PiTrans - AlScN – Entwicklung neuartiger piezoelektrischer Materialien

Si-Wafer mit AlScN-basierten akustischen Oberflächenwellen-Resonatorstrukturen, die am Fraunhofer IAF hergestellt wurden.
© Fraunhofer IAF
Si-Wafer mit AlScN-basierten akustischen Oberflächenwellen-Resonatorstrukturen, die am Fraunhofer IAF hergestellt wurden.

Unsere Bedürfnisse, ständig zu kommunizieren und Informationen zu teilen, wachsen stetig. Dazu enthält ein modernes Smartphone derzeit 20-50 RF-Frequenzkomponenten, und diese Zahl wird in naher Zukunft auf über 100 ansteigen. Um höhere Frequenzen aufzunehmen und effizientere und kleinere Geräte zu bauen, werden im Projekt »PiTrans« neuartige piezoelektrische Materialien, wie AlScN, für Hochfrequenz-HF-Filteranwendungen in der Telekommunikationsbranche entwickelt.

PROJEKTTITEL

PiTrans – Entwicklung von AlScN-Schichten für die nächste Generation von piezoelektrischen Hochfrequenzfiltern

 

LAUFZEIT

2015 – 2020

FÖRDERMITTELGEBER

Fraunhofer Attract Stipendienprogramm

ZIELE

  • Entwicklung von AlScN-Schichten für die Hochfrequenzfilter der nächsten Generation
  • Hochwertiges gesputtertes AlScN mit bis zu 40% Sc
  • Piezoelektrisches Material und elektroakustische Gerätecharakterisierung

PUBLIKATIONEN

A. Ding; N. Kurz; R. Driad; Y. Lu; R. Lozar; T. Christoph; L. Kirste; O. Ambacher and A. Žukauskaitė, Experimental determination of Al1-xScxN thin film thermo-electro-acoustic properties up to 140°C by using SAW resonators, IEEE International Ultrasonics Symposium 2019, 6-9 Oct. 2019, DOI: 10.1109/ULTSYM.2019.8926095

 

N. Feil; N. Kurz; D. Urban; A. Altayara; B. Christian; A. Ding; A. Žukauskaitė and O. Ambacher, Finite Element Analysis of SAW Propagation Characteristics in c-plane (0001) and a-plane (11-20) AlScN Thin Films; IEEE International Ultrasonics Symposium 2019, 6-9 Oct. 2019, DOI: 10.1109/ULTSYM.2019.8925570

 

N. Kurz; A. Ding; D. F. Urban; Y. Lu; L. Kirste; N. M. Feil; A. Žukauskaitė and O. Ambacher, Experimental determination of the electro-acoustic properties of thin film AlScN using surface acoustic wave resonators; Journal of Applied Physics 126, 075106 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5094611

 

M. Baeumler; Y. Lu; N. Kurz; L. Kirste; M. Prescher; T. Christoph; J.  Wagner; A. Žukauskaitė and O. Ambacher, Optical constants and band gap of wurtzite Al1−xScxN/Al2O3 prepared by magnetron sputter epitaxy for scandium concentrations up to x = 0.41; Journal of Applied Physics ; Nr. 126; Art.: 045715 (07/2019); doi.org/10.1063/1.510104.

 

A. Ding; M. Reusch; Y. Lu; N. Kurz; R. Lozar; T. Christoph; R. Driad; O. Ambacher; and A. Žukauskaitė, Investigation of Temperature Characteristics and Substrate Influence on AlScN-Based SAW Resonators; 2018 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS) (IEEE, 10/2018); pp. 1–9.; doi.org/10.1109/ULTSYM.2018.8579751.

 

Y. Lu; M. Reusch; N. Kurz; A. Ding; T. Christoph; M. Prescher; L. Kirste; O. Ambacher; A. Žukauskaitė, Elastic modulus and coefficient of thermal expansion of piezoelectric Al1−xScxN (up to x = 0.41) thin films; APL Materials; Nr. 6, Art.: 076105 (07/2018); doi.org/10.1063/1.5040190.

 

N. Kurz; Y. Lu; L. Kirste; M. Reusch; A. Žukauskaitė; V. Lebedev; and O. Ambacher, Temperature Dependence of the Pyroelectric Coefficient of AlScN Thin Films, Phys. Status Solidi A; Online First, Art. 1700831 (03/2018); p. 7, doi.org/10.1002/pssa.201700831.
 

Y. Lu; M. Reusch; N. Kurz; A. Ding; T. Christoph; L. Kirste; V. Lebedev; A. Žukauskaitė, Surface morphology and microstructure of pulsed DC magnetron sputtered piezoelectric AlN and AlScN thin films; Phys. Status Solidi; A. 215; Nr. 9, Art. 1700559 (11/2017); p. 6, doi.org/10.1002/pssa.201700559.

 

M. Reusch; S. Cherneva; Y. Lu; A. Žukauskaitė; L. Kirste; K. Holc; M. Datcheva; D. Stoychev; V. Lebedev; and O. Ambacher, Microstructure and mechanical properties of stress-tailored piezoelectric AlN thin films for electro-acoustic devices; Appl. Surf. Sci.; A. 407 (06/2017); p. 307–314, doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.02.147.