设计和工艺参数对声表面波器件性能的影响

设计并制作了多种声表面波(SAW)器件,并研究了设计参数与工艺参数对器件特性的影响。首先在同一块掩膜板内设计了多组不同尺寸与间距参数的SAW器件,然后用微电子机械系统(MEMS)微加工工艺在Mg_xZn_(1-x)O/Si压电薄膜和128°YZ与XZ取向的LiNbO_3压电材料衬底上制作了多种SAW器件。利用X射线衍射(XRD)对压电材料的压电晶向进行了测量、表征和工艺比较,确定了适宜的薄膜溅射条件。利用网络分析仪(VNA)及高频探针台测量了S11高频特性,测量结果表明相对应的谐振频率值与理论值相符合,测出的谐振频率在80~330 MHz。分析了工艺偏差对SAW器件谐振特性的影响。分析结果表明由于工艺偏差导致的叉指电极的指宽差异导致了谐振频率与理想计算值的偏差,工艺偏差同样会导致S11曲线的不对称和谐波的产生。通过LiNbO_3上制作的SAW器件计算出的声波传播速度比较统一,128°YX LiNbO_3上制作的SAW器件计算出的声波传播速度为3 800~3 900 m/s,XZ LiNbO_3上制作的SAW器件计算出的声波传播速度为3 300~3 400 m/s;而在Mg_xZn_(1-x)O/Si压电薄膜上制作的SAW器件推算出的声波传播速度与设计波长或相关尺寸有关。