AlN/PZT复合压电薄膜层SAW激励与传播研究

摘要

该文在单晶硅基底上设计了AlN/PZT复合压电薄膜层声表面波(SAW)器件,采用有限元法(FEM)研究了复合压电材料厚度(PZT厚度h_(PZT)和AlN厚度h_(AlN))对AlN/IDT/PZT/Si结构中零阶、一阶SAW的相速度、机电耦合系数和电极反射系数的影响,根据色散特性得到最优化薄膜厚度。结果表明,AlN/IDT/PZT/Si结构中,当h_(PZT)=0.025λ,h_(AlN)=λ时,零阶、一阶SAW都能取得最高相速度(分别为5582 m/s和5711 m/s),适用于高频器件设计;在h_(PZT)=0.2λ,h_(AlN)=0.1λ时,零阶SAW波的机电耦合系数最大(为21.55%),但此时相速度最小(仅为2890 m/s),适用于移动通信领域宽带低损耗SAW滤波器和延迟线结构信号处理器件的设计。