掺钪AlN材料特性及HBAR器件性能研究

作者：朱宇波; 母志强; 陈玲丽; 朱雷; 李卫民; 俞文杰

来源：压电与声光, 2022, 44(02): 299-303+309.

DOI：10.11977/j.issn.1004-2474.2022.02.030

• 高次谐波体声波谐振器(HBAR)
• AlN
• 压电薄膜
• 掺钪AlN
• 机电耦合系数

该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器（HBAR）,研究了钪（Sc）掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明，当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时，压电应力系数e33增加、刚度CD33下降，导致Al1-xScxN压电薄膜的机电耦合系数k_t2从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数(keff2)提升了3倍。同时，当Sc掺杂摩尔分数达25%时，Al1-xScxN（x为Sc掺杂摩尔分数）压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高，导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。

• 单位
  中国科学院上海微系统与信息技术研究所; 中国科学院大学; 信息功能材料国家重点实验室