性。論文對(duì)柔性FBAR射頻器件的紫外傳感和彎曲特性進(jìn)行了測(cè)試和分析，紫外傳感特性測(cè)試結(jié)果由于諧振性能不佳使其不如硅襯底上理想，但彎曲特性測(cè)試結(jié)果表明FBAR器件在數(shù)次彎曲之后仍能很好的工作。論文的最