[发明专利]改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法及压电薄膜

权利要求书

1.一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)搭建晶胞模型，按照AlN卡片的原子位置添加，得到初级晶胞模型(1)；

(2)将上一步搭建的初级晶胞模型(1)扩展成超胞(2)；

(3)对超胞(2)进行Sc原子掺杂，设置一个掺杂的浓度得到掺杂后的超胞模型(3)；

(4)利用第一性原理计算Sc掺杂后的压电系数；

(5)重复以上步骤，依次更换不同浓度的Sc原子掺杂，更换的浓度满足Sc在金属原子中的占比在50％以下；分别利用第一性原理计算Sc掺杂后的压电系数，压电系数最大的为Sc原子掺杂浓度最优值。

2.如权利要求1所述的一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于：步骤(2)中将上一步搭建的初级晶胞模型1扩展成XYZ轴2*2*2的超胞(2)。

3.如权利要求1所述的一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于：步骤(5)更换不同浓度的Sc原子掺杂时，按照渐变的浓度梯度更换。

4.如权利要求1所述的一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于：压电薄膜包括α-Al₂O₃蓝宝石衬底(5)，以及所述α-Al₂O₃蓝宝石衬底光滑面上的Sc_xAl_1-xN薄膜(6)，两者结合的方式为磁控溅射镀膜生长，镀膜的方法为磁控溅射法。

5.如权利要求4所述的一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于：还包括如下步骤：

(6)从划片α-Al₂O₃蓝宝石晶圆(4)取下α-Al₂O₃蓝宝石衬底(5)，使用无尘布将衬底擦拭干净，再依次用丙酮、去离子水、无水乙醇清洗，用氮气吹干后备用；

(7)将真空镀膜机腔体和托盘打磨清洁后，先对靶材进行预溅射；

(8)预溅射结束后开始磁控溅射，得到改善后的SAW器件压电薄膜。

6.如权利要求5所述的一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法，其特征在于：步骤(7)和(8)中薄膜生长所用靶材为99.99％AlSc合金靶(7)。

7.通过权利要求1至6任意一项所述设计方法得到的SAW器件压电薄膜。