[发明专利]基于AlN双晶向压电薄膜的声表面波器件及其制作方法

权利要求书

1.一种基于AlN压电薄膜的新型高频声表面波器件，其特征在于：由纳米金刚石衬底、a轴择优取向的AlN薄膜、c轴择优取向的AlN薄膜和叉指换能器(IDT)依次叠加构成，形成IDT/c-AlN/a-AlN/金刚石多层膜结构。

2.根据权利要求1所述基于AlN压电薄膜的新型高频声表面波器件，其特征在于：所述纳米金刚石衬底薄膜厚度为3-5μm，a-轴择优取向AlN薄膜的厚度为300nm，c轴择优取向AlN薄膜的厚度为300nm。

3.一种如权利要求1所述基于AlN压电薄膜的新型高频声表面波器件的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)采用微波等离子体化学气相淀积(MPCVD)方法制备纳米金刚石衬底，然后将其放入溅射设备中进行压电薄膜制备；

2)制备AlN压电薄膜：以Al靶作为靶材，采用射频溅射法在上述纳米金刚石衬底表面制备a-轴择优取向AlN薄膜，制备完成后在氮气环境中缓慢降温至300℃，形成的a轴择优取向的薄膜；然后在温度为300℃条件下，以Al靶作为靶材，采用射频溅射法继续在上述a-轴择优取向AlN薄膜衬底表面制备c-轴择优取向AlN薄膜，制备完成后在氮气环境中缓慢降温至常温；

3)在上述c-AlN/a-AlN/金刚石衬底上采用电子束蒸发法制备叉指换能器IDT。

4.根据权利要求3所述基于AlN压电薄膜的新型高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述采用MPCVD法制备纳米金刚石衬底的工艺参数为：微波功率4000W、压强70torr、工作气体H2∶CH4∶O2＝546∶45∶9、混合气体的流量为600sccm、沉积时间为2小时。

5.根据权利要求3所述基于AlN压电薄膜的新型高频声表面波器件的制备方法，其特征在于：所述在纳米金刚石衬底表面制备a-轴择优取向AlN膜的射频溅射工艺参数为：在氮气和氩气混合气体中进行反应，混合气体的流量为20sccm，氮气和氩气的体积比为12∶8，氮气和氩气的纯度均为99.999％，衬底温度为400℃、靶基距10cm、溅射功率为150W、工作气压0.6Pa、溅射时间为2小时，关闭氩气后继续通入氮气缓慢降温至300℃，降温时间为1小时。

6.根据权利要求3所述基于AlN压电薄膜的新型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AlN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，混合气体的流量为20sccm，氮气和氩气的体积比为12∶8，氮气和氩气的纯度均为99.999％，衬底温度为300℃、靶基距6cm、射频功率150W、工作气压0.5Pa、溅射时间2小时，关闭氩气后继续通入氮气进行缓慢降温至常温，降温时间为2小时。