Abstract:

利用有限元方法分析了基于IDT/ZnO/AlN/Diamond不同结构混合SAW/BAW 器件的声学特性,包括层状薄膜结构、ZnO 薄膜刻蚀结构和填充结构。结果表明,当hZnO/λ=0.3、hAlN/λ=0.5,且ZnO 被完全刻蚀(d/hZnO=1)时,刻蚀结构混合SAW/BAW(准西沙瓦波)的机电耦合系数(K2)取得最大值6.54%,比层状结构(d/hZnO=0)提升了近一倍。刻蚀结构中,SiO2 和Diamond填充物的引入不仅提高了准西沙瓦波的K2,而且改善了其压力传感特性。当d/hZnO =1时,SiO2 和Diamond填充结构准西沙瓦波的压力频移分别为81.2 kHz/MPa和207.4 kHz/MPa,比刻蚀结构分别提高了58.7%和300%;同时,Diamond填充物的引入使准西沙瓦波的频率压力系数(PCF)达到最大值297×10-6/MPa,比d/hZnO=0时提高了约30%。由此可知,通过引入不同的填充物可以开发不同的功能传感器,在压力、温度和气敏等传感领域将具有极大的应用前景。