[发明专利]一种声学驱动的微型磁电天线结构及其制备方法

说明书

一种声学驱动的微型磁电天线结构及制备方法，包括基体、布拉格声反射层、底部电极、顶部电极、压电层和磁致伸缩层；布拉格声反射层设置在基体上表面，布拉格声反射层的上表面设置压电层，压电层一端的下部与布拉格声反射层之间设置底部电极；压电层的上表面设置有顶部电极和磁致伸缩层。本发明的声学驱动超小型磁电天线用布拉格声反射层取代了空气间隙结构和背部掏空的结构，这种改进不仅提高了磁电天线的机械强度，而且多层反射层的存在有利于器件的散热。

技术领域

本发明属于微电子与信息技术领域，特别涉及一种声学驱动的微型磁电天线结构及其制备方法。

背景技术

随着移动通信的发展，天线在智能手机、平板电脑等中的作用越来越关键，特别是现在的智能手机在设计中留给天线的空间越来越少，亟需缩减天线的尺寸。但是，传统的天线在接受和发射电磁波时，天线尺寸要大于共振频率的十分之一波长，才能有效的将射频电信号和辐射磁场耦合。因此，传统天线在进一步微型化的道路上急需找到新的理论突破。

目前，在缩小天线尺寸方面有一种新的方法是在薄膜体声波谐振器上面增加一层磁致伸缩层，这种方法实现了声波和电磁波的耦合。在同一频率下，利用声波的波速比电磁波波速小，从而获得的天线尺寸比传统的天线尺寸缩小1-2个数量级。然而，这种结构的天线为了将声波最大化限制在压电堆中，采用的方案是将基体的背部刻穿或者在基体表面刻蚀出一个空气间隙，使压电堆悬空，实现声波的全反射。这种悬空结构一方面抗击强度小，影响器件使用过程中性能的稳定性；另一方面悬空结构需要复杂的体加工或表面加工工艺，制造成本高，产品的良率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声学驱动的磁电天线结构及其制备方法，以解决上述问题。

为实现上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种声学驱动的微型磁电天线结构，包括基体、布拉格声反射层、底部电极、顶部电极、压电层和磁致伸缩层；布拉格声反射层设置在基体上表面，布拉格声反射层的上表面设置压电层，压电层一端的下部与布拉格声反射层之间设置底部电极；压电层的上表面设置有顶部电极和磁致伸缩层。

进一步的，布拉格声反射层包括高声阻抗薄膜和低声阻抗薄膜；一个高声阻抗薄膜和一个低声阻抗薄膜形成一个高低声阻抗薄膜，每个高低声阻抗薄膜的低声阻抗薄膜设置在高声阻抗薄膜上表面；布拉格声反射层为若干个高低声阻抗薄膜叠加形成。

进一步的，布拉格声反射层由高声阻抗薄膜和低声阻抗薄膜组成，其中高声阻抗薄膜是W、Mo、AlN、Pt、Au、W或SiN中的一种，低声阻抗薄膜是SiO2、Ti、ZnO、SiOC或Al中的一种。

进一步的，磁致伸缩层间隔设置在压电层的上表面，压电层上表面一端部的磁致伸缩层与压电层之间设置顶部电极。

进一步的，磁致伸缩层包括磁致伸缩薄膜和缓冲层；磁致伸缩层由一个或者一个周期以上的磁致伸缩薄膜和缓冲层交替形成，用于降低磁性材料在高频下的涡旋电流；基体为硅基体。

进一步的，磁致伸缩薄膜为Metglass、Tb-Dy-Fe、FeCo、FeCoB、FeGaB、NiZn铁氧体、Ni-Co铁氧体或SmFe中的一种，缓冲层为Al₂O₃、MgO、Pt、Cu、Ag或Au中的一种。

进一步的，电极材料为Au、Ag、Al、Cu、Pt、W、Ti、Mo或AlN中的一种；压电层为压电材料，压电材料为AlN、石英、LiNbO₃、BaTiO₃、ZnO、Pb(Zr,Ti)O₃、Pb(Mg,Nb)O₃-PbTiO₃、Pb(Zn,Nb)O₃-PbTiO₃或BiScO₃-PbTiO₃中的一种。