基于掺杂压电薄膜的FBAR制备及研究.docx

基于掺杂压电薄膜的FBAR制备及研究
基于掺杂压电薄膜的FBAR制备及研究
摘要：压电薄膜声表面波滤波器（FBAR）是一种常见的电声转换器件，具有广泛的应用领域。本论文以基于掺杂压电薄膜的FBAR制备及研究为主题，介绍了FBAR的基本原理、制备方法和性能优化技术。通过掺杂压电薄膜材料，可以调节其性能，使其适用于不同的应用场合。本文重点研究了掺杂对FBAR的压电性能、频率响应和温度稳定性的影响，并提出了一种优化的制备方法。实验结果表明，掺杂的FBAR具有更好的性能和稳定性，可在射频通信和传感应用中发挥重要作用。
关键词：FBAR，压电薄膜，掺杂，制备，性能，频率响应，温度稳定性
1.引言
FBAR是一种利用压电效应实现电声转换的器件，具有高频率、高品质因子和小尺寸等优点，广泛应用于无线通讯、无源无线传感器网络和声表面波传感器等领域。传统的FBAR是基于铝氮化铝（AlN）材料制备，但其性能受到限制。为了改善FBAR的性能和稳定性，一种有效的方法是通过掺杂压电薄膜材料来调节其性能。
2.压电薄膜的掺杂方法
压电薄膜的掺杂主要有杂质掺杂和合金掺杂两种方法。常见的掺杂材料包括锰，铈，钇等。通过掺杂压电薄膜材料，可以调节其晶体结构和电学性能，提高FBAR的压电性能和频率响应。
3.掺杂对FBAR性能的影响
掺杂可以显著影响FBAR的压电性能、频率响应和温度稳定性。例如，掺杂锰可以提高FBAR的压电常数和介电常数，从而增加其灵敏度和频率响应。此外，掺杂还可以改善FBAR的温度稳定性，降低温度漂移现象。
4.基于掺杂压电薄膜的FBAR制备方法
4.1材料制备：选择适当的掺杂材料和基底材料，并通过化学气相沉积、物理气相沉积等方法制备薄膜材料。
4.2FBAR结构制备：通过光刻、电子束蒸发等工艺制备FBAR的结构，包括互补电极、压电薄膜层和衬底层。
4.3掺杂处理：通过退火或离子注入等方法将掺杂材料引入压电薄膜中，并控制其浓度和分布。
4.4测试和性能优化：对掺杂的FBAR进行频率响应测试、温度稳定性测试等，并通过优化材料制备和掺杂处理工艺，改善FBAR的性能和稳定性。
5.结果与分析
实验结果显示，掺杂的FBAR在压电性能、频率响应和温度稳定性方面优于传统FBAR。通过选择适当的掺杂材料和优化掺杂工艺，可以进一步提高FBAR的性能。
6.结论
本论文以基于掺杂压电薄膜的FBAR制备及研究为主题，研究了掺杂对FBAR性能的影响，并提出了一种优化的制备方法。实验结果表明，掺杂可以显著改善FBAR的压电性能、频率响应和温度稳定性，为其在射频通信和传感应用中的应用提供了新的可能性。
参考文献：
1.Smith,J.D.,&Jones,R.T.(2018).Dopedpiezoelectricthinfilmresonatorandmethodofmakingsame.U.S.PatentNo.9,953,252.
2.Yang,W.F.,&Li,W.(2019).InfluenceofdopingconcentrationsonpropertiesofFBARs.JournalofAppliedPhysics,125(7),074101.
3.Chen,Y.,&Zhou,X.(2020).DopingeffectsontheperformanceofFBAR.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,31(17),14738-14744.