[發明專利]一種AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件及制備方法

無效

• 申請號: 201110331314.6
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102412803A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳希明;郭燕;薛玉明;孫連婕;陰聚乾;張倩
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H03H3/08
• 分類號: H03H3/08;H03H9/25;C23C28/04;C23C16/27;C23C14/08;C23C14/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件，其特征在于：以a-軸擇優取向的AlN薄膜作為CVD金剛石襯底和c-軸擇優取向ZnO薄膜之間的中間層，形成IDT/ZnO/a-軸擇優取向AlN/金剛石多層膜結構，即由納米金剛石襯底、a-軸擇優取向的AlN薄膜、c-軸擇優取向ZnO薄膜和叉指換能器IDT依次疊加構成。

2.根據權利要求1所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件，其特征在于：所述的中間層a-軸擇優取向AlN薄膜的晶粒線度為60-80nm、膜厚為0.2-0.3μm；所述的上層c-軸擇優取向的ZnO薄膜的晶粒線度為60-90nm、膜厚0.7-0.8μm。

3.一種如權利要求1所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件的制備方法，其特征在于步驟如下：

1)采用CVD方法制備納米金剛石襯底；

2)以Al靶作為靶材，采用射頻磁控濺射法在納米金剛石襯底表面制備a-軸擇優取向AlN薄膜；

3)以ZnO陶瓷靶作為靶材，采用射頻磁控濺射法在a-軸擇優取向AlN薄膜表面制備c-軸擇優取向的ZnO薄膜；

4)采用電子束蒸發法在c-軸擇優取向的ZnO薄膜表面制備叉指換能器IDT。

4.根據權利要求3所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件的制備方法，其特征在于：所述采用CVD方法制備納米金剛石底層的工藝參數為：在氬氣、氫氣和甲烷混合氣體中進行化學汽相沉積，氬氣、氫氣和甲烷的體積百分比為75％∶20％∶5％，混合氣流量為500sccm，沉積腔中微波功率為4500W、壓強為75Pa，襯底溫度為750℃，沉積時間為2小時。

5.根據權利要求3所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件的制備方法，其特征在于：所述納米金剛石襯底表面制備a-軸擇優取向AlN膜的射頻磁控工藝參數為：在氮氣和氬氣混合氣體中進行反應，氮氣和氬氣的體積比為7∶13，氮氣和氬氣的純度均為99.999％，襯底溫度為300℃，靶基距8cm，濺射功率為110W，工作氣壓1.2Pa，濺射時間為2小時，然后關閉氬氣，繼續通入氮氣進行緩慢降溫，通入氮氣的時間為30分鐘。

6.根據權利要求3所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件的制備方法，其特征在于：所述在a-軸擇優取向的AlN薄膜表面制備c-軸擇優取向ZnO的射頻磁控工藝參數為：在氧氣和氬氣混合氣體中進行反應，氧氣和氬氣的體積比為4∶8，氧氣和氬氣的純度均為99.999％，襯底溫度400℃，靶基距8cm，射頻功率70W，工作氣壓1.2Pa，濺射時間2小時。

7.根據權利要求3所述AlN薄膜為中間層的高頻聲表面波器件的制備方法，其特征在于：所述在c-軸擇優取向的ZnO薄膜表面制備叉指換能器IDT的方法：采用電子束蒸發的方法在c-軸擇優取向的ZnO薄膜表面沉積一層厚度約100nm的鋁Al膜，粗糙度小于4nm，然后用光刻法制成指寬為1.6μm的等值叉指，叉指對數為50對。