AlN压电薄膜晶粒取向与应力相关性研究

本项目针对压电薄膜中晶粒取向对应力大小及分布特性的影响作用及由此带来的相关效应，拟从理论上定量地建立较为符合实际的考虑晶粒织构情况的薄膜应力模型，研究应力大小与压电膜层结晶性能、晶粒取向的内在联系，以及薄膜材料参数对应力的影响规律。同时，通过射频溅射沉积AlN压电薄膜验证性实验，研究AlN薄膜晶粒取向与膜层最终应力的变化关系，将压电薄膜晶粒微观结构与应力分布有机联系起来，验证应力模型计算结果，完善多晶薄膜应力起源分析，最终获得对适用于射频体声波谐振器的压电薄膜应力形成的深刻理解，支持薄膜材料的制备与器件的研制。

随着射频体声波谐振器对压电薄膜应力的要求的不断提高，射频体声波谐振器用AlN薄膜的应力研究成为该器件材料研究的重点。针对不同AlN薄膜晶粒取向对应力的影响，建立了有限元分析模型，获得了薄膜厚度、晶粒大小、晶粒取向方向等因素对AlN薄膜应力的理论模型分析。同时，基于实验基础对薄膜沉积参数对晶粒的生长曲线影响及应力影响进行了研究，获得了不同参数情况下的应力与晶粒取向范围的影响关系。最后通过优化设计获得最小应力范围的实验条件，为薄膜的进一步应用提供理论及实验基础。