高频、高Q值、高稳定性SAW谐振器多层膜材料研究

本课题用用弹性波场的广义Green函数和表面有效介电常数法模拟计算了c-BN/diamond多层膜基片声表面波特性，模拟计算证实c-BN/diamond多层膜基片中的声表面波为SH型声表面波，这种波是由位移场的水平剪切分量u2与电势φ耦合而成。c-BN/diamond多层膜中的SH型声表面波相速度很高、频散很小，可制成高频、高Q值、高稳定性声表面波谐振器。c-BN/diamond复合基片中SH型声表面波的振幅随深度衰减慢，非常适合气体、液体、生物等传感器的应用。. 在Ar、O2、H2、CH4四种混合气氛中，制备了致密、均匀、晶粒细小（100～150nm）、同时满足高的高弹性模量的金刚石膜。在以氢终止的衬底上生长了c-BN薄膜，发现在以氢终止的衬底上比较容易得到高品质的c-BN薄膜。. 采用带PFM模块的AFM在室温下对c-BN薄膜进行了垂直和水平压电响应成像,测试了垂直于膜面的和膜平面内压电振幅图像以及压电相位图像，显示了c-BN薄膜微区的压电强度和压电均匀性。在c-BN薄膜表面低温制备了频率温度系数和c-BN材料相反的类金刚石膜，使SAW谐振器更容易找到TCF为0的频点。并以类金刚石/c-BN/金刚石多层复合膜为基片设计了适用于传感器的声表面波-双通道-双端口谐振器叉指换能器版图。