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《共面波导法测量bst薄膜参数研究》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、华中科技大学硕士学位论文摘要钛酸锶钡薄膜（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
2、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
3、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%。关键词：钛酸锶钡薄膜共面波导微波测量仿真S参数I华中科技大学硕士学位论文AbstractBariumStrontiumTitanatethinfilms(shortforBST)havebeenreseachedwidelyasakeykindofferroelectricmaterialduetotheirlowleakagecurrent,highdielectricconstantatthemicrowavefrequence,andBST’sdielect
4、ricconstantvarieswiththeappliedbiasDC,whichcanbeusedtomakesometuneddevicessuchasphaseshifters,filtersandsoon.TheBSTthinfilmsphaseshifter’sperformanceisrelatedtotheparametersofBSTincludingdielectricconstant,lossangleandtunability,sothemeasuringoftheaboveparametersofBSTareimportantfordesigningBSTth
5、infilmsphaseshifter.FortheCoplanarWaveguide(shortforCPW)transmissionlineisconvenientforapplyingthebiasDCtotestthetunabilityofBSTthinefilms,soweusetheCPWtomeasuretheaboveparametersofBSTonthemicrowavefrequenceof10GHz.Firstofall,WesimulatedandreseachedtheCPW’sperformanceoftransmittingmicrowaveusings
6、oftwareHFSS,includingtheinfluenceofthewidthsofCPW’ssignalline,gap,thesortsandthicknessesofmetal,thedielectricconstantsandthicknessesofBST,andthecharacterofunderlays,especiallyreseachedtheinstancethatthewidthofgroundlineaffectedthecharacterimpedanceandthehighmodesofCPW.Andthen,Wedesignedseveralser
7、iesnearlyonehundredofCPWstructuresandrelatedcalibrationkitsonthebasisofsimulation.Thewidthsofthesignallineincluded10µm,20µmand30µm,thewidthofgapwaschangedgradually,andthelengthsofCPWincludedthreedifferentkindofsizesfor
