高介微波介質(zhì)薄膜研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高介微波介質(zhì)薄膜具有高的介電常數(shù)、低的介電損耗、高的耐壓、低的漏電流、穩(wěn)定的容值等特點(diǎn),可用于MMIC(單片微波集成電路)電路中的微波/射頻電容來替代外接的大電容旁路/退耦電容,以實(shí)現(xiàn)微波集成電路的全單片集成。本文使用射頻磁控濺射技術(shù),在藍(lán)寶石的基片上,制備了高品質(zhì)的高介微波介質(zhì)薄膜BNST(BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2);研究了不同濺射氣氛對薄膜濺射速率的影響,不同退火溫度對薄膜結(jié)構(gòu)的影響。
  另一方面,BNST介

2、質(zhì)薄膜中含有稀土氧化物,這增加了薄膜圖形化的難度。本文研究了介質(zhì)薄膜圖形化的工藝,并發(fā)明了用于刻蝕含稀土氧化物微波介質(zhì)薄膜的刻蝕液。用這種刻蝕液能夠刻蝕寬度為4μm以下的線條,刻蝕出的薄膜側(cè)腐蝕小,邊緣清晰、陡峭,可以滿足介質(zhì)薄膜在MMIC電路中集成的工藝需要。并制備了 MIM(金屬-絕緣體-金屬)結(jié)構(gòu)的薄膜電容,通過測試分析,對其微波介電性能進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下:
  1、采用固相反應(yīng)法制備了BaO-Nd2O3-Sm2O

3、3-TiO2四元系高介微波陶瓷,采用諧振法對BNST陶瓷進(jìn)行微波性能測試,測試結(jié)果表明:在3Ghz測試頻率下測得BNST陶瓷介電常數(shù)達(dá)到76,Q·f達(dá)到7110GHz,溫度系數(shù)τf為17.32ppm/℃,具有較高的微波性能。并制備出直徑為120cm的應(yīng)用于射頻磁控濺射系統(tǒng)的BNST陶瓷靶材。
  2、采用射頻磁控濺射法制備出BNST介質(zhì)薄膜,研究了薄膜制備的工藝條件對薄膜濺射速率的影響,并確定了薄膜的最佳制備工藝;著重研究了退火溫

4、度對薄膜微結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明:在860℃的退火溫度下,BNST薄膜有最好的性能。
  3、發(fā)明的BNST薄膜刻蝕液,能在3min內(nèi)將薄膜刻蝕干凈,并且刻蝕出的薄膜側(cè)腐蝕小,邊緣清晰、陡峭,可以滿足介質(zhì)薄膜在MMIC電路中集成的工藝需要。
  4、BNST介質(zhì)薄膜制備的MIM結(jié)構(gòu)電容的介電常數(shù)達(dá)到60,損耗小于0.12%;漏電流小,耐壓大于120V,容值隨電壓基本不變;對 MIM結(jié)構(gòu)的薄膜電容進(jìn)行微波性能測試,得到

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