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《共面波導(dǎo)法測量bst薄膜參數(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鈦酸鍶鋇薄膜（簡稱BST）在微波頻率下具有小的漏電流，較小介電損耗，較大介電常數(shù)，且介電常數(shù)隨外加偏壓變化的特點，由于利用BST薄膜可制作移相器等可調(diào)諧器件而被廣泛研究。BST薄膜介質(zhì)移相器性能與BST的微波參數(shù)：介電常數(shù)、損耗角、調(diào)諧率相關(guān)，因此測量BST薄膜微波參數(shù)對設(shè)計BST介質(zhì)移相器來說意義重大。共面波導(dǎo)（簡稱CPW）傳輸線便于施加偏壓而便于測試BST調(diào)諧率，因此本文對使用CPW結(jié)構(gòu)測量10GHz頻率下BST薄膜的微波參數(shù)在方法上進行了研究。首先利用電磁軟件-HFSS仿真研究了包括CPW的信號線寬度、縫隙寬度、金屬電極材料的種類及厚度、襯底材料的性質(zhì)和
2、厚度對CPW微波傳輸?shù)挠绊懀貏e研究了接地面寬度大小對CPW傳輸?shù)挠绊?。然后利用仿真的結(jié)果設(shè)計了信號線寬度分別為10μm、20μm、30μm,不同長度的CPW測試結(jié)構(gòu)及其校準(zhǔn)件近百個，以滿足BST介電常數(shù)在60-240，厚度在0.2μm-1.0μm范圍內(nèi)測試的需要，并用L-EDIT軟件繪制了相應(yīng)的版圖。之后從理論上論證了偏壓下共面波導(dǎo)S參數(shù)變化是由于BST薄膜介電常數(shù)隨偏壓變化。接著對比了HFSS與保角映射法（CMM）計算的結(jié)果，兩者計算CPW特征阻抗、BST介電常數(shù)和調(diào)諧率的結(jié)果基本一致，損耗角的結(jié)果有一定的差別達(dá)到50%。最后對HFSS法建立誤差分析模型,發(fā)現(xiàn)由于誤差放大作用導(dǎo)致最終
3、計算的誤差變大。減小最后計算誤差的關(guān)鍵是減小誤差放大系數(shù)和S參數(shù)測試誤差,當(dāng)該誤差小于1%，則最后的計算誤差有可能低于30%。關(guān)鍵詞：鈦酸鍶鋇薄膜共面波導(dǎo)微波測量仿真S參數(shù)I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractBariumStrontiumTitanatethinfilms(shortforBST)havebeenreseachedwidelyasakeykindofferroelectricmaterialduetotheirlowleakagecurrent,highdielectricconstantatthemicrowavefrequence,andBST’sdielect
4、ricconstantvarieswiththeappliedbiasDC,whichcanbeusedtomakesometuneddevicessuchasphaseshifters,filtersandsoon.TheBSTthinfilmsphaseshifter’sperformanceisrelatedtotheparametersofBSTincludingdielectricconstant,lossangleandtunability,sothemeasuringoftheaboveparametersofBSTareimportantfordesigningBSTth
5、infilmsphaseshifter.FortheCoplanarWaveguide(shortforCPW)transmissionlineisconvenientforapplyingthebiasDCtotestthetunabilityofBSTthinefilms,soweusetheCPWtomeasuretheaboveparametersofBSTonthemicrowavefrequenceof10GHz.Firstofall,WesimulatedandreseachedtheCPW’sperformanceoftransmittingmicrowaveusings
6、oftwareHFSS,includingtheinfluenceofthewidthsofCPW’ssignalline,gap,thesortsandthicknessesofmetal,thedielectricconstantsandthicknessesofBST,andthecharacterofunderlays,especiallyreseachedtheinstancethatthewidthofgroundlineaffectedthecharacterimpedanceandthehighmodesofCPW.Andthen,Wedesignedseveralser
7、iesnearlyonehundredofCPWstructuresandrelatedcalibrationkitsonthebasisofsimulation.Thewidthsofthesignallineincluded10μm,20μmand30μm,thewidthofgapwaschangedgradually,andthelengthsofCPWincludedthreedifferentkindofsizesfor
