薄膜體聲波諧振器的原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　隨著薄膜與微納制造技術(shù)的發(fā)展，電子器件正向微型化、高密集復(fù)用、高頻率和低功耗的方向迅速發(fā)展。近年來發(fā)展起來的薄膜體聲波諧振器(FBAR)的工作頻率比傳統(tǒng)聲表面波(SAW)器件、石英晶體諧振器和陶瓷介質(zhì)器件都要高(可達(dá)1-10GHz)，又具有體積小、Q值更高、損耗低、功率承載性好、換能效率高等優(yōu)點(diǎn)?？梢灾瞥筛咝阅転V波器、雙工器、振蕩器等多種射頻集成微波器件和高靈敏傳感器等，在新一代無線通信系統(tǒng)和超微量生化檢測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。張亞非和陳達(dá)合著的這本《薄膜體聲波諧振器的原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用》系統(tǒng)地闡述了FBAR的基本原理、設(shè)計(jì)方法、關(guān)鍵技術(shù)及其材料體系的要求，并對FBAR的重要應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)概括與深入分析。《薄膜體聲波諧振器的原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可供從事諧振器理論和器件研究開發(fā)的專業(yè)技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校電子信息、通信系統(tǒng)、傳感器檢測、微電子學(xué)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、自動(dòng)化等領(lǐng)域的科技人員和相關(guān)專業(yè)師生閱讀參考。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　無線通信系統(tǒng)的發(fā)展對射頻器件的要求　1.2　薄膜體聲波諧振器的原理和特點(diǎn)　1.3　薄膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)和材料　　1.3.1　薄膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)　　1.3.2　薄膜體聲波諧振器的材料　1.4　薄膜體聲波諧振器的研究進(jìn)展　參考文獻(xiàn)第2章　固體中的平面波　2.1　固體中平面聲波方程　　2.1.1　彈性形變的基本方程　　2.1.2　彈性體中的平面聲波方程　2.2　各向同性介質(zhì)中的平面聲波　2.3　各向異性介質(zhì)中的平面聲波　　2.3.1　色散關(guān)系和倒速度面　　2.3.2　波方程求解舉例　2.4　壓電介質(zhì)中的平面聲波　2.5　六方晶系介質(zhì)中的聲平面波　參考文獻(xiàn)第3章　薄膜體聲波諧振器的理論模型　3.1　理想薄膜體聲波諧振器的電學(xué)阻抗　　3.1.1　理想諧振器阻抗的解析表達(dá)　　3.1.2　薄膜體聲波諧振器的諧振頻率　3.2　復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜體聲波諧振器的電學(xué)阻抗　　3.2.1　聲阻抗的定義　　3.2.2　復(fù)合模型的邊界條件　3.3　薄膜體聲波諧振器的損耗和性能參數(shù)　3.4　薄膜體聲波諧振器的機(jī)電等效模型　　3.4.1　各層材料的等效模型　　3.4.2　普適機(jī)電等效模型　　3.4.3　諧振點(diǎn)附近的近似等效電路　3.5　諧振器材料和結(jié)構(gòu)對性能的影響　　3.5.1　電極材料和厚度的影響　　3.5.2　支撐層和殘余背硅層的影響　參考文獻(xiàn)第4章　壓電薄膜的制備方法　4.1　真空蒸發(fā)淀積　　4.1.1　真空蒸發(fā)淀積特點(diǎn)與蒸發(fā)過程　　4.1.2　蒸發(fā)過程的重要參量　　4.1.3　蒸發(fā)源的蒸氣發(fā)射特性　　4.1.4　加熱源的類型　　4.1.5　反應(yīng)蒸發(fā)　　4.1.6　分子束外延　4.2　濺射沉積　　4.2.1　濺射的基本原理　　4.2.2　濺射產(chǎn)額　　4.2.3　反應(yīng)濺射　　4.2.4　射頻濺射　　4.2.5　磁控濺射　4.3　化學(xué)氣相淀積　　4.3.1　化學(xué)氣相淀積的特點(diǎn)　　4.3.2　化學(xué)氣相淀積的基本過程和化學(xué)反應(yīng)　　4.3.3　金屬有機(jī)氣相化學(xué)淀積　　4.3.4　CVD的裝置　4.4　脈沖激光沉積技術(shù)　　4.4.1　脈沖激光沉積的原理和特點(diǎn)　　4.4.2　激光光源　　4.4.3　沉積系統(tǒng)　參考文獻(xiàn)第5章　AlN薄膜的濺射沉積和刻蝕　5.1　射頻磁控濺射制備AlN薄膜　　5.1.1　AlN薄膜的制備工藝　　5.1.2　射頻功率對薄膜結(jié)構(gòu)的影響　　5.1.3　氣氛壓強(qiáng)和比例對薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響　　5.1.4　襯底溫度對薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響　　5.1.5　AlN薄膜的微觀形貌和成分　　5.1.6　AlN薄膜的生長機(jī)制　　5.1.7　濺射AlN薄膜的應(yīng)力　5.2　在不同電極上沉積的A1N薄膜的結(jié)構(gòu)特性　5.3　氟基氣體對AlN薄膜的反應(yīng)離子刻蝕　　5.3.1　AlN薄膜的干法刻蝕方法　　5.3.2　刻蝕速率　　5.3.3　刻蝕圖形形貌　　5.3.4　氟基氣體對AlN薄膜的刻蝕機(jī)理分析　5.4　AlN薄膜的濕法刻蝕　　5.4.1　實(shí)驗(yàn)過程　　5.4.2　薄膜織構(gòu)和晶體質(zhì)量對濕法刻蝕速率的影響　　5.4.3　刻蝕反應(yīng)的激活能　　5.4.4　刻蝕圖形形貌　參考文獻(xiàn)第6章　橫膈膜型薄膜體聲波諧振器　6.1　橫膈膜型諧振器的結(jié)構(gòu)和測試方法　　6.1.1　橫膈膜型諧振器的結(jié)構(gòu)　　6.1.2　測試器件的電極形狀和測試方法　6.2　橫膈膜型諧振器的制作過程　6.3　PZT壓電薄膜的制備和性質(zhì)　　6.3.1　溶膠凝膠法制備PZT　　6.3.2　PZT薄膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)　6.4　橫膈膜型諧振器的工藝過程　　6.4.1　光刻工藝　　6.4.2　PZT膜的刻蝕　　6.4.3　二氧化硅的刻蝕　　6.4.4　硅的刻蝕　6.5　PZT橫膈膜型諧振器的性能測試　　6.5.1　諧振器的測試結(jié)果　　6.5.2　器件性能分析　參考文獻(xiàn)第7章　固體裝配型體聲波諧振器　7.1　固體裝配型諧振器的設(shè)計(jì)　　7.1.1　固體裝配型諧振器的結(jié)構(gòu)　　7.1.2　固體裝配型諧振器的理論模型　　7.1.3　固體裝配型諧振器頻率響應(yīng)的模擬　7.2　AlN固體裝配型諧振器的制備　　7.2.1　布拉格反射層　　7.2.2　固體裝配型諧振器的制備工藝　　7.2.3　AlN薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌　　7.2.4　多層薄膜的應(yīng)力　7.3　固體　裝配型諧振器的性能測試　　7.3.1　固體裝配型諧振器的S11參數(shù)　　7.3.2　固體裝配型諧振器的阻抗特性　　7.3.3　固體裝配型諧振器的性能參數(shù)　參考文獻(xiàn)第8章　薄膜體聲波諧振器在射頻濾波器中的應(yīng)用　8.1　薄膜體聲波濾波器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　8.2　梯形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的薄膜體聲波濾波器　　8.2.1　薄膜體聲波濾波器的工作原理　　8.2.2　梯形拓?fù)浔∧んw聲波濾波器的設(shè)計(jì)　　8.2.3　聲學(xué)耦合的薄膜體聲波濾波器　8.3　PCS　CDMA接收濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例　8.4　基于FBAR的雙工器與振蕩器　　8.4.1　基于薄膜體聲波諧振器的雙工器　　8.4.2　基于薄膜體聲波諧振器的振蕩器　　8.4.3　FBAR的片上集成　參考文獻(xiàn)第9章　基于薄膜體聲波諧振器的高靈敏傳感器　9.1　壓電石英晶體微天平傳感器　　9.1.1　石英晶體微天平　　9.1.2　壓電晶體的傳感原理　　9.1.3　壓電晶體諧振傳感器的測量方法　9.2　壓電晶體傳感器的敏感材料　　9.2.1　吸附敏感材料的要求與作用機(jī)理　　9.2.2　敏感材料的涂覆方法　　9.2.3　壓電晶體傳感器的應(yīng)用　9.3　碳納米管敏感材料　　9.3.1　碳納米管的吸附性能　　9.3.2　碳納米管作為吸附層的應(yīng)用　9.4　基于薄膜體聲波諧振器的傳感器　　9.4.1　薄膜體聲波諧振器的傳感原理　　9.4.2　傳感器的MBVD電路　　9.4.3　薄膜體聲波諧振器的物質(zhì)檢測　　9.4.4　基于薄膜體聲波諧振器的其他檢測　9.5　基于碳納米管敏感材料的FBAR傳感器　　9.5.1　碳納米管敏感層的形成方法　　9.5.2　FBAR傳感器的實(shí)例　　9.5.3　傳感器頻率的質(zhì)量敏感性　　9.5.4　傳感器對碳納米管層沉積的頻率響應(yīng)　　9.5.5　傳感器對碳納米管層吸附的頻率響應(yīng)參考文獻(xiàn)索引

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