CN109560784A - 兰姆波谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种兰姆波谐振器及其制备方法，其中兰姆波谐振器包括自下而上的衬底、底电极层、单晶氮化物薄膜层及叉指电极，其中：在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间还具有AlN成核层；衬底在正对底电极层的区域具有一凹槽，以使部分/全部的底电极层处于悬空状态；叉指电极位于底电极层的正上方。因此，本发明由于在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间形成有覆盖底电极层的AlN成核层，一方面消除了底电极层在高温形成单晶氮化物薄膜层的过程中，表面变粗糙和极易与氨气发生反应的问题，另一方面为后续其他材料层的高温生长提供了理想的模板，因此为研制单晶氮化物基兰姆波谐振器奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于射频MEMS器件研究领域，更具体地涉及一种兰姆波谐振器及其制备方法。
背景技术
基于压电效应的射频MEMS(微机电系统)谐振器在通讯领域发挥着重要作用，并获得了广泛应用。例如，石英晶体谐振器凭借其极高的品质因数，是射频振荡器的理想的时钟源；声表面波(SAW)谐振器和滤波器由于简单的制备工艺和优良的性能，在移动通讯滤波器领域长期占据主导地位；体声波(BAW)谐振器和滤波器尽管制备工艺比SAW滤波器复杂，但其凭借优异的性能，在移动通讯领域正在逐步取代SAW滤波器。随着移动通讯频带和模式越来越多，对小型化、高性能的多频带单芯片集成的滤波器(单芯片集成滤波器)的需求越来越迫切。但是，基于目前的SAW滤波器技术和BAW滤波器技术研制小型化的单芯片集成滤波器，均存在困难：
SAW谐振器金属叉指结构两侧具有大量的金属反射栅，面积很大，无法满足单芯片集成滤波器对于小型化的要求；
BAW滤波器的频率是由压电薄膜的厚度决定的，因此难以在同一芯片上制备多个不同频带的滤波器，无法满足单芯片集成滤波器对于多频带滤波的需求。
兰姆波谐振器是一种新型的压电型射频MEMS谐振器，具有体积小、品质因数高、频率易调等特点，是研制单芯片集成滤波器的理想谐振器结构。现有的兰姆波谐振器的器件结构如图1所示，包括衬底101、嵌于衬底101的空气隙102、悬空的AlN压电薄膜103及AlN压电薄膜103上方的金属叉指电极104。众多研究表明，在图1中所示的兰姆波谐振器结构的基础上，如果在AlN压电薄膜103下方制备金属悬浮电极105(如图2所示)或另一金属叉指电极106(如图3所示)，可极大提升器件的性能，因此，图2和图3所示的器件结构是兰姆波谐振器的主流结构。
对射频MEMS谐振器而言，AlN压电薄膜的结晶质量是决定器件性能的关键，AlN压电薄膜的结晶质量直接决定着AlN基射频谐振器的性能，晶体结晶质量越高、压电效应越强、声学传输损耗越低、器件的品质因数和有效机电常数越大。然而，目前所有已报道的AlN基兰姆波谐振器的压电薄膜均为基于磁控溅射技术制备的多晶AlN薄膜，此方法制备的AlN薄膜的X射线衍射(XRD)摇摆曲线的半高宽为2-5°之间，因此晶体质量差，导致研制的兰姆波谐振器的性能远远小于预期。因此，研制基于单晶AlN薄膜的高性能兰姆波谐振器具有十分重要的意义。
发明内容
基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种兰姆波谐振器及其制备方法，用于解决以上技术问题的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出一种兰姆波谐振器，包括自下而上的衬底、底电极层、单晶氮化物薄膜层及叉指电极，其中：在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间还具有A1N成核层；衬底在正对底电极层的区域具有一凹槽，以使部分/全部的底电极层处于悬空状态；叉指电极位于底电极层的正上方。
在本发明的一些实施例中，上述底电极层覆盖于衬底上表面的部分区域；AlN成核层覆盖于底电极层的上表面、侧面，以及衬底上表面除底电极层覆盖区域外的其他区域；单晶氮化物薄膜层形成于AlN成核层的上表面，且该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行。
在本发明的一些实施例中，上述凹槽的深度小于或等于衬底的厚度。
在本发明的一些实施例中，上述叉指电极两个最外侧面之间的距离小于或等于底电极层的宽度。
在本发明的一些实施例中，上述AlN成核层的厚度为1～500nm。
在本发明的一些实施例中，上述单晶氮化物薄膜层的厚度为10nm～2μm；和/或单晶氮化物薄膜层的材质包括GaN、AlN或AlxGa1-xN，其中，0＜x＜1。
在本发明的一些实施例中，上述衬底的材质包括硅、砷化镓或玻璃；底电极层和叉指电极的材质为金属材料，包括铜、金、铁、铝、钛、铬和钼的任意组合。
为了实现上述目的，作为本发明的另一个方面，提出一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、在衬底上刻蚀形成一凹槽，并在该凹槽中填充SiO2，以与衬底上表面平齐；步骤2、在步骤1得到的器件上表面的部分区域制备底电极层；并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；步骤3、在AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；步骤4、在单晶氮化物薄膜层的上表面、正对底电极层的位置制备叉指电极；步骤5、腐蚀去除凹槽中的SiO2，以使部分/全部的底电极层悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
为了实现上述目的，作为本发明的又一个方面，提出一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、在衬底上表面的部分区域制备底电极层，并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；步骤2、在AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；步骤3、在单晶氮化物薄膜层的上表面、正对底电极层的位置制备叉指电极；步骤4、自衬底的下表面刻蚀衬底，形成贯穿衬底厚度方向的凹槽，以使部分/全部的底电极层悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
在本发明的一些实施例中，上述射频磁控溅射AlN成核层时的温度为25℃～700℃；AlN成核层的厚度为1～500nm。
在本发明的一些实施例中，采用金属有机化合物化学气相沉积技术、氢化物气相外延技术或原子层沉积技术制备所述单晶氮化物薄膜层。
在本发明的一些实施例中，上述单晶氮化物薄膜层的厚度为10nm～2μm；单晶氮化物薄膜层的材质包括GaN、AlN或AlxGa1-xN，其中，0＜x＜1。
在本发明的一些实施例中，上述叉指电极两个最外侧面之间的距离小于或等于底电极层的宽度；和/或衬底的材质包括硅、砷化镓或玻璃；底电极层和叉指电极的材质为金属材料，包括铜、金、铁、铝、钛、铬和钼的任意组合。
本发明提出的兰姆波谐振器及其制备方法，具有以下有益效果：
1、在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间形成有覆盖底电极层的AlN成核层，一方面消除了底电极层在高温形成单晶氮化物薄膜层的过程中，表面变粗糙和极易与氨气发生反应的问题，另一方面为后续其他材料层的高温生长提供了理想的模板，因此为研制单晶氮化物基兰姆波谐振器奠定了基础；
2、采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术生长的单晶氮化物压电薄膜替代传统的采用射频磁控溅射技术生长的多晶氮化物压电薄膜，能够大幅度提高兰姆波谐振器的器件性能，且由于添加有A1N成核层，相较于现有的MOCVD形成单晶氮化物薄膜的制备方法，可大大提升AlN的薄膜晶体质量，从而提升器件性能。
附图说明
图1是现有技术中AlN基兰姆波谐振器的剖面结构示意图；
图2是现有技术中在AlN压电薄膜下方带有悬浮电极的兰姆波谐振器的剖面结构示意图；
图3是现有技术中在AlN压电薄膜下方带有金属叉指电极的兰姆波谐振器的剖面结构示意图；
图4(a)是现有技术中，直接在Si衬底上的金属电极上，采用MOCVD技术生长的AlN压电薄膜(0002)面的XRD摇摆曲线；
图4(b)是采用本发明提出的制备方法制备得到的AlN薄膜层的(0002)面XRD摇摆曲线；
图5是本发明一实施例提出的兰姆波谐振器的剖面结构示意图；
图6(a)～图6(e)是图5中兰姆波谐振器的制备方法中，各制备阶段得到的器件结构剖面示意图；
图7是本发明另一实施例提出的兰姆波谐振器的剖面结构示意图；
图8(a)～图8(d)是图7中兰姆波谐振器的制备方法中，各制备阶段得到的器件结构剖面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术生长的单晶氮化物压电薄膜替代传统的采用射频磁控溅射技术生长的多晶氮化物压电薄膜，虽然可大幅度提升氮化物基兰姆波谐振器的性能，但单晶氮化物基兰姆波谐振器的制备工艺非常困难，面临的主要挑战是难以在金属电极上采用MOCVD技术生长高结晶质量的氮化物单晶材料。
目前MOCVD是制备单晶AlN薄膜的主流技术，制备的AlN薄膜的(0002)面XRD摇摆曲线范围一般在几十到几百弧秒(1°＝3600弧秒)之间，但其生长温度很高，一般在1200℃以上；而在金属上MOCVD生长单晶AlN薄膜非常困难，如图4(a)所示，采用MOCVD技术在金属上直接高温生长AlN薄膜后，并未检测到其XRD衍射峰，表明在金属上直接高温MOCVD生长的AlN薄膜是非晶薄膜，晶体质量很差。金属上直接高温MOCVD生长单晶AlN薄膜困难的原因在于：一方面，高温下金属电极易与MOCVD的氮源即氨气发生反应，生成金属氮化物，不利于AlN的成核与生长；另一方面，MOCVD生长过程中的高温氢气退火，会导致金属表面粗糙。
针对以上问题，本发明提出采用低温磁控溅射AlN成核层覆盖保护金属电极，解决金属在高温生长过程中遇到的难题，并通过实验结果初步验证了该技术方案的可行性。如图4(b)所示，为采用本发明提出的解决上述问题的方案，即先在金属电极上低温溅射AlN成核层，然后高温生长单晶AlN薄膜的方法，制备出的AlN薄膜(0002)面的XRD摇摆曲线，其半高宽仅为0.39°。在此基础上，本发明提出了一种兰姆波谐振器及其制备方法。
具体的，本发明针对单晶氮化物基兰姆波谐振器工艺制备困难的问题，提出一种基兰姆波谐振器及其制备方法，有望通过氮化物压电薄膜材料的晶体结晶质量的改善大幅度提升兰姆波谐振器的性能，在移动通讯和无线传感等领域具有重要的应用前景。
具体的，本发明提出一种兰姆波谐振器，包括自下而上的衬底、底电极层、单晶氮化物薄膜层及叉指电极，其中：在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间还具有AlN成核层；衬底在正对底电极层的区域具有一凹槽，以使部分/全部的底电极层处于悬空状态；叉指电极位于底电极层的正上方。
另，本发明提出一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、在衬底上刻蚀形成一凹槽，并在该凹槽中填充SiO2，以与衬底上表面平齐；步骤2、在步骤1得到的器件上表面的部分区域制备底电极层；并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；步骤3、在AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；步骤4、在单晶氮化物薄膜层的上表面、正对底电极层的位置制备叉指电极；步骤5、腐蚀去除凹槽中的SiO2，以使部分/全部的底电极层悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
其中，在本发明的一些实施例中，上述步骤1的具体步骤为：首先利用刻蚀工艺在衬底上形成凹槽，然后在凹槽中及衬底上表面生长SiO2材料；最后通过化学机械抛光去除衬底上表面的SiO2材料，仅剩余凹槽中的SiO2材料，并使其表面与衬底的上表面平齐。
其中，在本发明的一些实施例中，上述步骤5中，腐蚀去除凹槽中的SiO2时，采用的腐蚀液为HF腐蚀液。
另，本发明还提出一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、在衬底上表面的部分区域制备底电极层，并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及衬底上表面除底电极层所在区域外的其他区域；步骤2、在AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；步骤3、在单晶氮化物薄膜层的上表面、正对底电极层的位置制备叉指电极；步骤4、自衬底的下表面刻蚀衬底，形成贯穿衬底厚度方向的凹槽，以使部分/全部的底电极层悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
由于在底电极层与单晶氮化物薄膜层之间形成有覆盖底电极层的AlN成核层，一方面消除了底电极层在高温形成单晶氮化物薄膜层的过程中、表面变粗糙和极易与氨气发生反应的问题，另一方面为后续其他材料层的高温形成提供理想的模板，因此为研制单晶氮化物基兰姆波谐振器奠定基础。
在本发明的一些实施例中，上述凹槽的深度小于或等于衬底的厚度。
在本发明的一些实施例中，上述叉指电极两个最外侧面之间的距离小于或等于底电极层的宽度，以使声电耦合有效限制在上下电极之间，提升器件的品质因数。
在本发明的一些实施例中，上述AlN成核层的厚度为1～500nm，射频磁控溅射AlN成核层时的温度为25℃～700℃，从而为高温MOCVD生长单晶AlN薄膜提供理想的模版。
在本发明的一些实施例中，上述单晶氮化物薄膜层的厚度为10nm～2μm；该单晶氮化物薄膜层的材质包括GaN、AlN或AlxGa1-xN，其中，0＜x＜1；优选地，该单晶氮化物薄膜层的材质为AlN。
在本发明的一些实施例中，采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术、氢化物气相外延(HVPE)技术或原子层沉积(ALD)技术制备该单晶氮化物薄膜层；由于采用单晶氮化物薄膜作为谐振器压电层，因此相较于现有的射频磁控溅射技术制备的多晶AlN压电层，能够大幅度提高兰姆波谐振器的器件性能，且由于添加有AlN成核层，相较于现有的MOCVD形成单晶氮化物薄膜的制备方法，本发明的兰姆波谐振器的制备工艺可大幅度提升金属上MOCVD生长的AlN薄膜的晶体质量。其中，采用MOCVD技术生长该单晶氮化物薄膜层时，生长环境的温度为700℃～1500℃。
在本发明的一些实施例中，上述衬底的材质包括硅、砷化镓或玻璃，但并不以此为限制，凡是易于刻蚀的、能够作为衬底的材料均可。
在本发明的一些实施例中，上述底电极层和叉指电极的材质为金属材料，例如可以为铜、金、铁、铝、钛、铬和钼的任意组合；其中，底电极层可采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术制备；叉指电极采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术，并结合光刻、刻蚀及剥离等工艺制备。
以下通过具体实施例，对本发明提出的兰姆波谐振器及其制备方法进行详细描述。
实施例1
如图5所示，本实施例提出一种兰姆波谐振器200，包括自下而上的衬底201、底电极层202、AlN成核层203、单晶氮化物薄膜层204及叉指电极205，其中：底电极层202覆盖于衬底201上表面自中心向两侧的部分区域；AlN成核层203覆盖于底电极层202的上表面、侧面，以及衬底上表面除底电极层202覆盖区域外的其他区域；单晶氮化物薄膜层204形成于AlN成核层203的上表面，且该单晶氮化物薄膜层204的上表面与水平面平行；衬底201在正对底电极层202的区域具有一凹槽206，以使全部的底电极层202处于悬空状态；叉指电极205位于底电极层202的正上方。需要说明的是，图中仅以凹槽206的深度小于衬底201的厚度为例，实则，该凹槽206还可以贯穿该衬底201的厚度方向。
本实施例还提出一种如图5所示的兰姆波谐振器200的制备方法，以下结合附图5、图6(a)～图6(e)，对该制备方法进行详细描述，具体包括以下步骤：
步骤1：在衬底201上刻蚀形成凹槽206，并在该凹槽206中填充SiO2，以与衬底上表面平齐。具体工艺步骤为：
首先利用刻蚀工艺在衬底201上形成凹槽206，然后在衬底201上表面和凹槽206中生长SiO2，最后通过化学机械抛光衬底201上表面的SiO2，仅剩余凹槽206中的SiO2，并使该凹槽206中的SiO2上表面与衬底201的上表面平齐，得到如图6(a)所示的结构，其中，衬底201可以为Si、GaAs、玻璃等易于被刻蚀的衬底材料。
步骤2、在步骤1得到的器件上表面自中心向两侧的部分区域制备底电极层202，并射频磁控溅射AlN成核层203于底电极层202的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；具体包括以下步骤：
步骤21、采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术，在步骤1得到的器件上表面自中心向两侧的部分区域制备底电极层202，且控制该底电极层202的宽度小于凹槽206的宽度，得到如图6(b)所示的结构，其中底电极层202可以为铜、金、铁、铝、钛、铬、钼、钽等各种金属材料；
步骤22、在底电极层202的上表面、侧面及步骤21中得到的器件、除底电极层202外的其他区域的上表面，利用射频磁控溅射技术制备AlN成核层203，得到如图6(c)所示的结构，其中，AlN成核层204的厚度为1nm-500nm，射频磁控溅射技术制备时的温度为室温(25℃)至700℃。
步骤3、在AlN成核层203的上表面制备单晶氮化物薄膜层204，该单晶氮化物薄膜层204的上表面与水平面平行；
具体的，在AlN成核层203的上表面，利用MOCVD技术生长单晶氮化物薄膜层204，得到如图6(d)所示的结构，其中，MOCVD技术制备的单晶氮化物薄膜层204可以为GaN、AlN或AlxGa1-xN(0＜x＜1)的薄膜，单晶氮化物薄膜层204的厚度为10nm～2μm，MOCVD生长过程中的生长温度为700℃～1500℃。
步骤4、在单晶氮化物薄膜层204的上表面、正对底电极层202的位置制备叉指电极205；
具体的，采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术，并结合光刻、刻蚀、剥离等工艺，在单晶氮化物薄膜层204的上表面、正对底电极层202的位置制备叉指电极205，得到如图6(e)所示的结构，其中，叉指电极205可以为铜、金、铁、铝、钛、铬、钼、钽等各种金属材料。
步骤5、腐蚀去除凹槽中的SiO2，以使全部的底电极层悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
具体的，利用HF腐蚀液腐蚀去除凹槽206中的SiO2，使全部的底电极层悬空，得到如图5所示的兰姆波谐振器。
实施例2
如图7所示，本实施例提出一种兰姆波谐振器300，包括自下而上的衬底301、底电极层302、AlN成核层303、单晶氮化物薄膜层304及叉指电极305，其中：底电极层302覆盖于衬底301上表面自中心向两侧的部分区域；AlN成核层303覆盖于底电极层302的上表面、侧面，以及衬底上表面除底电极层302覆盖区域外的其他区域；单晶氮化物薄膜层304形成于AlN成核层303的上表面，且该单晶氮化物薄膜层304的上表面与水平面平行；衬底301在正对底电极层302的区域具有一凹槽306，以使全部的底电极层302处于悬空状态；叉指电极305位于底电极层302的正上方，其中凹槽306贯穿衬底301的厚度方向。
本实施例还提出一种如图7所示的兰姆波谐振器300的制备方法，以下结合附图8(a)～图8(d)，对该制备方法进行详细描述，具体包括以下步骤：
步骤1、在衬底301上表面的部分区域制备底电极层302，并射频磁控溅射AlN成核层303于底电极层302的上表面、侧面及衬底301上表面除底电极层302所在区域外的其他区域；具体包括以下步骤：
步骤11、采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术在衬底301上表面自中心向两侧的部分区域制备底电极层302，得到如图8(a)所示的结构；衬底301可以为Si、GaAs、玻璃等易于被刻蚀的衬底材料；底电极层302可以为铜、金、铁、铝、钛、铬、钼、钽等各种金属材料。
步骤12、在衬底301上表面除底电极层302所在区域外的其他区域，及底电极层302的上表面和侧面利用射频磁控溅射技术制备AlN成核层303，得到如图8(b)所示的结构，其中，AlN成核层303的厚度为1nm-500nm，射频磁控溅射技术制备时的温度为室温(25℃)至700℃；
步骤2、在AlN成核层303的上表面制备单晶氮化物薄膜层304，该单晶氮化物薄膜层304的上表面与水平面平行；
具体的，在AlN成核层203的上表面上利用MOCVD制备单晶氮化物薄膜304，并使该单晶氮化物薄膜层304的上表面与水平面平行，得到如图8(c)所示的结构；其中，MOCVD技术制备的单晶氮化物薄膜层304可以为GaN、AlN或AlxGa1-xN(0＜x＜1)的薄膜，该单晶氮化物薄膜304的厚度为10nm～20nm，MOCVD生长过程中的生长温度为700℃～1500℃。
步骤3、在单晶氮化物薄膜层304的上表面、正对底电极层302的位置制备叉指电极305；
具体的，采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术，并结合光刻、刻蚀、剥离等工艺，在单晶氮化物薄膜304上制备金属叉指电极305，得到如图8(d)所示的结构，其中，叉指电极305可以为铜、金、铁、铝、钛、铬、钼、钽等各种金属材料。
步骤4、自衬底的下表面刻蚀衬底301，形成贯穿衬底301厚度方向的凹槽306，以使全部的底电极层302悬空，完成兰姆波谐振器的制备。
即，在背面刻蚀衬底材料301，在衬底材料301的背面形成空气隙306，使全部的底电极层悬空，得到如图7所示的兰姆波谐振器。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种兰姆波谐振器，包括自下而上的衬底、底电极层、单晶氮化物薄膜层及叉指电极，其中：
在所述底电极层与单晶氮化物薄膜层之间还具有AlN成核层；
所述衬底在正对所述底电极层的区域具有一凹槽，以使部分/全部的所述底电极层处于悬空状态；
所述叉指电极位于所述底电极层的正上方。
2.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其中：
所述底电极层覆盖于所述衬底上表面的部分区域；
所述AlN成核层覆盖于所述底电极层的上表面、侧面，以及衬底上表面除底电极层覆盖区域外的其他区域；
所述单晶氮化物薄膜层形成于所述AlN成核层的上表面，且该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行。
3.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其中：
所述凹槽的深度小于或等于所述衬底的厚度；
所述叉指电极两个最外侧面之间的距离小于或等于所述底电极层的宽度。
4.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其中：
所述AlN成核层的厚度为1～500nm；和/或
所述单晶氮化物薄膜层的厚度为10nm～2μm；和/或
所述单晶氮化物薄膜层的材质包括GaN、AlN或AlxGa1-xN，其中，0＜x＜1。
5.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其中：
所述衬底的材质包括硅、砷化镓或玻璃；
所述底电极层和叉指电极的材质为金属材料，包括铜、金、铁、铝、钛、铬和钼的任意组合。
6.一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在衬底上刻蚀形成一凹槽，并在该凹槽中填充SiO2，以与衬底上表面平齐；
步骤2、在步骤1得到的器件上表面的部分区域制备底电极层；并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；
步骤3、在所述AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；
步骤4、在所述单晶氮化物薄膜层的上表面、正对所述底电极层的位置制备叉指电极；
步骤5、腐蚀去除所述凹槽中的SiO2，以使所述部分/全部的底电极层悬空，完成所述兰姆波谐振器的制备。
7.一种兰姆波谐振器的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在衬底上表面的部分区域制备底电极层，并射频磁控溅射AlN成核层于底电极层的上表面、侧面及器件上表面的其他区域；
步骤2、在所述AlN成核层的上表面制备单晶氮化物薄膜层，该单晶氮化物薄膜层的上表面与水平面平行；
步骤3、在所述单晶氮化物薄膜层的上表面、正对所述底电极层的位置制备叉指电极；
步骤4、自所述衬底的下表面刻蚀所述衬底，形成贯穿所述衬底厚度方向的凹槽，以使部分/全部的所述底电极层悬空，完成所述兰姆波谐振器的制备。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的兰姆波谐振器的制备方法，其中：
射频磁控溅射AlN成核层时的温度为25℃～700℃；
所述AlN成核层的厚度为1～500nm。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的兰姆波谐振器的制备方法，其中：
采用金属有机化合物化学气相沉积技术、氢化物气相外延技术或原子层沉积技术制备所述单晶氮化物薄膜层；
所述单晶氮化物薄膜层的厚度为10nm～2μm；
所述单晶氮化物薄膜层的材质包括GaN、AlN或AlxGa1-xN，其中，0＜x＜1。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的兰姆波谐振器的制备方法，其中：
所述叉指电极两个最外侧面之间的距离小于或等于所述底电极层的宽度；和/或
所述衬底的材质包括硅、砷化镓或玻璃；
所述底电极层和叉指电极的材质为金属材料，包括铜、金、铁、铝、钛、铬和钼的任意组合。
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