做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本實用新型的保護范圍。
[0026]下面結(jié)合附圖1-4和實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0027]實施例
[0028]本實用新型的一種復合基底的聲表面波器件的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示。附圖中的標記I為單晶藍寶石襯底，2為c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜，3為金屬叉指電極，4為反射柵。該器件的具體結(jié)構(gòu)為軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2設(shè)置于單晶藍寶石襯底I上，金屬叉指電極3和反射柵4設(shè)置于c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2上；反射柵4位于金屬叉指電極3的兩側(cè)。單晶藍寶石襯底I的厚度為350-500 μ m之間。c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2的厚度設(shè)定為2 μ mo金屬叉指電極3和反射柵4的寬度和間隙均設(shè)定為500nm，厚度設(shè)定為40nm。
[0029]本實用新型的一種復合基底的聲表面波器件的制備包括單晶藍寶石襯底I的預處理，c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2的制備和金屬叉指電極3和反射柵4的制備三個工藝過程。采用MOCVD方法在單晶藍寶石襯底I上制備c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2。然后通過電子束光刻技術(shù)，結(jié)合金屬蒸發(fā)和剝離工藝將金屬叉指電極3和反射柵4沉積在單晶氮化鋁薄膜2上，其中，由于鋁的電阻率較低，制作成本也低，故金屬選用鋁。單晶藍寶石襯底I與LED制造領(lǐng)域中使用的常規(guī)的藍寶石相同，在此不再贅述。
[0030]具體的制備步驟如下:
[0031]一、將經(jīng)過表面拋光處理的單晶藍寶石襯底I進行清洗，備用。
[0032]二、將上述預處理后的單晶藍寶石襯底I放入MOCVD設(shè)備的反應腔體內(nèi)，保持腔室壓強為40Torr。首先在1100°C條件下通入H2 (氫氣)，將單晶藍寶石襯底I置于H2中預退火20min，以去除單晶藍寶石表面的損傷并得到鋁極性表面。退火后通入TMA(三甲基鋁)和NH3 (氨氣)分別作為鋁源和氮源，并保持TMA和NH3的流量分別為40sccm和500sccm。在1250°C條件下，在潔凈的藍寶石襯底I表面成核生長HT-AlN (高溫氮化鋁)緩沖層Imin。隨后在1150°C條件下，生長單晶氮化鋁60min。從而得到c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2。圖3示出本實用新型聲表面波器件中復合基底的XRD曲線。從圖中可以看出，采用如上所述方法淀積的單晶氮化鋁壓電薄膜具有非常高的c軸擇優(yōu)取向性。
[0033]三、在c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜2上，制備鋁叉指電極3和反射柵4。電子束蒸發(fā)得到的金屬層更容易剝離掉，因此本實用新型進行電子束光刻后，采用電子束蒸發(fā)技術(shù)沉積一層40nm的鋁層，最后將器件置于丙酮溶液中超聲剝離。經(jīng)過以上的系列步驟即可得到鋁叉指電極3和反射柵4。
[0034]至此，根據(jù)既定目標參數(shù)設(shè)計的高性能聲表面波器件制作完畢。圖4為用網(wǎng)絡(luò)分析儀對本實用新型的復合基底聲表面波器件測試的S參數(shù)曲線Sn，工作頻率為6.45GHz，Q值為922。測試結(jié)果顯示，采用該【實用新型內(nèi)容】制作的聲表面波器件，在叉指電極寬度和間隙均做到500nm的情況下，器件的二階工作頻率可以達到6.45GHz。由此可見，采用本實用新型的方法極大地提高了聲表面波器件的頻率特性。
[0035] 顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本實用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:該器件包括單晶藍寶石襯底，形成在單晶藍寶石襯底上的C軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜，以及形成在C軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜上的至少一組金屬叉指電極和一對反射柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述聲表面波的波長為A，所述金屬叉指電極的線寬為a，所述金屬叉指電極的電極間隙為b，則A、a和b的關(guān)系滿足入=2 (a+b) o
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述聲表面波的波長為A，所述反射柵的線寬為a，所述反射柵的間隙為b，則A、a和b的關(guān)系滿足A =2(a+b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述單晶藍寶石襯底的厚度為0.1?lmm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜的厚度不小于聲表面波的波長A。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述金屬叉指電極和反射柵的材料為鋁、金或鉻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述一對反射柵分別對稱地位于所述叉指電極兩外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述聲表面波器件為聲表面波諧振器，聲表面波濾波器或聲表面波傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述聲表面波器件為聲表面波生物傳感器，所述金屬叉指電極材料為金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復合基底的聲表面波器件，其特征在于:所述聲表面波器件為高頻聲表面波器件，所述金屬叉指電極材料為鉻。
【專利摘要】本實用新型公開一種復合基底的聲表面波器件，包括單晶藍寶石襯底，形成在單晶藍寶石襯底上的c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜，以及形成在c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜上的金屬叉指電極和反射柵。本實用新型的聲表面波器件具有加工方便，節(jié)約成本的特點。同時高質(zhì)量的c軸擇優(yōu)取向的單晶氮化鋁薄膜的晶格缺陷率很低，壓電性能更好，機電耦合系數(shù)更高，更利于得到高性能的聲表面波器件。
【IPC分類】H03H9-64, H03H9-42
【公開號】CN204408291
【申請?zhí)枴緾N201520042964
【發(fā)明人】淮永進, 任天令, 楊軼, 陳曉, 劉博 , 藺增金, 趙小瑞, 周東海
【申請人】北京燕東微電子有限公司, 清華大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月21日