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課程大綱
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一、用於5G智慧型手機的濾波器RF濾波器之動向
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1.為何壓電材料濾波器需要使用壓電材料呢?
2.BAW濾波器、SAW濾波器、LC濾波器
3.BAW材料特性的重要性
4.壓電材料的trade-off
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5.壓電單結晶的薄片化、貼合、Smart cut LiNbO3等等
6.新材料:ScAlN薄膜
7.ScAlN薄膜的替代材料
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二、基板薄膜共振器之kt2測定法比較
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1.進入本段之前 (確認基礎事項)
(1)線形系統與脈衝響應（Impulse Response）
(2)網路分析儀及示波器的定位
(3)基板薄膜共振器(HBAR)的時間領域(Time Domain)與周波數領域(Frequency Domain)特性
(4)使用壓電體進行超音波的接收發送波
2.機電耦合係數（Electromechanical coupling coefficient ）: kt2
3.熱電與壓電結合係數的類比:k與ZT
4.壓電薄膜的kt2値取值法
5.d33量測系統(d33 meter)無法作為壓電薄膜評估用途
6.IEEE Standard訂定之kt2 決定方法:共振–反共振法
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7.晶圓壓電薄膜的kt2取值法:轉換損耗(conversion loss)測定 [1,2]
8.基板薄膜的時間響應波形(脈衝響應)
9.轉換損耗周波數特性AlN/石英玻璃
10.kt2値的測定流程
11.Mason等價回路模型
12.kt2 增大案例:AlN與ScAlN的比較
13.標準方法:共振反共振法的相關性
14.訊號處理不會發生誤差嗎?
15.晶圓壓電薄膜的新kt2取值法:共振周波數比法3
16.共振周波數比法 (自立薄膜構造)
17.共振周波數比法 (基板薄膜構造)
18.晶圓薄膜的取值法及IEEE Standard方法之相關性
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三、ScAlN的機電耦合係數與音響特性
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1.進入本段之前 (確認基礎事項)
(1)纖鋅礦(Wurtzite)(AlN , ScAlN , GaN , ZnO等)單軸異向性（uniaxial anisotropy）
(2)應變與應力的工學性標記
(3)虎克定律(Hooke's Law)(考量異向性)
(4)彈性定數(考量異向性)
(5)壓電基本方程式
(6)單軸異向性材料的壓電性(3方向為分極方向)
(7)結晶中的音波傳遞(單軸異向性結晶)
(8)座標迴轉(彈性定數與壓電定數)
(9)波動方程式之解(單軸異向性結晶之例舉)
(10)音速的異向性(單軸異向性結晶ZnO之例舉)
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(11)變位的傾斜異向性(單軸異向性結晶ZnO之例舉)
(12)機電耦合係數的異向性(單軸異向性結晶ZnO之例舉)
(13)傾斜配向ScAlN薄膜的k15’對於Sc濃度依賴性
2.機電耦合係數與結晶配向性之關係
3.ScAlN薄膜試料的結晶配向性
4.機電耦合係數kt2的Sc濃度依賴性
5.縱波音速V33E與横波音速V44 E的Sc濃度依賴性
6.布里元散射法(Brillouin scattering)
7.布里元散射光譜 (spectrum)之例舉與音速測定
8.縱波音速V11E與横波音速V66 E的Sc濃度依賴性
9. 彈性定數的Sc濃度依賴性(與密度泛函理論相比)
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四、ScAlN薄膜的成長
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1.ScAl合金靶材的真空鑄造還元處理
2.濺鍍成膜中的高速負離子測定
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3.Sc產出氧之影響
4.Sc產出高速氧負離子(預濺鍍（Pre-Sputtering）的效果)
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五、ScAlN極性反轉構造薄膜共振器
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1.AlN薄膜的極性
2.極性反轉ScAlN FBAR的特性
3.應用於能量封閉式共振器
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4.以RF射頻濺鍍法進行低耗能正離子照射成膜
5.極性的判定方法(壓縮應力測試)
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六、c軸平行AlN極性反轉構造薄膜共振器
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1.以離子束(Ion Beam)進行配向性控制(c軸平行薄膜)
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2.厚度剪切模態(thickness-shear mode)共振器的特徵
3.應用於非線形光學素子
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七、壓電轉換薄膜音響共振器
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1.電波的能源採集(Energy-Harvesting)(整流天線Rectenna)
2.電波增幅之必要性
3.以往的升壓迴路(Charge Pumping Vircuit)
4.左右傾斜反轉構造ScAlN薄膜
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5.傾斜配向ScAlN薄膜的k15’對於Sc濃度依賴性
6.壓電轉換的模型化
7.壓電轉換共振器的實測特性與理論特性之比較
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