硅基钽酸锂压电单晶复合薄膜材料及应用

绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成,采用Smart-Cut工艺制备,可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性,同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器,具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用,综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。

单晶铌酸锂薄膜的转移制备技术研究

以苯并环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)作为键合层,采用离子注入剥离技术制备了Y36切型的单晶铌酸锂薄膜材料。经过对BCB键合层的前烘时间和退火曲线进行系统的研究,克服了由于铌酸锂和BCB之间热膨胀系数不匹配所导致的铌酸锂薄膜开裂问题,获得了高质量的Y36切型单晶铌酸锂薄膜材料。此外,通过在晶圆键合之前预先制备图形化的金属层,获得了带有下电极功能层的单晶铌酸锂薄膜,可应用于薄膜体声波谐振器等具有金属-绝缘层-金属结构的器件。

布喇格反射型宽带单晶薄膜体声波滤波器

该文研究了一种新型布喇格反射型薄膜体声波(BAW)滤波器的设计方法与制备技术。BAW器件选择机电耦合系数较大的Y43°-铌酸锂(Y43°-LN)单晶薄膜作为压电层材料,并以苯并环丁烯(BCB)作为晶圆键合层,采用离子注入剥离法将亚微米厚度的Y43°-LN单晶薄膜转移至具有布喇格反射层的衬底。BCB既作为键合层,也作为布喇格反射层的第一低声阻抗层,实现了单晶BAW滤波器的制备。设计并制备了三阶BAW滤波器,中心频率为2.93 GHz,绝对带宽和分数带宽分别为247 MHz和8.4%。结果表明,采用薄膜转移技术制备的高机电耦合系数LN单晶薄膜能够实现大带宽BAW滤波器的制备。