[發明專利]一種基于鈮酸鋰單晶薄膜的反對稱模態諧振器及制備方法

在審

• 申請號: 202211623370.1
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115955207A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 趙繼聰;張敖宇;黨巖盟;孫心怡;孫海燕
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H3/007
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于鈮酸鋰單晶薄膜的反對稱模態諧振器，其特征在于，包括依次設置的頂部電極、壓電振動結構、介質層和襯底，所述頂部電極配置于所述壓電振動結構的上表面，所述介質層位于所述壓電振動結構與所述襯底之間，所述襯底與介質層配置用于形成壓電振動結構的釋放腔，所述壓電振動結構為鈮酸鋰單晶薄膜。

2.根據權利要求1所述的反對稱模態諧振器，其特征在于，所述頂部電極包括Bus區域、電極主體和加權電極，所述電極主體由常規電極組成，所述加權電極包括兩個，分別設置于所述電極主體的兩側，所述加權電極的寬度小于所述常規電極，所述壓電振動結構上表面設置有預留凹槽結構，所述頂部電極嵌入所述預留凹槽結構內，電極主體和加權電極形成叉指電極結構。

3.根據權利要求2所述的反對稱模態諧振器，其特征在于，所述鈮酸鋰單晶薄膜的厚度為280nm-400nm，所述頂部電極的厚度為100nm-200nm，所述預留凹槽結構的深度為90nm-120nm。

4.根據權利要求2所述的反對稱模態諧振器，其特征在于，所述加權電極的寬度為所述常規電極的寬度的一半。

5.根據權利要求1所述的反對稱模態諧振器，其特征在于，所述襯底為電阻率為5000～10000Ω·m的高阻硅襯底，襯底的厚度為500-600μm。

6.根據權利要求1所述的反對稱模態諧振器，其特征在于，所述介質層為二氧化硅，所述介質層的厚度為2μm。

7.一種權利要求1-6任一項所述的反對稱模態諧振器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.制備三層結構的晶圓，所述晶圓自上而下依次包括鈮酸鋰單晶薄膜、介質層和襯底；

S2.對所述鈮酸鋰單晶薄膜上表面依次進行涂膠、曝光、顯影和電感耦合等離子體刻蝕處理，然后對其圖案化，形成預留凹槽結構和頂部矩形槽結構，所述頂部矩形槽結構深至所述介質層上表面，再去膠；

S3.在所述預留凹槽結構的區域沉積金屬Al作為頂部電極，然后在其表面沉積金屬保護層；

S4.在所述襯底底部刻蝕至所述介質層下表面，形成初設背腔；

S5.繼續刻蝕所述初設背腔區域內的介質層至露出鈮酸鋰薄膜下表面并與頂部矩形槽結構連通，形成釋放腔；

S6.去除所述金屬保護層，得到反對稱模態諧振器。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述沉積具體為通過磁控濺射工藝進行沉積。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S4中，所述刻蝕為Bosch深反應離子刻蝕。

10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述刻蝕為采用反應離子刻蝕工藝進行刻蝕。