[发明专利]一种AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件及制备方法

权利要求书

1.一种AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件，其特征在于：以a-轴择优取向的AlN薄膜作为CVD金刚石衬底和c-轴择优取向ZnO薄膜之间的中间层，形成IDT/ZnO/a-轴择优取向AlN/金刚石多层膜结构，即由纳米金刚石衬底、a-轴择优取向的AlN薄膜、c-轴择优取向ZnO薄膜和叉指换能器IDT依次叠加构成。

2.根据权利要求1所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件，其特征在于：所述的中间层a-轴择优取向AlN薄膜的晶粒线度为60-80nm、膜厚为0.2-0.3μm；所述的上层c-轴择优取向的ZnO薄膜的晶粒线度为60-90nm、膜厚0.7-0.8μm。

3.一种如权利要求1所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)采用CVD方法制备纳米金刚石衬底；

2)以Al靶作为靶材，采用射频磁控溅射法在纳米金刚石衬底表面制备a-轴择优取向AlN薄膜；

3)以ZnO陶瓷靶作为靶材，采用射频磁控溅射法在a-轴择优取向AlN薄膜表面制备c-轴择优取向的ZnO薄膜；

4)采用电子束蒸发法在c-轴择优取向的ZnO薄膜表面制备叉指换能器IDT。

4.根据权利要求3所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述采用CVD方法制备纳米金刚石底层的工艺参数为：在氩气、氢气和甲烷混合气体中进行化学汽相沉积，氩气、氢气和甲烷的体积百分比为75％∶20％∶5％，混合气流量为500sccm，沉积腔中微波功率为4500W、压强为75Pa，衬底温度为750℃，沉积时间为2小时。

5.根据权利要求3所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述纳米金刚石衬底表面制备a-轴择优取向AlN膜的射频磁控工艺参数为：在氮气和氩气混合气体中进行反应，氮气和氩气的体积比为7∶13，氮气和氩气的纯度均为99.999％，衬底温度为300℃，靶基距8cm，溅射功率为110W，工作气压1.2Pa，溅射时间为2小时，然后关闭氩气，继续通入氮气进行缓慢降温，通入氮气的时间为30分钟。

6.根据权利要求3所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述在a-轴择优取向的AlN薄膜表面制备c-轴择优取向ZnO的射频磁控工艺参数为：在氧气和氩气混合气体中进行反应，氧气和氩气的体积比为4∶8，氧气和氩气的纯度均为99.999％，衬底温度400℃，靶基距8cm，射频功率70W，工作气压1.2Pa，溅射时间2小时。

7.根据权利要求3所述AlN薄膜为中间层的高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述在c-轴择优取向的ZnO薄膜表面制备叉指换能器IDT的方法：采用电子束蒸发的方法在c-轴择优取向的ZnO薄膜表面沉积一层厚度约100nm的铝Al膜，粗糙度小于4nm，然后用光刻法制成指宽为1.6μm的等值叉指，叉指对数为50对。