超薄硅衬底氮化铝Lamb波压电谐振器

• 作者: 周连群 唐玉国 孔慧 张威 张芷齐 李传宇 郭振
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 压电谐振器 Lamb波薄膜 氮化铝 SOI硅片 品质因数 微量水分检测
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 371-379
• 页数: 9页
• 分类号: TP212.1|TP212.9
• 字数: 3356字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182602.0371

摘要

针对Lamb波压电声波传感器高品质因数(Q值)、低检测极限(LOD)和易集成的性能要求,本文基于SOI(Silicon-on-insulator)硅片,通过底层硅(Handling layer)干法刻蚀和中间层(Boxing layer)自截止的方法实现2 μm超薄均一的硅衬底结构,然后沉积2 μm厚具备高C轴择优取向的氮化铝(AlN)压电薄膜.传感器薄膜区域外设置双端增强反射栅结构用于提高 Q值,从而有效降低器件的检测极限,并通过微量水分测试验证性能.该谐振器零阶反对称模式(A0)和零阶对称模式(S0)的谐振状态的实测结果和COMSOL二维模型仿真结果一致,所制作的Lamb波谐振器A0模式的主峰Q值为703,S0模式的主峰 Q值为403.微量水分测试S0模式的检测极限优于A0模式,最低检测极限值为0.06% RH.结果表明,氮化铝超薄硅衬底Lamb波压电谐振器能够实现微量水分等高精度检测.