[发明专利]一种基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，包括硅衬底、氧化硅保护层、硅腔、铌酸锂压电材料及顶部电极；所述硅衬底的上表面向内凹陷形成凹槽，所述氧化硅保护层沉积在凹槽的侧壁和底面；所述硅衬底与铌酸锂压电材料连接，所述铌酸锂压电材料覆盖在凹槽的上方，形成硅腔；所述铌酸锂压电材料上设有通孔，使硅腔与外界相通；所述铌酸锂压电材料上表面与顶部电极连接。

2.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述顶部电极为Pt、Mo、Ag、Al、Au中的一种；所述顶电极厚度为60 nm-700 nm。

3.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述氧化硅保护层的厚度为1μm-3μm。

4.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述铌酸锂压电材料为Z切向或者Y切向。

5.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述铌酸锂压电材料的厚度为100 nm-5μm。

6.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述顶部电极为叉指电极，且正负电极交替排列；相邻叉指电极的间距为500 nm-5μm，所述顶部电极的宽度为500 nm-3μm，顶部电极的长度为48 μm-300μm。

7.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，所述硅腔的深度为2μm-30μm。

8.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器，其特征在于，相邻的顶部电极的间距大于铌酸锂压电材料的厚度。

9.一种制备权利要求1-8任一项所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）清洗硅衬底，干燥；

（2）在所述硅衬底的上表面制备凹槽；

（3）在步骤（2）所述凹槽的底面和侧壁上沉积氧化硅保护层，然后在氧化硅保护层的表面沉积牺牲层；对牺牲层进行抛光；

（4）利用离子注入、键合的方法将铌酸锂压电材料转移到硅衬底的上表面；

（5）在所述铌酸锂压电材料的表面制备顶部电极，在铌酸锂压电材料上打通孔，所述通孔位于顶部电极区域外；

（6）利用湿法腐蚀或者干法腐蚀对牺牲层进行释放，得到所述基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器。

10.根据权利要求9所述的基于铌酸锂的空气隙型剪切波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述制备凹槽的方法为电感耦合等离子体刻蚀办法或者反应离子刻蚀办法；步骤（3）中，抛光的方法为化学机械抛光，抛光后的牺牲层的粗糙度小于0.5 nm；步骤（3）所述牺牲层为氧化硅、磷硅玻璃、多晶硅、有机聚合物、金属材料中的一种以及以上。