專利名稱：一種氮化鎵基聲表面波器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氮化鎵基聲表面波器件(surface acoustic wave device),尤其是涉及一種SiC基片厚膜氮化鎵基聲表面波器件。
背景技術(shù)：
聲表面波技術(shù)在信號(hào)處理技術(shù)中占有重要地位，其具有小型、可靠性高、一致性好、多功能以及設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、空中交通管制、電子戰(zhàn)f微波中繼、聲納以及電視等系統(tǒng)中。但是，無(wú)論是從聲表面波技術(shù)自身的發(fā)展，還是從聲表面波器件的應(yīng)用要求來(lái)看，聲表面波技術(shù)都需要向高頻、高性能的方向發(fā)展。若要提高聲表面波器件的中心頻率，有以下兩種途徑:一是器件材料的聲表面波傳播速度更大，即選用高聲速材料；二是器件的叉指指條更細(xì)。而后一種途徑會(huì)受到半導(dǎo)體工藝技術(shù)的限制，因此，若想獲得高的中心頻率的聲表面波器件必須尋找具有高聲表面波速度的新型材料。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展和材料工藝技術(shù)不斷成熟，氮化鎵材料開始引起人們的廣泛關(guān)注。氮化鎵材料在自然界中是不存在的，它只存在于最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室中，被稱為第三代半導(dǎo)體材料，目前廣泛的應(yīng)用于第三代通信系統(tǒng)，是國(guó)際上廣泛關(guān)注的新型寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，具有較寬的禁帶寬度、高擊穿電場(chǎng)、高電子飽和漂移速率、高頻率、高功率、耐高溫及強(qiáng)壓電性能等優(yōu)良特性，并且還是良好的發(fā)光材料。氮化鎵材料廣泛應(yīng)用于電聲學(xué)、光學(xué)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，它已經(jīng)并將繼續(xù)改變著我們的生活。目前，GaN材料成為全球半導(dǎo)體研究的前沿?zé)狳c(diǎn)和各國(guó)競(jìng)相占領(lǐng)的戰(zhàn)略技術(shù)制高點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氮化鎵基聲表面波器件。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種氮化鎵基聲表面波器件，由下至上依次為SiC基片、氮化鋁成核層、氮化鎵材料層、氮化鋁層以及氮化鎵鋁層；氮化鎵鋁層上設(shè)有聲表面波叉指換能器，聲表面波叉指換能器包括輸入換能器、輸出換能器及外圍的吸聲材料區(qū)。本實(shí)用新型中，輸入換能器和輸出換能器各自包括一組金屬電極匯流條、叉指條以及反射陣的組合。本實(shí)用新型中，SiC基片為直徑2英寸的圓形晶片，厚度為330 360um。本實(shí)用新型中，氮化鎵材料層厚度為2 4um。本實(shí)用新型中，氮化鋁層厚度大于等于lnm。本實(shí)用新型中，氮化鎵鋁層厚度大于等于20nm。本實(shí)用新型中，氮化鎵材料是優(yōu)良的壓電材料，具有較大的機(jī)電耦合常數(shù)k2，利于聲表面波技術(shù)的應(yīng)用。并且氮化鎵材料具有高的聲表面波速度，據(jù)報(bào)道SiC上氮化鎵材料的聲表面波速度可達(dá)7000m/s以上,本實(shí)用新型采用的SiC上氮化鎵材料的聲表面波速度實(shí)際測(cè)得值為8042m/s。氮化鎵材料具有高的聲表面波速度及高的機(jī)電耦合系數(shù)，有利于獲得高頻率、高性能的聲表面波器件。有益效果:1、本實(shí)用新型中SiC/氮化鎵材料結(jié)構(gòu)中，氮化鎵結(jié)構(gòu)為厚膜，使得聲表面波能量能集中于聲表面波器件氮化鎵層中，有益于提供聲表面波器件效率；2、氮化鎵材料與SiC基片在熱膨脹系數(shù)、晶格常熟等方面失配較小，易獲得高品質(zhì)氮化鎵材料層。3、氣化嫁材料具有聞機(jī)電稱合系數(shù)，在聲電應(yīng)用中，具有聞的聲電轉(zhuǎn)換效率，提聞聲表面波器件聲速；4、氮化鎵材料具有高的聲表面波速度,有利于聲表面波器件的高頻應(yīng)用；
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本實(shí)用新型的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。

圖1為本實(shí)用新型各層結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種氮化鎵基聲表面波器件，由下至上依次為SiC基片、氮化鋁成核層、氮化鎵材料層、氮化鋁層以及氮化鎵鋁層；氮化鎵鋁層上設(shè)有聲表面波叉指換能器，聲表面波叉指換能器包括輸入換能器、輸出換能器及外圍的吸聲材料區(qū)。輸入換能器和輸出換能器各自包括一組金屬電極匯流條、叉指條以及反射陣的組合。SiC基片為直徑2英寸的圓形晶片，厚度為330 360um。實(shí)施例如附圖1所示:一種SiC基片厚膜氮化鎵基聲表面波器件，包含SiC基片I，SiC基片I上有氮化鋁成核層2，氮化鋁成核層2上有氮化鎵材料層3，氮化鎵材料層3上有氮化鋁層4，氮化鋁層4上有氮化鎵鋁層5，氮化鎵鋁層5上有聲表面波叉指換能器6 ;聲表面波叉指換能器6包括輸入換能器61、輸出換能器62及吸聲材料63組成；輸入換能器61與輸出換能器62結(jié)構(gòu)相同；輸入/輸出換能器61、62由金屬電極611，匯流條612，叉指條613及反射陣614組成。本實(shí)例中SiC基片為2英寸晶片，厚度為330-360um。氮化鎵材料層為單晶材料，生長(zhǎng)溫度為1100°C，生長(zhǎng)速度為lum/h，氮化鎵材料層厚度為2 4um。氮化鎵材料層上氮化鋁層厚度為lnm。氮化鎵鋁層厚度為20nm，其中鋁組份為0.2-0.3。聲表面波叉指換能器的金屬圖案可以由單指及分裂指等圖案構(gòu)成。本實(shí)施例的加工方法為:(I)在潔凈的GaN異質(zhì)結(jié)襯底材料上利用電子束刻寫工藝，通過(guò)甩膠、電子束寫圖形、顯影獲得叉指電極圖形，其中所使用的電子束膠為DUV光刻膠，線寬0.4um ；[0030](2)利用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)在步驟(I)獲得的樣品上蒸發(fā)Al金屬，厚度200nm ；(3)將步驟⑵完成的樣品放入丙酮浸泡I小時(shí)以上，然后依次在丙酮、乙醇中進(jìn)行超聲清洗，最后用去離子水清洗，并用氮?dú)獯蹈?。本?shí)用新型提供了一種氮化鎵基聲表面波器件，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種氮化鎵基聲表面波器件，其特征在于，由下至上依次為SiC基片、氮化鋁成核層、氮化鎵材料層、氮化鋁層以及氮化鎵鋁層；氮化鎵鋁層上設(shè)有聲表面波叉指換能器，聲表面波叉指換能器包括輸入換能器、輸出換能器及外圍的吸聲材料區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鎵基聲表面波器件，其特征在于，輸入換能器和輸出換能器各自包括一組金屬電極匯流條、叉指條以及反射陣的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化鎵基聲表面波器件，其特征在于，SiC基片為直徑2英寸的圓形晶片，厚度為 330 360um。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氮化鎵基聲表面波器件，由下至上依次為SiC基片、氮化鋁成核層、氮化鎵材料層、氮化鋁層以及氮化鎵鋁層；氮化鎵鋁層上設(shè)有聲表面波叉指換能器，聲表面波叉指換能器包括輸入換能器、輸出換能器及外圍的吸聲材料區(qū)。本實(shí)用新型使得聲表面波能量能集中于聲表面波器件氮化鎵層中，有益于提供聲表面波器件效率。
文檔編號(hào)H03H9/21GK203166849SQ201320181100
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者王曉彧, 吳浩東, 陳江龍 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江暢信超聲電子有限公司