AlN (aluminiumnitrid) er en kovalent bindingsforbindelse med en hexagonal wurtzitstruktur. Normalt grå eller grålig hvid i farven, det har fordele såsom høj varmeledningsevne, højtemperaturisolering, gode dielektriske egenskaber, høj materialestyrke ved høje temperaturer og lav varmeudvidelseskoefficient. På grund af den betydelige piezoelektriske effekt af AlN-orientering langs c-aksen kan højtydende tyndfilm akustiske bølgeanordninger opnås ved at fremstille AlN-film med c-akse foretrukken orientering på elektrodematerialer. AlN tyndfilm er et ideelt piezoelektrisk tyndfilmmateriale til radiofrekvens(RF) filtre. PAM-XIAMENs Si-baserede AlN tyndfilm kan bruges til at fremstille SAW- og FBAR-filtre. Se venligst følgende tabel for specifikke parametre:
1. Specifikation af AlN tyndfilmaflejring på siliciumsubstrat
PAM221103-AOS
| substrat | |
| Materiale | Si (111) |
| Diameter | 4 ~ 6 tommer |
| Epi-lag | |
| Materiale | AlN |
| Tykkelse | 200 nm |
| XRD FWHM(002) | ≤1500 buesek |
| Sløjfe | ≤30um |
| RMS (5x5um2） | ≤0,35 nm |
| Kantrevne | Nej |
| Scratch | Nej |
2. Characteristics of Piezoelectric AlN Epitaxial Thin Film
Der er hovedsageligt to typer RF-filtre, overflade akustiske bølge (SAW) filtre og bulk akustiske bølge (BAW) filtre. FBAR er en type BAW. De vigtigste piezoelektriske materialer, der kan vælges, inkluderer LiNbO3, LiTaO3, PZT, ZnO og AlN. Blandt dem er LiNbO3 og LiTaO3 meget udbredt i overflade-akustiske bølgefiltre (SAW) og har absolutte fordele ved fremstilling af SAW-filtre med lavere frekvenser (<3 GHz). Men i højere frekvens FBAR-filtre bruges hovedsageligt piezoelektriske materialer som PZT, ZnO og AlN.
|
Karakteristika for AlN, ZnO, PZT piezoelektriske materialer |
|||
| Materialeegenskaber | AlN | ZnO | PZT |
| Kt2(%) | 6.5 | 7.5 | 8-15 |
| Dielektrisk konstant | 9.5 | 9.2 | 80-400 |
| Langsgående lydhastighed (m/s) | 10400 | 6350 | 4000-6000 |
| Iboende materielle tab | meget lav | lav | høj |
| CMOS-proceskompatibilitet | kompatibel | uforenelig | uforenelig |
| Sedimentationshastighed | høj | medium | lav |
| 1 GHz dæmpning (dB/m) | 800 | 2500 | meget store |
I kendte piezoelektriske filtermaterialer kan lydbølgeudbredelseshastigheden for epitaksiale AlN tynde film nå 10400m/s (sammenlignet med traditionelle substratmaterialer under 4000m/s). På grund af sin fremragende kemiske og termiske stabilitet samt høje følsomhed over for eksterne miljøer såsom tryk, temperatur, stress og gas, og kompatibilitet med konventionel siliciumbaseret CMOS-teknologi, er piezoelektrisk aluminiumnitrid tyndfilm det mest ideelle piezoelektriske materiale i 5G højfrekvente SAW/BAW-filtre og MEMS-sensorer. Især kan skandiumdoteret AlN tyndfilm piezoelektrisk effekt øge deres piezoelektriske koefficient betydeligt, og derved forbedre den elektromekaniske koblingskoefficient for SAW/BAW, hvilket gør dem til det kerne piezoelektriske/substratmateriale til den nye generation 5G RF SAW/BAW-filtrering.
For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.