引言低介电常数材料被开发出来以替代二氧化硅作为层间电介质[1]。这些材料在半导体封装、层间电介质、电子和通信设备领域显示出巨大的应用。该领域的一个潜在问题是电阻-电容延迟、串扰噪声和过度的功率耗散[2,3]。因此,研究人员使用具有更高绝缘性和更低介电常数(≤2.5或超低≤2.0)的材料[4-7]。通常,根据克劳修斯-莫索蒂方程[8],已经设计出各种方法来设计绝缘聚合物材料和具有降低介电常数值的材料。前者是具有低电偶极化学键的材料,例如脂环族基团、氟化基团,或将大摩尔体积的材料,例如氟、苯基和联苯引入*通讯作者。电子邮件:sundusm.sm@gmail.com
介电常数................................................................................................................ 21 2.2 MUTRAK 模块................................................................................................ 26
引言:液体电介质和绝缘聚合物是柔性电子器件的组成部分[1]–[4]。此外,微流体与微电子技术的集成为高频电子系统开辟了新的研究和开发领域。例如,过去十年来,许多研究都展示了通过流体调节天线输出频率、辐射方向图和极化的方法[5]–[14]。人们还利用流体研究了微波元件的频率调谐,包括滤波器[15],[16]、移相器[17],[18]、功率分配器[19],[20]和振荡器[21]。尽管前文提到流体电子学方面的研究成果日益增多,但关于用于实现这些系统的各种电介质流体和聚合物化合物的介电常数的公开数据却非常有限。在缺乏此类数据的情况下,研究人员通常依靠在某一频率下收集的介电常数数据来近似其设备在其他频率下的响应。直到最近,才开始出现关于感兴趣的介电流体宽带响应的介电光谱研究[22]。在本文中,我们报告了宽带复介电常数
纳米层压膜是由不同材料交替层组成的复合膜 [1]。这些多层纳米结构因能够调整其机械或物理性质以用于各种特定应用而备受关注。例如,在微电子领域,人们考虑将其用作介电绝缘体 [2,3]。事实上,人们现正致力于制备具有高介电常数和良好化学/热稳定性的多组分体系。特别是 Al 2 O 3 -HfO 2 纳米层压膜似乎是最有前途的体系,可用于硅基微电子器件 [4-9] 以及下一代电力电子器件 [10-15]。能够充分利用 Al 2 O 3 和 HfO 2 单一材料的最合适性质,促使人们研究将它们组合成层压体系。实际上,众所周知,Al 2 O 3 具有极其优异的化学稳定性和热稳定性、大的带隙(约 9 eV)、与不同半导体衬底的带偏移大,但其生长会形成高的氧化物陷阱电荷密度,但其介电常数值并不高(约 9)[16]。对于 HfO 2 介电氧化物,虽然可以实现相当高的介电常数值(约 25),但由于其在相对较低的温度(约 500°C)下从非晶态转变为单斜晶态,因此可靠性较低,并且由于其带隙很小(5.5 eV)所以漏电流密度高[16]。在这种情况下,由两种 Al 2 O 3 -HfO 2 高 k 氧化物组成的纳米层状结构是提高热稳定性和维持高介电常数值的有前途的解决方案。
1 由于被测层压板与谐振器卡之间存在气隙,IPC 夹紧带状线方法可能会降低实际介电常数。实际介电常数可能高于所列值。 2 设计 Dk 是从几个不同的测试批次材料和最常见厚度中得出的平均数。如果需要更多详细信息,请联系 Rogers 公司。请参阅 Rogers 的技术论文“高频材料的介电性能”,网址为 http://www.rogerscorp.com。典型值是该属性总体的平均值。有关规格值,请联系 Rogers 公司。
静电储能电容器是电力电子器件必不可少的无源元件,由于电介质陶瓷能够在 > 100 ˚C 的温度下更可靠地工作,因此优先选择电介质陶瓷而不是聚合物。大多数工作集中在非线性电介质组合物上,其中极化 (P)/电位移 (D) 和最大场 (E max ) 经过优化,以提供能量密度值 6 ≤ U ≤ 21 J cm − 3 。然而,在每种情况下,P 的饱和 (dP/dE = 0,AFE) 或“部分”饱和 (dP/dE → 0,RFE) 都会限制在击穿前可以达到的 U 值。通过设计高介电常数准线性电介质 (QLD) 行为,dP/dE 保持恒定直至超高 E max ,可以进一步改善 U 相对于弛豫器 (RFE) 和反铁电体 (AFE) 的程度。 QLD 多层电容器原型的介电层由 0.88NaNb 0.9 Ta 0.1 O 3 - 0.10SrTiO 3 -0.02La(Mg 1/2 Ti 1/2 )O 3 组成,室温下 U ≈ 43.5 J cm − 3 ,支持极大的 E max ≈ 280 MV m − 1 ,对于基于粉末流延技术的设备,这两项性能均超过了当前最先进的水平两倍。重要的是,QLD 电容器在高达 200 ˚ C 的温度下 U ( ≈ 15 J cm − 3 ) 变化很小,并且具有强大的抗循环降解能力,为可持续技术的开发提供了一种有前途的新方法。
具有铁电极内化(面向A轴或X切片膜)。这样的X切割调节器的好处是在不构图BTO的情况下轻松地在标准的硅光子过程中制造。波导可以由沉积在BTO层的硅或氮化硅制成,并在沉积的BTO层和电极上形成,以形成Te-Mode EO调节剂[13]。然而,沿晶体的X方向应用的磁场访问R 42在BTO材料中经历了极高的介电常数,通常超过1000。这个高介电常数直接转化为EO调制效率的降低。相比之下,沿z-方向应用的字段访问R 33 Pockels组件经历了典型的BTO介电常数小于60。介电载荷的减少可以抵消EO系数的降低。我们为配置制造了Mach-Zehnder调制器,并比较其制造和调节效率的易度性,并证明SI平台上的BTO适合于与硅光子制造兼容的低功率,小型脚印Mach-Zhhnder调制器兼容。