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时间:2019-02-15
《低电阻温度系数tan薄膜及微波功率匹配负载研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:日期:年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印
2、、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名:导师签名:日期:年月日万方数据摘要摘要微波功率匹配负载是微波器件与微波电路中的一类通用元件,可以广泛应用于通讯、雷达、探测等领域的无线电子器件及系统中。随着无线通讯的快速发展,高频率、大功率、性能稳定的微波功率匹配负载的研究具有重要意义。本文采用直流磁控溅射制备TaN薄膜,对其微结构及电性能进行研究,并设计、制备具有高频率、大功率性能特征的微波功率匹配负载。得出以下几方面的结论:在TaN薄膜方面,研究氮流量和退火工艺条件对TaN薄膜微结构和电性能的影响。实验结果表明,对于Al掺杂的TaN薄膜,当氮
3、流量从2%增加到7%时,薄膜电阻率从2372μΩ·cm增加到3894μΩ·cm,电阻温度系数(TCR)绝对值从253ppm/℃增大到945ppm/℃,薄膜厚度从320nm减小到230nm。在大气中对TaN薄膜退火2小时,退火温度从200℃增加到600℃时,方阻从12/sq增加到24/sq,TCR从15ppm/℃下降到-80ppm/℃;在大气中对TaN薄膜进行300℃退火,随着退火时间从1小时增加到5小时,方阻及TCR几乎不变化。在微波功率匹配负载的设计和仿真方面,根据有耗传输线理论及热传导相关理论,采用HFSS软件与ePhysics软件联合仿真,设计具有高频率、大功率性能特征的
4、微波功率匹配负载。本文设计仿真了两个微波功率匹配负载,其中一个工作频带为DC-18GHz,电压驻波比小于1.2,功率负载为20W;另外一个工作频带为DC-40GHz,电压驻波比小于1.2,功率负载为1W。按照仿真结果,采用直流磁控溅射、掩膜图形化、光刻、丝网印刷等工艺制备微波功率匹配负载样品。测试结果表明,所制备样品的TCR绝对值均小于120ppm/℃;功率测试期间,样品表面温度均在120℃以下,功率测试前后阻值变化均在2%以内;在设计的频率范围内除个别频率点外,微波功率匹配负载的电压驻波比均小于1.4,测试结果与设计结果具有很好的一致性。为了克服单电阻膜微波功率匹配负载的工作频率
5、与功率负载能力不能同时提高的难题,设计并制备基于功率分流思想的双电阻膜微波功率匹配负载。仿真与测试结果表明,在3.4-7.4GHz和8.2-9.8GHz频带范围内,电压驻波比小于1.6,功率负载为200W,实验结果与仿真结果具有很好的一致性。关键词:匹配负载,TaN薄膜,仿真,TCRI万方数据ABSTRACTABSTRACTAsageneralelementformicrowavecomponentsandmicrowavesystems,microwavepowermatchloads(MPMLs)hasbeenwidelyusedincommunications,radar,d
6、etectionandotherfields.Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunication,theresearchofMPMLswithhighfrequency,highpowerandstableperformancesisofgreatsignificance.Inthisthesis,themicro-structureandelectricalpropertiesofTaNthinfilmsdepositedbyreactionDCmagnetronsputteringwereexplored.TheMPMLswithhig
7、hfrequencyandhighpowerweredesignedandfabricated.Themainresultsareasfollowing.IntheaspectofTaNthinfilms,theinfluencesofNitrogenpartialfluxandannealingonthemicro-structuresandelectricalpropertiesofthesampleswereinvestigatedindetail.Theres
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