[发明专利]一种基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器，其特征在于，从上到下依次包括上电极、压电层、下电极、自支撑硅材料层、空腔、硅衬底，所述自支撑硅材料层和空腔是利用多孔硅高温迁移形成的。

2.一种权利要求1所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在硅衬底上形成孔隙率大于60％的多孔硅材料层及迁移种子层；

(2)将步骤(1)得到的结构进行高温退火处理，使多孔硅材料层的多孔硅向迁移种子层迁移，在多孔硅材料层形成空腔，在迁移种子层形成自支撑硅材料层；

(3)在步骤(2)得到的自支撑硅材料层上依次沉积下电极、压电层、上电极，形成基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器。

3.一种权利要求1所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在硅衬底上形成孔隙率大于60％的多孔硅材料层及迁移种子层，并在所述迁移种子层上沉积耐高温材料的下电极；

(2)将步骤(1)得到的结构进行高温退火处理，使多孔硅材料层的多孔硅向迁移种子层迁移，在多孔硅材料层形成空腔，在迁移种子层形成自支撑硅材料层；

(3)在步骤(2)得到的产品的下电极上依次沉积压电层、上电极，形成基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器。

4.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述高温退火处理条件为：在氢气或惰性气体环境中进行高温退火，退火温度800℃～1500℃，退火时间为10～40min。

5.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，针对孔隙率为90％-95％的多孔硅，在1000℃～1200℃的条件下退火20min～30min。

6.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，针对孔隙率为80％-90％的多孔硅，在1200℃～1400℃下退火25min～35min。

7.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述迁移种子层为硅薄膜，或为低孔隙率的多孔硅薄膜，所述多孔硅薄膜的孔隙率为小于60％。

8.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，采用腐蚀法对硅进行腐蚀，得到多孔硅，具体地腐蚀方法包括但不限于电化学腐蚀法、光化学腐蚀法、火花腐蚀法、水热腐蚀法等。

9.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，以退火温度大于500℃进行高温退火处理时，形成的空腔的深度1μm～30μm，形成的自支撑硅材料层的厚度为100nm～5μm。

10.如权利要求2或3所述的基于多孔硅的自支撑空气隙型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述上电极与下电极的厚度为10nm～900nm，所述压电层的厚度为100nm～3μm；

电极材料采用铂、金、银、钼、铝、钛、铂、钨、铜、铬中的一种金属或多种金属的组合；

耐高温材料采用镆、钨、铂、铑、铼、锇、钽、铌、铱中的一种或多种的组合；

压电材料采用铌酸锂、氮化铝、氧化锌、锆酸锂、钽酸锂、四硼酸锂、锗酸铋、硅酸铋、硫化镉、石英中的一种压电材料或多种压电材料的组合。