兰姆波型谐振器的制备与测试

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1、第３８卷第３期压电与声光Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．３２０１６年０６月ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳＪｕｎｅ２０１６文章编号：１００４２４７４（２０１６）０３０４０１０４兰姆波型谐振器的制备与测试邓言文，彭斌，张万里，陈鹏，王睿，姜建英（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都６１００５４）摘要：采用磁控溅射、光刻、腐蚀、电子束蒸发等工艺，在ＡｌＮ薄膜表面设计和制备了兰姆波（Ｌａｍｂ）型谐振器。研究了Ｌａｍｂ谐振器频率特性与频率温度特性，并与传统的瑞利波（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）型谐振器进行对比。测试结果表明，Ｒａｙｌｅｉｇｈ谐振器的

2、谐振频率为３０５．１５ＭＨｚ，温度灵敏度为１０．７４ｋＨｚ／℃；而Ｌａｍｂ谐振器有７个谐振频率，分别为２９４．６３０ＭＨｚ，３９８．１２５ＭＨｚ，４３５．６２５ＭＨｚ，４８２ＭＨｚ，５３１．６２５ＭＨｚ，５７０ＭＨｚ和６１３．６２５ＭＨｚ，其温度灵敏度分别为１０．６３ｋＨｚ／℃，１３．４６ｋＨｚ／℃，１６．０９ｋＨｚ／℃，１７．５１ｋＨｚ／℃，１８．９５ｋＨｚ／℃，２０．７６ｋＨｚ／℃和２１．８６ｋＨｚ／℃。结果表明，兰姆波型谐振器高阶模式的温度灵敏度最高，达到２１．８６ｋＨｚ／℃。关键词：兰姆波型谐振器；谐振频率；温度特性；ＡｌＮ薄膜中图分类号：ＴＮ６５文献标识码

3、：Ａ犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犪狀犱犜犲狊狋犻狀犵狅犳犔犪犿犫犠犪狏犲犚犲狊狅狀犪狋狅狉犇犈犖犌犢犪狀狑犲狀，犘犈犖犌犅犻狀，犣犎犃犖犌犠犪狀犾犻，犆犎犈犖犘犲狀犵，犠犃犖犌犚狌犻，犑犐犃犖犌犑犻犪狀狔犻狀犵（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍｓａｎｄＩｎｔｅｒｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｌａｍｂｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｔｈｅｓｕ

4、ｒｆａｃｅｏｆＡｌＮｆｉｌｍｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ｅｔｃｈｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．ＴｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＬａｍｂｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｉｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｗａｓｃａｒｒｉｅｏｕｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ

5、ｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒａｒｅ３０５．１５ＭＨｚ，１０．７４ｋＨｚ／℃ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｌｅＬａｍｂｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｈａｓｓｅｖｅｎｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗｈｉｃｈａｒｅ２９４．６３０ＭＨｚ，３９８．１２５ＭＨｚ，４３５．６２５ＭＨｚ，４８２ＭＨｚ，５３１．６２５ＭＨｚ，５７０ＭＨｚａｎｄ６１３．６２５ＭＨｚｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｒｅ

6、１０．６３ｋＨｚ／℃，１３．４６ｋＨｚ／℃，１６．０９ｋＨｚ／℃，１７．５１ｋＨｚ／℃，１８．９５ｋＨｚ／℃，２０．７６ｋＨｚ／℃，２１．８６ｋＨｚ／℃ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＡｌｌｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＬａｍｂｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｏｆ２１．８６ｋＨｚ／℃．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｌａｍｂｗａｖｅｒｅｓｏｎａｔｏｒ；ｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ＡｌＮｆｉｌｍｓ［６］０引言器，随后出现了基于Ｌ

7、ａｍｂ的压力、液体密度传感［７９］器。２００９年，Ｇ．Ｗｉｎｇｑｖｉｓｔ等报道了温度补偿型声表面波（ＳＡＷ）传感器因具有尺寸小，低损耗，［１０］Ｌａｍｂ传感器；２０１２年，ＣｈｉｈＭｉｎｇＬｉｎ等采用低成本及良好的声电传化性能等特点而被广泛应用［１３］ＡｌＮ／３ＣＳｉＣ结构制作的Ｌａｍｂ谐振器中，其中，传播于温度传感器、压力传感器、气体传感器等。随着［１１］的高阶Ｌａｍｂ的声速达到４００００ｍ／ｓ以上。但国ＳＡＷ无线传感器天线小型化、器件小型化的发展，器内对Ｌａｍｂ谐振器在温度传感器上的应用还极少关件的工作频率要求越来越高，尺寸也越来越小。使用注和研究。