[发明专利]一种体声波磁电阵列天线及制备方法

权利要求书

1.一种体声波磁电阵列天线，其特征在于，包括安装于硅基上的N个阵元(9)，所述阵元均为同一结构的体声波磁电天线；所述体声波磁电天线由空腔型体声波谐振器和磁致伸缩薄膜复合组成；所述空腔型体声波谐振器包括从下到上堆叠组合的硅基底(1)、隔离层(2)、空气腔(3)、种子层(4)、下电极层(5)、压电层(6)和上电极层(7)；所述磁致伸缩薄膜置于所述上电极层(7)上并刻蚀成磁致伸缩层(8)。

2.根据权利要求1所述的体声波磁电阵列天线，其特征在于，所述阵元(9)均为等幅同相馈电，所述馈电方式为交流电压馈电。

3.根据权利要求2所述的体声波磁电阵列天线，其特征在于，所述阵元(9)的阵列类型为直线阵和平面阵其中的一种，所述平面阵形状为正方形和圆形中的一种。

4.根据权利要求3所述的体声波磁电阵列天线，其特征在于，所述阵元(9)采用并联-串联馈电方式，所述阵元(9)激励电压幅值比为U₁:U₂:U₃…U_N＝1:1:1…1。

5.根据权利要求4所述的体声波磁电阵列天线，其特征在于，每个相邻的所述阵元(9)端口间距相等，为整数倍个0.5-1个波长。

6.根据权利要求5所述的体声波磁电阵列天线，其特征在于，所述下电极层(5)宽度小于所述种子层(4)，所述压电层(6)和所述上电极层(7)的宽度一致并小于所述下电极层(5)，所述磁致伸缩层(8)宽度小于所述上电极层(7)。

7.一种应用权利要求1、2、3、4或5任一所述的体声波磁电阵列天线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用光刻工艺在硅基底上刻蚀出平行和竖直的N个凹槽，并利用氧化工艺形成由SiO₂制成的隔离层(2)；

S2、利用磁控溅射法在N个凹槽中填充非晶硅作为牺牲层；

S3、利用磁控溅射法在N个位置处的所述隔离层(2)上将材料AlN沉积成所述种子层(4)；

S4、在N个位置处的种子层(4)上沉积压电振荡堆，利用磁控溅射法依次沉积下电极层(5)、压电层(6)和上电极层(7)并刻蚀所述下电极层(5)；

S5、释放所述牺牲层凹槽内的非晶硅形成空气腔(3)并进行干燥处理；

S6、在所述上电极层(7)表面利用磁控溅射法，将所述磁致伸缩薄膜沉积成为磁致伸缩层(8)；

8.根据权利要求7所述的体声波磁电阵列天线的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S7、利用干法刻蚀工艺分别刻蚀器件的两端和所述磁致伸缩层(8)，使所述下电极层(6)和两端的所述上电极层(7)暴露；最后将相邻两个凹槽位置处的所述压电层(6)刻断，刻蚀宽度为0.5-1个波长，并刻至所述下电极层(6)处，器件制备完成。