[發(fā)明專利]聲表面波器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410036354.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104810470A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘海艦;樊英民;劉爭(zhēng)暉;許耿釗;黃增立;徐科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): H01L41/18
• 分類號(hào): H01L41/18;H01L41/39;H03H9/145
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲表面波器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高頻大功率聲表面波器件其制備方法。

背景技術(shù)

聲表面波器件是一種對(duì)信號(hào)具有選擇作用的無(wú)源器件，因其具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、濾波性能優(yōu)越、一致性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于通訊、傳感等領(lǐng)域。

在聲表面波器件制作過(guò)程中，電信號(hào)和聲信號(hào)的轉(zhuǎn)換是由壓電基底表面的叉指電極來(lái)完成。現(xiàn)有的聲表面波器件的叉指電極均為金屬電極，其主要存在如下幾方面問(wèn)題：第一，傳統(tǒng)的金屬叉指電極指寬度通常為微米或納米量級(jí)，在聲表面波器件工作時(shí)，大功率狀態(tài)下，來(lái)自聲表面波的重復(fù)應(yīng)力會(huì)引起金屬原子沿晶界遷移，從前在金屬薄膜表面發(fā)生孔洞或隆起，從而造成電極的短路或斷路。第二，對(duì)于高頻聲表面波器件，頻率越高要求金屬電極薄膜厚度越小，導(dǎo)致金屬薄膜與壓電基底的附著力減小，從而嚴(yán)重影響器件性能；第三，聲表面波器件在高功率條件下，基片表面通常處于高溫狀態(tài)，如果散熱不足很容易導(dǎo)致器件失效；第四，為了提高金屬叉指電極的性能，通常將少量高熔點(diǎn)金屬，如Cu、W等添加到金屬薄膜中，但是形成的合金薄膜性能穩(wěn)定，難以刻蝕進(jìn)行微加工處理。此外，為了獲得高頻聲表面波器件，要求金屬叉指電極的寬度和柵條間距必須足夠小，這同樣加大了微加工的工藝難度。

石墨烯是由碳原子組成的極薄層狀材料，最薄可到單原子層，可利用化學(xué)氣象沉積、機(jī)械解理等方法制得。其導(dǎo)電性好，其電子遷移率實(shí)驗(yàn)測(cè)量值超過(guò)15000?cm2/vs。此外，石墨烯具有良好的力學(xué)性能，是目前人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì)，比鉆石還堅(jiān)硬，強(qiáng)度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。而且其材質(zhì)極輕，熱力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用等離子體刻蝕加工成任意形狀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種聲表面波器件及其制備方法，其能夠提高現(xiàn)有聲表面波器件的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍、增強(qiáng)在高頻高功率條件下聲表面波器件的穩(wěn)定性。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聲表面波器件，包括壓電基底、聲表面波發(fā)生器及聲表面波接收器，所述聲表面波發(fā)生器與所述聲表面接收器相對(duì)設(shè)置在壓電基底上，所述聲表面波發(fā)生器用于產(chǎn)生聲表面波，所述聲表面波接收器用于接收聲表面波發(fā)生器產(chǎn)生的聲表面波，所述聲表面波發(fā)生器及聲表面波接收器的材料為石墨烯。

一種聲表面波器件的制備方法，包括如下步驟：提供一壓電基底；將石墨烯薄膜覆蓋在壓電基底的表面；刻蝕石墨烯薄膜，形成聲表面波發(fā)生器及聲表面波接收器，所述聲表面波發(fā)生器用于產(chǎn)生聲表面波，所述聲表面波接收器用于接收聲表面波發(fā)生器產(chǎn)生的聲表面波。

進(jìn)一步，?所述石墨烯薄膜的制作方法包括如下步驟：在石墨烯的生長(zhǎng)襯底上沉積石墨烯薄膜；去除生長(zhǎng)襯底，得到石墨烯薄膜；將石墨烯薄膜覆蓋在壓電基底上。

進(jìn)一步，去除所述生長(zhǎng)襯底的方法包括如下步驟：將帶有石墨烯薄膜的生長(zhǎng)襯底置于腐蝕溶液中，所述腐蝕溶液能夠腐蝕所述生長(zhǎng)襯底，得到懸浮在腐蝕溶液中的石墨烯薄膜。

進(jìn)一步，包括如下步驟：使用壓電基底將懸浮在腐蝕溶液中的石墨烯薄膜撈起，形成表面覆蓋有石墨烯薄膜的壓電基底。

進(jìn)一步，所述刻蝕石墨烯薄膜的方法為電子束與各向異性相結(jié)合的方法。

進(jìn)一步，所述刻蝕石墨烯薄膜的方法為光刻蝕。

本發(fā)明聲表面波器件及其制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：在不改變現(xiàn)有的聲表面波器件工作模式的前提下，聲表面波發(fā)生器及聲表面波接收器能夠適應(yīng)高頻、大功率聲表面波器件，具有更強(qiáng)的功率承受力和機(jī)械承受力；聲表面波發(fā)生器及聲表面波接收器能夠減少對(duì)聲波阻抗的影響，獲得更高的靈敏度，可適應(yīng)高頻濾波的需求；增強(qiáng)聲表面波器件的散熱性能，延長(zhǎng)聲表面波器件的使用壽命，提高器件的工作穩(wěn)定性；聲表面波器件更容易進(jìn)行刻蝕和加工。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明聲表面波器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明聲表面器件的制備方法的步驟示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的聲表面波器件及其制備方法的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。