AlN (aluminiumnitrid) är en kovalent bindningsförening med en hexagonal wurtzitstruktur. Vanligtvis grå eller gråvit till färgen, den har fördelar som hög värmeledningsförmåga, högtemperaturisolering, goda dielektriska egenskaper, hög materialhållfasthet vid höga temperaturer och låg värmeutvidgningskoefficient. På grund av den betydande piezoelektriska effekten av AlN-orientering längs c-axeln kan högpresterande akustiska våganordningar för tunnfilm erhållas genom att förbereda AlN-filmer med föredragen orientering på c-axeln på elektrodmaterial. AlN tunnfilm är ett idealiskt piezoelektriskt tunnfilmsmaterial för radiofrekvensfilter (RF). PAM-XIAMENs Si-baserade AlN-tunnfilm kan användas för att förbereda SAW- och FBAR-filter. Se följande tabell för specifika parametrar:
1. Specifikation av AlN tunnfilmsavsättning på kiselsubstrat
PAM221103-AOS
| Substrat | |
| Material | Si (111) |
| Diameter | 4 ~ 6 tum |
| Epi-lager | |
| Material | AIN |
| Tjocklek | 200 nm |
| XRD FWHM(002) | ≤1500 bågsekunder |
| Rosett | ≤30um |
| RMS (5x5um2） | ≤0,35 nm |
| Kantspricka | Ingen |
| Skrap | Ingen |
2. Characteristics of Piezoelectric AlN Epitaxial Thin Film
Det finns huvudsakligen två typer av RF-filter, ytakustiska vågfilter (SAW) och bulk akustiska vågfilter (BAW). FBAR är en typ av BAW. De viktigaste piezoelektriska materialen som är tillgängliga för val inkluderar LiNbO3, LiTaO3, PZT, ZnO och AlN. Bland dem används LiNbO3 och LiTaO3 i stor utsträckning i ytakustiska vågfilter (SAW), och har absoluta fördelar vid framställning av SAW-filter med lägre frekvenser (<3 GHz). Men i FBAR-filter med högre frekvens används främst piezoelektriska material som PZT, ZnO och AlN.
|
Egenskaper för AlN, ZnO, PZT piezoelektriska material |
|||
| Materialegenskaper | AIN | ZnO | PZT |
| Kt2(%) | 6.5 | 7.5 | 8-15 |
| Dielektrisk konstant | 9.5 | 9.2 | 80-400 |
| Längsgående ljudhastighet (m/s) | 10400 | 6350 | 4000-6000 |
| Inneboende materiell förlust | väldigt låg | låg | hög |
| CMOS-processkompatibilitet | kompatibel | oförenlig | oförenlig |
| Sedimenteringshastighet | hög | medium | låg |
| 1 GHz dämpning (dB/m) | 800 | 2500 | väldigt stor |
I kända piezoelektriska filtermaterial kan ljudvågsutbredningshastigheten för epitaxiella AlN-tunna filmer nå 10400m/s (jämfört med traditionella substratmaterial under 4000m/s). På grund av dess utmärkta kemiska och termiska stabilitet, såväl som höga känslighet för yttre miljöer såsom tryck, temperatur, stress och gas, och kompatibilitet med konventionell kiselbaserad CMOS-teknik, är piezoelektrisk aluminiumnitrid tunnfilm det mest idealiska piezoelektriska materialet. i 5G högfrekventa SAW/BAW-filter och MEMS-sensorer. Speciellt kan skandiumdopad AlN tunnfilm piezoelektrisk effekt avsevärt öka deras piezoelektriska koefficient, och därigenom förbättra den elektromekaniska kopplingskoefficienten för SAW/BAW, vilket gör dem till kärnan piezoelektriskt/substratmaterial för den nya generationens 5G RF SAW/BAW-filtrering.
För mer information, vänligen kontakta oss maila påvictorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.