一种具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波器件制造技术

一种具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波(SAW)器件，该SAW器件采用金刚石膜为基底，采用AlN和ZnO薄膜周期性层叠结构(AlN/ZnO)N作为压电层，层叠结构的周期N为2～5，AlN和ZnO薄膜的厚度比Rh为0.2～5。本发明专利技术考虑到AlN和ZnO两种压电材料各自的优缺点，利用二者的协同作用，使器件的综合性能得到了改善，在相同的叉指宽度下，该结构与ZnO和AlN双压电层结构相比，器件的机电耦合系数最大可提高2倍，且中心频率不降低，同时，器件的温度稳定性也得到了改善，频率温度系数降低。此外，在设计声表面波器件时，该结构可调参数更多，器件的性能参数调节范围更广，扩大了器件的应用领域。

Surface acoustic wave device with high electromechanical coupling coefficient and high central frequency

A high electromechanical coupling coefficient and high frequency surface acoustic wave (SAW) devices, the SAW device using diamond film as a substrate, using AlN and ZnO films with periodic layered structure (AlN/ZnO) N as the piezoelectric layer, periodic N laminated structure is 2 ~ 5, AlN and ZnO film thickness ratio Rh is 0.2 ~ 5. The present invention considering the advantages and disadvantages of AlN and ZnO two kinds of piezoelectric materials respectively, the synergistic effect of the two, the comprehensive performances of the devices have been improved, in the same finger width, compared with the structure of ZnO and AlN double layer structure of piezoelectric devices, electromechanical coupling coefficient can be increased by 2 times, and the center frequency is not reduced, at the same time, the temperature stability of the device is improved, reducing the temperature coefficient of frequency. In addition, when designing surface acoustic wave devices, the structure has more adjustable parameters, wider range of performance parameters and wider application fields of devices.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波器件
本专利技术涉及声表面波器件，尤其是涉及一种基于“(AlN/ZnO)N”周期性结构压电层和金刚石基底的高频声表面波器件，属于薄膜电子器件领域。
技术介绍
声表面波(SAW)器件以其小型化、高可靠性、多功能、一致性好等优点而广泛应用于雷达、电子战、声纳、无线通信、光纤通信及广播电视系统中。随着移动通信的迅猛发展，应用频率不断提高，使无线电通信频带成为一个有限而宝贵的资源，低于2.5GHz的频带已被占满，迫切需要高频SAW器件。SAW器件的中心频率是由叉指换能器(IDT)的电极宽度和材料的声速共同决定的，材料的声速越高，SAW器件的中心频率就越高。所有材料中，金刚石具有最高的声速，将金刚石引入SAW器件可在很大程度上提高其工作频率，但是，金刚石不是压电材料，只能作为声波的传输介质，无法实现机-电相互转换，需要与压电薄膜结合，常用的压电薄膜有ZnO和AlN薄膜，ZnO具有高的压电系数(d33＝12.4pm/V)，因此更易获得高的机电耦合系数(K2)，但是ZnO的相速度较低(Vp＝2558m/s)，频率温度系数高。AlN在压电材料中具有高相速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波器件，包括基底层、压电层及叉指换能器(IDT)；其特征在于所述的声表面波器件采用金刚石膜作为基底，采用AlN和ZnO薄膜周期性层叠的结构(AlN/ZnO)N作为压电层，层叠结构的周期N的范围为2～5，AlN薄膜和ZnO薄膜的厚度比Rh的范围为0.2～5，AlN和ZnO薄膜都是c轴择优取向的，其c轴沿着基底的法线方向，AlN和ZnO薄膜周期性层叠结构的厚度小于一个波长。

【技术特征摘要】
1.一种具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波器件，包括基底层、压电层及叉指换能器(IDT)；其特征在于所述的声表面波器件采用金刚石膜作为基底，采用AlN和ZnO薄膜周期性层叠的结构(AlN/ZnO)N作为压电层，层叠结构的周期N的范围为2～5，AlN薄膜和ZnO薄膜的厚度比Rh的范围为0.2～5，AlN和ZnO薄膜都是c轴择优取向的，其c轴沿着基底的法线方向，AlN和ZnO薄膜周期性层叠结构的厚度小于一个波长。2.根据权利要求1所述的具有高机电耦合系数和高中心频率的声表面波器件，其特征在于所述的金刚石膜选用CVD法制备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翠平，钱莉荣，李明吉，李红姬，曹菲菲，季来运，杨保和，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12