金剛石多層膜制備及結(jié)構(gòu)性能研究的開題報告

適于SAW器件“AlN/硅”“AlN/金剛石”多層膜制備及結(jié)構(gòu)性能研究的開題報告一、研究背景超聲波器件是一種基于表面琴聲波(SAW)現(xiàn)象的微波元件，它的工作原理是將電能轉(zhuǎn)換成聲波，再將聲波傳輸?shù)胶线m的位置完成信號處理。隨著微電子、通信和電子儀器儀表等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，超聲波器件已成為一種重要的測量、控制和信號處理元件。SAW器件是一種典型的超聲波器件，其基本結(jié)構(gòu)是在襯底上沉積一層厚度大約為1μm的金屬電極，然后再覆蓋一層厚度為幾百納米到幾微米的表面聲波振蕩層，通過輸入電信號，激勵振蕩層基波振蕩，并產(chǎn)生表面聲波。在典型的鋁氮化物(AlN)表面聲波器件中，厚度約為幾百納米到幾微米的AlN膜具有優(yōu)異的表面聲波振蕩特性，可以用于制作高性能的SAW器件。目前，市面上大部分的SAW器件是以鋁氮化鋁(AlN/Al)為基底制作的。然而，AlN/硅和AlN/金剛石多層膜技術(shù)的研究還相對較少，這兩種材料有望在SAW器件制造中代替AlN/Al，以提高器件的性能。二、研究目的本研究旨在通過制備AlN/硅和AlN/金剛石多層膜，在表面聲波器件中應(yīng)用這兩種材料，研究其在SAW器件上的性能表現(xiàn)，包括頻率響應(yīng)、電阻率、壓電特性等。同時，分析其物理、化學(xué)性質(zhì)以及表面形貌特征，探究硅和金剛石多層膜對表面聲波器件性能提升的影響機(jī)理。三、研究內(nèi)容和技術(shù)路線研究內(nèi)容：1.制備不同厚度的AlN/硅和AlN/金剛石多層膜結(jié)構(gòu)，獲取膜的物理、化學(xué)性質(zhì)以及表面形貌特征。2.基于制備的多層膜結(jié)構(gòu)，設(shè)計和制備表面聲波器件，通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測量其頻率響應(yīng)和電阻率等性能參數(shù)。3.利用壓電測試儀研究材料的壓電特性，并與已有的AlN/Al表面聲波器件進(jìn)行性能比較。技術(shù)路線：1.AlN/硅和AlN/金剛石多層膜的制備：(1)選擇適當(dāng)?shù)囊r底，在襯底上沉積一層金屬電極。(2)利用射頻磁控濺射或離子束濺射技術(shù)，制備出AlN膜和硅或金剛石膜。(3)通過多次沉積，制備出不同厚度的AlN/硅和AlN/金剛石多層膜結(jié)構(gòu)。2.表面聲波器件的制備：(1)采用常規(guī)光刻技術(shù)，在多層膜結(jié)構(gòu)表面制作出層間間隔為半波長的表面聲波振蕩層。(2)在振蕩層上覆蓋一層透明的電極材料，制作出表面聲波器件。3.性能測試：(1)利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對表面聲波器件進(jìn)行頻率響應(yīng)和電阻率測試。(2)利用壓電測試儀對AlN/硅和AlN/金剛石多層膜的壓電特性進(jìn)行研究。四、預(yù)期成果1.成功制備出AlN/硅和AlN/金剛石多層膜結(jié)構(gòu)。2.研究不同厚度的多層膜結(jié)構(gòu)在表面聲波器件中的性能表現(xiàn)。3.揭示硅和金剛