基于zno压电薄膜体声波谐振器制备研究

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1、分类号：ＴＰ２１２密级：公开１０１４２ＵＤＣ：单位代码：’巧復又寺＾葛硕去学位论文義譲Ｉ基于ＺｎＯ压电薄膜体声波谐振器制备研究！戀－、．’、．．．；．．．．学２０１３３４８号；冯艳露作者；微电子学与固体电子学学科名称：＇Ｉ？一？■２０１６年０２月２９日方‘－－乃一＇－－二、’，－－＇１＇一、’．＾－＂－．、一‘－一．：：；Ｋ沈阳工业大学硕士学位论文基于ZnO压电薄膜体声波谐振器制备研究TheResearchontheFabricatio

2、nProcessofFilmBulkAcousticResonatorbasedontheZnOPiezoelectricThinFilm作者：冯艳露单位：信息科学与工程学院指导教师：李新副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年02月27日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明；所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研巧成果，也不包含为获得一沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。

3、与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名！雌履日期：如化‘、Ｙｊ关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印。、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名；导师签名；曰期；巧．摘要近年来，随着智能手

4、机和平板电脑不断地走进人们的生活，基于薄膜体声波谐振器（FBAR）的滤波器和双工器在无线移动通信系统中应用广泛。与此同时，FBAR质量传感器因尺寸小、灵敏度高、成本低等特点也受到外界越来越多的关注。论文首先叙述了FBAR的发展状况和基本理论，使用Mason等效电路模拟了理想和实际FBAR器件的阻抗特性，研究了压电材料的厚度、电极的厚度、谐振区域的面积对FBAR阻抗特性的影响，为后面FBAR结构参数的设计奠定理论基础。同时，设计了FBAR器件各层材料的版图结构和尺寸大小。之后重点研究了FBAR器件的制作工艺。结合实验室的情况，采用体硅微加工工艺进行了器件的制作，

5、并成功的制作出Al-ZnO-Al的背空腔型FBAR。通过X射线衍射（XRD）表征了ZnO压电薄膜的择优取向。使用射频网络分析仪测量了纵波FBAR器件的频率响应，测得FBAR的串联谐振频率（f）和并联谐振频率s（f）分别是1.546GHz和1.590GHz，与使用Mason等效电路仿真的理论值很接近。根p2据测试结果，计算了FBAR的有效机电耦合系数（K）和品质因数（Q）分别是6.83%eff和350。最后，当FBAR封装之后，研究了它的质量传感特性，主要是通过在FBAR的背面溅射不同厚度的氧化锌薄膜来实现的。从谐振频率随氧化锌薄膜厚度变化的曲线中，可以看到串、

6、并谐振频率随着氧化锌薄膜厚度的增加而线性减少，同时测得FBAR的质量灵22敏度（S）为1116.55cm/g，与S的理论值1166.86cm/g相接近，大约是传统石英晶体mm微天平质量灵敏度的80倍。关键词：FBAR，质量传感器，质量灵敏度IAbstractInrecentyears,asthesmartphonesandtabletPCsgoingintopeople'slivesconstantly,theRFfiltersandduplexersbasedonfilmbulkacousticresonator(FBAR)havebeenusedwidel

7、yinwirelessmobilecommunicationsystems.Meanwhile,theresonantmasssensorbasedonFBARisalsogettingmoreandmoreattentionforitssmallsize,highsensitivity,lowcostandsoon.AfterthedevelopmentstatusandbasictheoryofFBARaredescribed,theimpedancecharacteristicsofidealandactualFBARaresimulatedwithth

8、emasonequivalentcir