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研究生:歐天凡
研究生(外文):Tien-Fan Ou
論文名稱:沉積條件對氮化鋁薄膜壓電係數及機電耦合係數之影響
論文名稱(外文):The Influences of Sputtering Parameters on the Piezoelectric and Electromechanical Coupling Coefficients of AlN Thin Films
指導教授:陳英忠
指導教授(外文):Ying-Chung Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:電機工程學系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:機電耦合係數壓電係數
外文關鍵詞:Piezoelectric coefficientElectromechanical coupling coefficient
相關次數:
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本論文使用反應性射頻磁控濺鍍法,在Si、LiNbO3與ST-Quartz基板上沉積氮化鋁(AlN)薄膜,藉由不同濺鍍條件如:濺鍍功率、腔室壓力、氮氣濃度、基板溫度、沉積時間等的調變,製作不同結晶性的AlN薄膜;並藉由XRD、d33與K2的量測與分析,討論其濺鍍參數與薄膜特性間的關係。
由實驗得知在C軸優選排向越佳的濺鍍條件下,可使雙層結構的d33值越高;而不同的濺鍍條件也使得K2值的表現亦有所不同,AlN薄膜的加入將使得K2下降。
整體而言,結合LiNbO3與ST-Quartz的較佳壓電特性與機電耦合係數,及AlN薄膜的高波速,將是應用於製作高頻表面聲波(SAW)元件的較佳選擇。
In this thesis, the c-axis-oriented AlN films were deposited on piezoelectric substrates, lithium niobate (LiNbO3), ST-Quartz, and non-piezoelectric substrate, silicon (Si), by reactive rf magnetron sputtering. AlN films were deposited with the nitrogen concentration (N2/Ar+N2) of 20∼80%, the chamber pressure of 1∼15mTorr, the rf power of 200∼450W, the deposition time of 1~3 hours and the substrate temperature of 100∼400℃.
The correlation between growth parameters and piezoelectric coefficients will be investigated by XRD、d33 and K2 analysis in this study. The experimental results showed that the values of d33 become larger as the intensity of X-ray is stronger. It can also be concluded that the smaller the FWHM of (002) XRD peak is, the larger the value of d33 is. With various sputtering parameters, the K2 values exhibit diversely. The multilayer structures of AlN/LiNbO3 and AlN/ST-Quartz both make lower values of K2.
In general, by combining the higher K2 and d33 values of LiNbO3 and ST-Quartz with high wave velocity of AlN, the high-frequency with high performance SAW devices can be obtained.
摘要 I
目錄 III
圖表目錄 V
第一章 前言 1
第二章 理論分析 3
2.1 LiNbO3結構與特性 3
2.2 ST-Quartz結構與特性 4
2.3 AlN結構與特性 5
2.4反應性射頻磁控濺鍍原理 6
2.5壓電材料的量測與特性分析 9
2.6 SAW元件的理論與特性 10
2.7 SAW元件設計與K2參數量測 11
第三章 實驗 13
3.1基板的清洗 13
3.2濺鍍系統與薄膜沉積 14
3.3 X光繞射分析 15
3.4壓電係數的量測 16
3.5 SAW元件的製作 17
3.6元件機電耦合係數之測量 18
第四章 結果與討論 19
4.1 XRD分析 19
4.2壓電係數(d33)測量與分析 21
4.3應力參數的分析與討論 23
4.4 IDT製作 23
4.5 SAW元件分析 24
4.6 K2測量與分析 24
第五章 結論 26
參考文獻 27
[1]R. H. White and F. W. Voltmer, Appl. Phys. Lett., 17, 314, (1965).
[2]H. Okano, Y. Takahashi, T. Tanaka, K. Shibata and S. Nakano, Jpn. J. Appl. Phys., 31, 3446 (1992).
[3]Tsubouchi and Mikoshiba, IEEE Trans. Sonics Ultrason., SU-32, 5, 634 (1985).
[4]M. Mortia, S.Isogai, K. Tsubouchi and N.Mikoshiba, Appl. Phys. Lett., 38, 50 (1981).
[5]G. Este, R. Surridge and W. D. Westwood, J. Vac. Sci. Technol. A, 4, 989 (1986).
[6]J. S. Wang and K. M. Lakin, Appl. Phys. Lett., 40, 308 (1982).
[7]T. Shiosaki, T. Yamamoto, T. Oda and A. Kawabata, Appl. Phys. Lett., 36, 643 (1980).
[8]王宏文,工業材料,91 (1994) 47。
[9]D. C. Bertolet, Herng Liu and J. W. Rogers, J. Appl. Phys., 75, 5385 (1994).
[10]S. Yoshida, S. Misawa, Y. Fujii, S. Takada, H. Hayakawa, S. Gonda and A. Itoh, J. Vac. Sci. & Technol., 16, (1979).
[11]M. T. Wauk and D. K. Winslow, Appl. Phys. Lett., 13, 286 (1968).
[12]F. C. Stedile, I. J .R. Baumvol, W. H. Schreiner and F. L. Freire, J. Vac. Sci. Technol., A10, 3272 (1992).
[13]M. Penza, M. F. De Riccardis, L. Mirenghi, M. A. Tagliente, E. Verona, Thin Solid Films, 259, 154 (1993).
[14]H. Okano, T. Tanaka, K. Shibata and S. Nakano, Jpn. J. Appl. Phys., 31, 3017 (1992).
[15]B. Matthias and J. P. Remeika, Phys. Rev., 76, 1886 (1949).
[16]余素楨,晶體之結構與性質,國立編譯館,1993.
[17]R. S. Weis and T. K. Gaylord : Appl. Phys. A, 37, 191 (1985).
[18]廖秋風,材料與社會,40 (1990) 61。
[19]R. Rodriguez-Clemente, B. Aspar, N. Azema, B. Armas, C. J. Durand and A. Figueras, J. Crystal Growth, 133, 59 (1993).
[20]顏豐明,材料與社會,73 (1993) 45。
[21]K. S. Kao, C. C. Cheng and Y. C. Chen, “Synthesis of C-Axis Oriented Aluminum Nitride Films by Reactive RF Magnetron Sputtering for Surface Acoustic Wave”, Jpn. J. Appl. Phys., 40, 4969 (2001).
[22]施敏著,張俊彥譯,”半導體元件之物理與技術”,儒林 (1990) 425。
[23]R. W. Berry, Peter M. Hall and Murray T. Harris, van Nostrand Reinhold, 201 (1980).
[24]John L. Vossen and Kern, Academic Press, 134 (1991).
[25]E. Janczak-Bienk, H. Jensen and G. Sorensen, Mater. Sci. and Eng. A, 140, 696 (1991).
[26]鄭建銓,”質子交換鈮酸鋰與射頻濺鍍氮化鋁薄膜之表面聲波特性研究”, 國立中山大學電機工程研究所博士論文,(1996)。
[27]王宏灼,”反應性射頻濺鍍法成長氮化鋁薄膜之研究”,國立中山大學電機工程研究所碩士論文,(1995)。
[28]陳文榮,”反應性射頻濺鍍法在砷化鎵基板上沈積氮化鋁薄膜之研究”,國立中山大學電機工程研究所碩士論文,(1996)。
[29]李彬州,工業材料雜誌,”壓電薄膜量測方法簡介”,202 (2003) 100-105。
[30]J.-M. Liu, Materials Chemistry and Physics, 75, 12-18 (2002).
[31]吳朗,精密陶瓷科技,”壓電陶瓷”,(1987) 39-62。
[32]O. Elmazria, IEEE Trans. Ultrasonics, 50, 710-715 (2003).
[33]J. W. Soh, W. J. Lee, J. H. Park and S. W. Lee, IEEE Ultrasonics Symposium., 1, 299 (1996).
[34]K. S. Kao, C. C. Cheng, Y. C. Chen and C. H. Chen, “The Dispersion Properties of Surface Acoustic Wave Devices on AlN/LiNbO3 Film/Substrate Substrates”, Appl. Sur. Sci., 230, 334 (2004).
[35]K. S. Kao, C. C. Cheng, Y. C. Chen and Yi-Hung Lee, “The Characteristics of Surface Acoustic Wave on AlN/LiNbO3 substrate”, Appl. Phys. A, 76, 1125 (2003).
[36]K. S. Kao; C. C. Cheng and Y. C. Chen, “Synthesis and Surface Acoustic Wave Properties of AlN Films Deposited on LiNbO3 Substrates”, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectrics & Freq. Control, 49, 345 (2002).
[37]蔡家龍,”製程參數對濺射沈積氮化鋁薄膜之影響”,國立中山大學電機工程研究所碩士論文,(2000)。
[38]賴二琨,”二氧化矽基板上沈積氮化鋁薄膜之表面聲波研究”,國立中山大學電機工程研究所碩士論文,(1997)。
[39]S. K. Ghandhi, John Wiley & Sons, INC, 522 (1994).
[40]高國陞,”鈮酸鋰基板上沈積氮化鋁薄膜及其表面聲波元件之應用”,國立中山大學電機工程研究所碩士論文,(1999)。
[41]C. M. Lueng and H. L. W. Chan, J. Appl. Phys., 88 (2000),
[42]Hong Xiao著,羅正忠,張鼎張譯,”半導體製程技術導論”,歐亞,(2003),134-135。
[43]莊達人著,”VLSI製造技術”,高立,(1997) 38-39。
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