一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型属于高频声表面波器件的【技术领域】，主要涉及一种金刚石薄膜基底。其包括单晶硅片、普通金刚石薄膜层和纳米金刚石薄膜层三个部分，其中普通金刚石薄膜采用化学气相沉积法沉积在单晶硅片表面，纳米金刚石薄膜采用化学气相沉积法直接沉积在普通金刚石薄膜表面，由此形成金刚石/纳米金刚石复合薄膜，与单晶硅片一起作为高频声表面波器件的基底，在该基底上制备ZnO等压电薄膜，然后在其上设计叉指换能器，便形成了新型的高频声表面波器件，其可以省略普通金刚石薄膜抛光的过程，并能弥补纳米金刚石薄膜沉积速率过低的缺陷，极大地降低了高频声表面波器件的成本，提高其生产效率。
【专利说明】一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高频声表面波器件的【技术领域】，主要涉及一种金刚石薄膜基底。【背景技术】
[0002]声表面波(SAW)是一种能量只集中在弹性体表面附近传播的波，它具有传播速度慢、传播过程中可以任意存取信号等特点，利用它的这些特性制备的声表面波器件具有体积小、质量轻、可靠性高以及能在苛刻的环境下稳定工作等特点，在现代化通讯系统中具有广泛的应用。随着信息和通讯技术的高速发展，对声表面波器件使用频率的要求不断提高，金刚石是所有物质中声传播速度最快的材料(高于10 OOOm/s)，是提高SAW器件频率的理想材料。金刚石除具有最高的声传播速度外，还具有高的弹性模量，高的导热性和优良的耐热性，能保证声波的高保真传输，适合于制作大功率发射端高频SAW器件。金刚石高频声表面波器件的基本构成为:在基板材料(一般为Si)上采用化学气相沉积法制备金刚石薄膜，再采用磁控溅射等方法在其上制备一层压电薄膜(ZnO等)，最后采用微系统加工技术在压电薄膜上制备叉指电极，这样就形成了完整的金刚石高频SAW器件。
[0003]目前金刚石薄膜多采用化学气相沉积法制得，普通的金刚石薄膜晶粒尺寸在微米量级，通过调节薄膜的沉积工艺，可以减小薄膜的晶粒尺寸，获得纳米金刚石薄膜。目前在制备纳米金刚石薄膜方面只有微波等离子体化学气相沉积法是比较成熟的技术，其他方法还有待发展。作为高频声表面波器件的基底材料必须要求有非常好的表面平整性，这样可以尽量减小表面缺陷等因素对声波传输的影响。采用普通金刚石薄膜作为基底材料时，薄膜表面必须经过研磨抛光等方法降低其表面粗糙度，使其粗糙度达到纳米量级。但是，金刚石是目前发现的最硬的物质，对其进行研磨抛光处理需要花费大量的时间和材料，此外，对薄膜进行研磨抛光处理，必须在抛光前预沉积一定厚度，在抛光过程中会耗费掉这一厚度的金刚石薄膜，这形成了比较严重的浪费。纳米金刚石薄膜表面光滑平整，采用其作为基底材料能够省略掉繁琐的研磨抛光过程，能有效地节约成本。但是目前纳米金刚石薄膜沉积的技术还不够完善，其沉积速率相对于普通金刚石薄膜的沉积速率低一个数量级，因此，要制备特定厚度(>20 μ m)的纳米金刚石薄膜需要耗费大量的时间，这样又严重地影响了整个器件的生产效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的问题是:提出一种制作高频声表面波器件的复合薄膜基底，既能有效节约成本，又能提高整个器件的生产效率。
[0005]本实用新型的解决技术方案是:提出的一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底，其包括单晶硅片、普通金刚石薄膜层和纳米金刚石薄膜层三个部分，其中普通金刚石薄膜采用化学气相沉积法沉积在单晶硅片表面，纳米金刚石薄膜采用化学气相沉积法直接沉积在普通金刚石薄膜表面，由此形成金刚石/纳米金刚石复合薄膜，与单晶硅片一起作为高频声表面波器件的基底。[0006]本实用新型提出了一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底，在该基底上制备ZnO等压电薄膜，然后在其上设计叉指换能器，便形成了新型的高频声表面波器件。
[0007]本实用新型的优点是:可以省略普通金刚石薄膜抛光的过程，并能弥补纳米金刚石薄膜沉积速率过低的缺陷，可以极大地降低高频声表面波器件的成本，提高其生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为复合薄膜基底后制备的高频声表面波器件的结构示意图。
[0009]图中符号说明:单晶硅片1、普通金刚石薄膜2、纳米金刚石薄膜3、Zn0等压电薄膜
4、叉指换能器5、声表面波6。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实例对本实用新型做进一步说明。
[0011]本实用新型是一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底，采用微波等离子体化学气相沉积法在单晶硅片I上制备普通金刚石薄膜2，然后通过调节薄膜的生长工艺，在之前沉积的普通金刚石薄膜2上直接生长纳米金刚石薄膜3，从而得到金刚石/纳米金刚石复合薄膜。
[0012]本复合薄膜的制备包括单晶硅片的预处理、普通金刚石薄膜的制备和纳米金刚石薄膜的制备三个过程，具体步骤如下:
[0013]a.将厚度为1_2_，表面经过抛光处理的单晶硅片I先用蒸馏水超声洗涤，然后在纳米金刚石粉悬浊液中超声研磨10-30分钟，接着在丙酮溶液中超声清洗2-5分钟，取出备用。所述纳米金刚石粉悬浊液为添加有粒径4-15nm的金刚石粉的丙酮溶液，使用纳米金刚石粉悬浊液对单晶硅片I进行超声研磨是为了在硅片的表面形成微观缺陷，从而降低金刚石在单晶硅片I表面形核需要的能量，提高其形核率，此外，超声研磨处理还会起到预植晶的作用，增强金刚石薄膜的前期形核。
[0014]b.将上述预处理后的单晶硅片I放入反应腔体内，抽本底真空后通入工作气体，利用微波能激励工作气体使之放电产生等离子体，在单晶硅片I区域产生均匀致密的等离子体球。反应气体在等离子体中发生反应，在单晶硅片I表面化学气相沉积得到普通金刚石薄膜。薄膜生长的具体工艺参数为:基片温度800-900°C，反应气压5-10kPa，微波输出功率为2-4kW，薄膜的厚度控制在15-18 μ m。所述的反应腔体为微波等离子体化学气相沉积装置的不锈钢水冷腔体，该装置最大输出功率10kW，微波频率为2450MHz ;所述的工作气体为甲烷和氢气的混合气体，其配比为1_5%。
[0015]c.在上述沉积的基础上，在不关机的条件下，通过在反应气体中添加添加其他反应气体、加大甲烷气体的配比和降低基片温度的方法，提高薄膜生长过程中的二次形核，拟制金刚石颗粒的长大，在前期制备的普通金刚石薄膜表面继续生长一层厚度为2-5 μ m的纳米金刚石薄膜。所述其他气体是氩气、氧气中的一种或者他们的混合气体，为混合气体时，氩气与氧气为任意配比；薄膜沉积过程中基片温度控制在700-750°C，甲烷在混合气体中的配比为5-15%。
[0016]一种新型的高频声表面波器件，在金刚石/纳米金刚石复合薄膜基底上制备ZnO等压电薄膜4，然后在其上设计叉指换能器5。
【权利要求】
1.一种用于制作高频声表面波器件的复合薄膜基底，其特征在于:包括单晶硅片、普通金刚石薄膜层和纳米金刚石薄膜层三个部分，其中普通金刚石薄膜采用化学气相沉积法沉积在单晶硅片表面，纳米金刚石薄膜采用化学气相沉积法直接沉积在普通金刚石薄膜表面，形成金刚石/纳米金刚石复合薄膜。
2.一种高频声表面波器件，其特征在于:在权利要求1所述的复合薄膜基底上制备ZnO等压电薄膜，然后在其上设计叉指换能器，形成高频声表面波器件。
【文档编号】H03H3/08GK203537343SQ201320628973
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】熊礼威, 崔晓慧, 汪建华 申请人:武汉工程大学