Self-Heating and Quality Factor: Thermal Challenges in Aluminum Scandium Nitride Bulk Acoustic Wave Resonators

材料科学 谐振器 光电子学 Q系数 氮化物 负热膨胀 氮化铝 热膨胀 陶瓷
作者
Yue Zheng,Mingyo Park,Azadeh Ansari,Chao Yuan,Samuel Graham
出处
期刊:International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems 卷期号:: 321-324 被引量:1
标识
DOI:10.1109/transducers50396.2021.9495613
摘要

Understanding the thermal properties of piezoelectric thin films is essential in studying the performance and ultimate dissipation limits of bulk acoustic wave resonators. Here, we present the experimental and modeled results of thermal conductivity of the in-demand piezoelectric material aluminum scandium nitride (Al 1-x Sc x N), with x = Sc/(Sc+Al) ratio. We construct the three-dimensional (3D) finite-element modeling (FEM) of a back-side etched thin-film bulk acoustic wave resonator (FBAR) with aluminum nitride (AlN) and Al 0.7 Sc 0.3 N thin films. Comparison reveals a 26% more temperature rise in Al 0.7 Sc 0.3 N FBAR with equal input surface heat density of 2 W/mm2. The trend is consistent with the drastic decrease of thermal conductivity with increasing x in Al 1-x S cx N. Consequently, as we study the upper limit of the frequency (f), quality factor (Q) product (f. Q) under phonon interactions, Al 1-x S cx N exhibits a greater amount of degradation due to self-heating. This work reports the first comparison of thermal properties of AlN and Al 1-x S cx N resonators, critical in material selection for resonator operation under high power levels.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Owen应助七七采纳,获得10
1秒前
科研通AI2S应助JIE采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
贺岚发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
13223456发布了新的文献求助10
4秒前
小鹿发布了新的文献求助20
4秒前
5秒前
mm发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
萄哥布鸽发布了新的文献求助10
7秒前
想睡觉的小笼包完成签到 ,获得积分10
8秒前
桃子完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
时尚白晴完成签到 ,获得积分10
9秒前
负责乘风发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Hello应助xy1114采纳,获得10
12秒前
宁1发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
香蕉觅云应助Jennie采纳,获得10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
lll完成签到 ,获得积分10
15秒前
大力的灵雁应助呆萌语梦采纳,获得10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
笨笨凡松完成签到,获得积分10
18秒前
云朝完成签到,获得积分10
18秒前
tianwenlanlehai完成签到 ,获得积分10
18秒前
七七发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
张茜茜完成签到,获得积分20
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6048531
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7832325
关于积分的说明 16259722
捐赠科研通 5193745
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2779037
邀请新用户注册赠送积分活动 1762374
关于科研通互助平台的介绍 1644584