采用掺硼的AlScN材料在SiC和蓝宝石衬底上制作的高频Sezawa模式表面声波谐振器

《Journal of Microelectromechanical Systems》：High-Frequency Sezawa Mode Surface Acoustic Wave Resonators Using Boron-Doped AlScN on SiC and Sapphire Substrates

表面声波（SAW）谐振器基于500 nm硼掺杂铝镓氮（AlBScN）薄膜研制，采用蓝宝石和碳化硅（SiC）作为基底。实验表明，系列谐振频率范围4.3-7.6 GHz，蓝宝石基底表面粗糙度0.65 nm，SiC基底为0.54 nm。XRD分析显示薄膜高度c轴取向，半高宽0.96°。电学性能方面，SiC基底的最大Sezawa模式速度达6748 m/s，蓝宝石基底平行谐振Q值峰值1400，证实AlBScN薄膜在高频高Q值谐振器应用中的可行性。

　　

摘要：

本文介绍了一种基于500纳米掺硼铝钪氮化物（Al_1-xSc_xN）薄膜的Sezawa模式表面声波（SAW）谐振器。该薄膜是通过将AlB和Sc靶材共溅射到蓝宝石（Sapphire）和碳化硅（SiC）基底上制备得到的。这些谐振器的串联谐振频率范围为4.3 GHz至7.6 GHz。原子力显微镜（AFM）检测结果显示，薄膜表面非常光滑，蓝宝石和SiC基底上的均方根粗糙度分别为0.65纳米和0.54纳米。X射线衍射（XRD）分析证实，薄膜具有高度取向的c轴结构，其在蓝宝石基底上的半高宽（FWHM）为0.96°。电学测量表明，SiC基底上的Sezawa模式声速最大为6748米/秒，而基于蓝宝石基底的谐振器具有最高的并联谐振品质因数（Q_p）为1400。这些结果证明了AlBScN材料适用于高频、高性能谐振器应用。[2025-0143]