基于BST的多层薄膜及其可调器件的研究

摘要

当代无线电技术与微电子技术朝着小型化、集成化方向发展。铁电材料因其具有介电性、压电性、热释电、铁电性等重要特性，越来越受到研究者的重视。BaxSr1-xTiO3具有高介电常数、较低的损耗等良好的性能，成为研究的热点之一。顺电相下BST材料具有介电常数随外加偏压而改变的特性，且在微波范围仍具有很大的介电常数，这使得BaxSr1-xTiO3材料成为移、滤波器、变容器等相器微波射频器件潜在的功能材料，具有很好的应用前景。但是在实际应用和研究中还存在着一些问题：如与硅基半导体工艺的集成，介电可调性能与损耗性能存在着矛盾。
　　MgO具有和BST相近的晶格参数，并且具有很好的微波特性和稳定性，已经被广泛应用于微波领域。本文通过在硅衬底上射频磁控溅射MgO，并对其工艺进行优化，以此作为缓冲层生长Ba0.5Sr0.5TiO3。本文加工了插指式电容，并利用HP4192测量其介电性能，同时对比了LNO/MgO/BST复合缓冲层结构。实验研究表明：MgO缓冲层不仅改善了Ba0.5Sr0.5TiO3的结晶性能，而且缓冲层的插入提高了Ba0.5Sr0.5TiO3的介电可调性，可调率从原来的14.7％（1MHz）增加到61.5%，而且介电损耗从原来的0.15减小到0.05左右。同时在前期研究基础上，制备了LNO/MgO/BST多层复合薄膜结构，复合缓冲层结构具有更高的可调性，但同时损耗也较大，这可能与介面层的低性能有关。在此基础上，利用微细加工技术制备了共面波导结构，借助网络分析仪Agilent8722ES S-parameter Network Analyzer测试了共面波导的传输性能。

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第一章 绪论

1.1 铁电材料

1.2 钛酸锶钡BST(BaxSr(1-x)TiO3)

1.3 BST(BaxSr(1-x)TiO3)的应用

1.4 研究背景和存在的问题

1.5 本论文的内容、目的和意义

参考文献：

第二章MgO缓冲层以及BST薄膜的制备

2.1 薄膜制备技术概论

2.2 MgO缓冲层的制备和优化

2.3 BST薄膜的制备和优化

2.4 本章小结

参考文献：

第三章 插指式电容器的制备及介电性能测试

3.1 微机械系统(MEMS)加工技术简介

3.2 插指式电容器制备工艺

3.3 介电性能测试及其结果

3.4本章小结

参考文献：

第四章 共面波导结构的制备和性能

4.1 共面波导简介

4.2 共面波导结构的制备工艺步骤

4.3 共面波导结构的性能测试

4.4本章小结

参考文献：

第五章 总结与展望

致谢

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