NA 硕士学位论文 论文题目 镍锌铁氧体基TaN薄膜微波负载及隔离器的研究与开发2 作者姓名 指导老师 张怀武教授 分类代码 保密级别 UDC 镍锌铁氧体基TaN薄膜微波负载及隔离器的研究与开发 （正文及副标题） （作者姓名）** 指导老师（姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士 论文提交日期 2015.03.35 论文答辩日期 2015.05.20 学位授予机构及日期 电子科技大学 2015.06.30 答辩委员会主席 审稿人 -:: 訾 -: 怀教授 -:- 原创性声明 我声明所提交的学位论文是本人在导师指导下所进行的研究工作和研究成果。 据我所知，除了文中特别标注和承认的地方外，该论文不包含他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含用于获得电子科技大学或其他教育机构的学位或证书的材料。
本人同事对本研究所作的任何贡献均已在论文中明确说明和致谢。 作者签名： 日期： 论文使用授权 本学位论文作者充分了解电子科技大学关于学位论文保留和使用的规定，有权留存、向国家有关部门或机构提交论文复印件、磁盘，允许论文查阅、借阅。 本人授权电子科技大学将学位论文全部或部分内容收录于有关数据库以供检索，以影印、缩小打印或扫描等方式保存、整理学位论文。（保密学位论文解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 当今社会，星载、弹载系统微波负载与器件的小型化、集成化是该领域的主要发展方向。 通过光刻和薄膜沉积实现微波器件在铁氧体衬底上的集成成为当前应用驱动的研究热点。基于此背景，本文研究了镍锌铁氧体衬底上TaN薄膜的制备，并通过工艺调整、理论设计和器件制作，研究薄膜及集成器件的性能。通过在镍锌铁氧体衬底上涂覆CaO-Al2O3-SiO2玻璃釉对衬底表面进行处理，提高薄膜负载的功率密度，最后设计制备了微波集成隔离器，并对其性能进行了测试。首先采用直流反应磁控溅射技术在镍锌铁氧体衬底上制备TaN薄膜，通过研究溅射时间、氮气分压等工艺条件变化对TaN薄膜相结构、方块电阻、电阻温度系数等参数的影响，确定了最佳工艺参数范围。
背压真空度为7.8×10-5～8.85×10-5Pa，溅射压强为0.6～0.8Pa，溅射Ar流量为，N2流量为2sccm，溅射功率为45～50W，溅射时间为1000s，得到的薄膜方阻为42～50Ω/m3，电阻温度系数TCR为50～61ppm/m3，厚度约为350nm。其次，镍锌铁氧体基片表面存在大量空穴，会影响TaN薄膜负载的散热性能，不利于负载功率密度的提高，为了改善这一性能，设计实验对CaO-Al2O3-SiO2（CAS）玻璃釉料进行研究。 采用丝网印刷的方式在基板上涂覆一层玻璃釉，可以有效提高基板的表面平整度和散热性能，有利于负载功率密度的提高。第三，利用HFSS软件对尺寸为的薄膜微波负载模型进行设计、仿真和优化，使负载的电压驻波比（VSWR）在DC-20GHz频率范围内小于1.2，然后在镍锌铁氧体基板上制备TaN薄膜负载。经测试，该薄膜微波负载在DC-20GHz频率范围内VSWR小于1.5，回波损耗S11小于-10dB，阻抗变化为42Ω-58Ω，功率密度仅在1W/mm左右。为了提高微波负载的功率密度，模拟并实验制作了基于涂覆玻璃釉的镍锌铁氧体基板的TaN薄膜微波负载。 测试表明负载功率密度提高到2.5W/mm；第四，基于TaN薄膜微波负载设计并仿真了微带集成隔离器，仿真隔离器在X波段GHz~12GHz范围内回波损耗和隔离度均高于-20dB，插入损耗低于-0.8dB。
实验制成的隔离器在X波段的回波损耗和隔离度均小于-14dB，插入损耗小于-4dB，制成的隔离器基本达到了隔离性能和集成度的目标。关键词：TaN薄膜，玻璃釉，仿真，微波负载，隔离器，，..-，.，aO-Al2O3--.，..，-.，，，（TCR），..810-5-8.8510-5Pa，.6-0.8Pa，0sccm，50-61ppm/，nm。，孔-，其中。CaO-Al2O3-SiO2（CAS）玻璃釉，可以