用于微质量传感的薄膜体声波谐振器的研究
发布时间：2020-12-09 13:02
与常见的质量传感器——石英晶体微天平（QCM）相比,以薄膜体声波谐振器（FBAR）为基础的微质量传感器因具有体积小、损耗低、灵敏度高、品质因数（Q）高、工作频率高、温度稳定性好、可与半导体工艺兼容等优势,显示出广阔的应用前景。本文围绕用于微质量传感的FBAR展开研究,设计了三种不同的FBAR结构,通过对各膜层材料的选择、结构尺寸的仿真优化以及制备工艺的摸索,最终制备出满足用于ng级质量传感的FBAR结构,为后续生物传感器的研究奠定了基础。本文的研究工作可以概括为:1、分析了结构、压电薄膜、电极对FBAR器件性能的影响,设计了三种用于微质量传感的FBAR结构,确定了各膜层所用材料。利用有限元软件对所设计的结构进行仿真优化,得到每种结构的特征频率、机电耦合系数(keff)、Q值。最后对三种结构的性能进行总结分析,选出最合适的结构进行制备。2、设计掩膜版,并利用MEMS工艺对用于微质量传感的FBAR进行制备。重点介绍了光刻工艺操作及注意事项,对FBAR的制备过程进行了详细介绍,制得了具有不同上电极的FBAR结构。3、利用网络分析仪对用于微质量传感的FBAR结构进行测试。...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
剪切波模式FBAR谐振器与微流体传输系统的示意图
结果清楚地显示了 FBAR 在制备高灵敏度、低成体传感方面的潜力[16]。1.1 剪切波模式 FBAR 谐振器与微流体传输系统的示意图psala 大学的 Wingqvist 等人提出了基于氮化铝压电图 1.2 所示。其中氮化铝的 c 轴取向为 30°。其在 310；在水中的 Q 值为 210。他们还验证了 FBAR在甘油密度一定的条件下，传感器的质量敏感度为
FBAR 质量传感器实物图 FBAR 矢量传感器测试图图 1.3 Zhang Hao 等人提出的 FBAR 质量传感器相比，国内对 FBAR 的研究起步相对较晚。近几年来，国内对 FBA的研究正发生着翻天覆地的变化。，Qiu X ,Tang R 等人采用基于 ZnO 压电薄膜的薄膜体声波谐振器 1.4 所示。结果发现，随着环境中相对湿度的增加，FBAR 的谐振于低相对湿度(相对湿度< 50%)，观察到每 1%RHchange 频率下降 2湿度(相对湿度>50%)，每 1%RHchange 频率下降 8.5kHz，证明了 测量相对湿度的可行性[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]FBAR技术的敏感应用与发展研究[J]. 何杰,袁小平,刘荣贵,许昕,李昕,袁媛,毛海燕,马晋毅. 压电与声光. 2014(01)
[2]密封空气型FBAR温度传感器[J]. 丁扣宝,刘世洁,何兴理. 压电与声光. 2012(05)
[3]固贴式薄膜体声波谐振器用材料体系研究进展[J]. 刘罡,朱嘉琦,王赛,陆晓欣,刘远鹏,霍施宇,袁欣薇. 无机材料学报. 2010(12)
[4]适用于厚膜剥离的图形反转双层胶光刻技术[J]. 郭喜,支淑英,杨春莉,巩爽. 激光与红外. 2010(03)
博士论文
[1]FBAR微质量传感器若干关键问题的研究[D]. 李侃.浙江大学 2011
[2]薄膜体声波谐振器（FBAR）技术的若干问题研究[D]. 金浩.浙江大学 2006
硕士论文
[1]剪切波模式FBAR压力传感器的仿真与制备[D]. 马晓鑫.中北大学 2018
[2]FBAR及其振荡器的研究[D]. 吴梦军.浙江大学 2012
本文编号：2906902
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
剪切波模式FBAR谐振器与微流体传输系统的示意图
结果清楚地显示了 FBAR 在制备高灵敏度、低成体传感方面的潜力[16]。1.1 剪切波模式 FBAR 谐振器与微流体传输系统的示意图psala 大学的 Wingqvist 等人提出了基于氮化铝压电图 1.2 所示。其中氮化铝的 c 轴取向为 30°。其在 310；在水中的 Q 值为 210。他们还验证了 FBAR在甘油密度一定的条件下，传感器的质量敏感度为
FBAR 质量传感器实物图 FBAR 矢量传感器测试图图 1.3 Zhang Hao 等人提出的 FBAR 质量传感器相比，国内对 FBAR 的研究起步相对较晚。近几年来，国内对 FBA的研究正发生着翻天覆地的变化。，Qiu X ,Tang R 等人采用基于 ZnO 压电薄膜的薄膜体声波谐振器 1.4 所示。结果发现，随着环境中相对湿度的增加，FBAR 的谐振于低相对湿度(相对湿度< 50%)，观察到每 1%RHchange 频率下降 2湿度(相对湿度>50%)，每 1%RHchange 频率下降 8.5kHz，证明了 测量相对湿度的可行性[19]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]FBAR技术的敏感应用与发展研究[J]. 何杰,袁小平,刘荣贵,许昕,李昕,袁媛,毛海燕,马晋毅. 压电与声光. 2014(01)
[2]密封空气型FBAR温度传感器[J]. 丁扣宝,刘世洁,何兴理. 压电与声光. 2012(05)
[3]固贴式薄膜体声波谐振器用材料体系研究进展[J]. 刘罡,朱嘉琦,王赛,陆晓欣,刘远鹏,霍施宇,袁欣薇. 无机材料学报. 2010(12)
[4]适用于厚膜剥离的图形反转双层胶光刻技术[J]. 郭喜,支淑英,杨春莉,巩爽. 激光与红外. 2010(03)
博士论文
[1]FBAR微质量传感器若干关键问题的研究[D]. 李侃.浙江大学 2011
[2]薄膜体声波谐振器（FBAR）技术的若干问题研究[D]. 金浩.浙江大学 2006
硕士论文
[1]剪切波模式FBAR压力传感器的仿真与制备[D]. 马晓鑫.中北大学 2018
[2]FBAR及其振荡器的研究[D]. 吴梦军.浙江大学 2012
本文编号：2906902
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