CN110224680A - 一种固态反射型体声波谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方和/或所述衬底上方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料键合；将得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。本发明所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，使用晶圆键合转移技术制备高质量单晶铌酸锂薄膜，结合反射层结构能够制备结构强度高且性能优异的谐振器。
Description
技术领域
本发明属于单晶薄膜器件的加工领域，具体而言，本发明涉及一种固态反射型体声波谐振器及其制备方法。
背景技术
薄膜体声波谐振器以小体积、高品质因子(Q值)等优点，已广泛应用于无线通信领域。薄膜体声波谐振器通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波从而形成谐振，其谐振腔以压电薄膜作为支撑，是一个压电薄膜夹在两金属电极间的三明治结构，其谐振频率主要与压电薄膜厚度成反比，也与三明治结构其他各层特性和厚度有关。要获得高Q值的谐振器，必须将谐振能量限制在压电层内。理想的全反射状态是三明治结构的谐振腔两面都是空气，这种结构中谐振区域处于悬空状态，机械强度差。而固态反射型的谐振器，则是在谐振区与下方制备多层反射层结构，能够起到对谐振能量有效反射的效果，固态反射型谐振器在结构强度方面具有明显的优势。
现有固态反射型谐振器制备方法主要为在衬底上沉积反射层、下电极、压电层，然后制备上电极。例如，中国专利文献CN101958696A中公开的温度补偿薄膜体波谐振器及加工方法，采用的压电薄膜主要为氮化铝膜，由于采用电子束沉积的方式，难以保证薄膜的晶格取向，加上在金属电极上沉积，薄膜均匀性受电极层影响，从而影响薄膜质量，致使器件产生多次谐波，影响谐振频率，并且氮化铝膜机电耦合系数不高，难以满足宽带滤波的需求。
发明内容
本发明提供了一种固态反射型体声波谐振器的制备方法，以解决现有技术中制备固态反射型体声波谐振器时，难以保证薄膜的晶格取向、薄膜质量不高，致使器件产生多次谐波、对谐振频率影响大、难以达到宽频滤波的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
或者，取经过离子注入的压电材料，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
或者，取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料具有反射层的一侧与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得；
优选地，步骤(a)中所述压电材料为铌酸锂；
优选地，经过离子注入的压电材料通过如下方法得到：取压电材料，在所述压电材料上进行离子注入，所述压电材料注入的离子为H离子、He离子、B离子、As离子中的一种或多种；注入离子的能量为100KeV-1000KeV；注入剂量为2-8×1016/cm2；离子束流为0.1-10um/cm-2；注入深度为0.3-8um；
优选地，所述衬底为Si、SOI、玻璃、LN、LT中的一种。
优选地，所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置，其中最靠近所述压电材料的一层为低声阻抗反射层；
优选地，所述低声阻抗反射层的材质为Al、Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质为Mo、Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种；
优选地，生长反射层具体包括如下步骤：
在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；
或者，在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此生长1-3个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；
或者，在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环；同时在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；
优选的，生长的所述反射层的总厚度为200nm-6000nm。
优选地，步骤(a)中的键合为聚合物键合、亲水性键合、共晶键合中的一种；
优选地，聚合物键合具体包括如下步骤：在所述衬底和/或所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括苯并环丁烯、聚酰亚胺中的一种或多种；优选地，涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；
优选地，亲水键合具体包括如下步骤：在所述衬底和/或所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm；
优选地，共晶键合具体包括如下步骤：优在所述衬底和/或所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为金、锡及其合金中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。
优选地，步骤(a)中的经过离子注入的压电材料的注入面上还生长有下电极；
优选地，所述下电极包括图形化的下电极、未图形化的下电极。
优选地，图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；或者，先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；
优选地，生长下电极的电极材料为Al、Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度为50-500nm。
优选地，所述下电极为图形化的下电极，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，对所述隔离层平坦化，或者不进行平坦化；所述隔离层的厚度为50-800nm，优选地，所述隔离层的厚度为50-100nm。
优选地，步骤(b)中具体包括如下步骤：将步骤(a)得到的键合后的中间产物，升温至200～350℃，使薄膜剥离，然后，在温度200～350℃下，退火20～120min，得到剥离薄膜；优选地，所述压电材料剥离后的厚度为500-1000nm。
优选地，生长的所述上电极的电极材料为Al、Au、Mo、Pt、W中的一种，所述上电极厚度为50～300nm。
本发明还提供一种所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法制备得到的固态反射型体声波谐振器。
优选地，所述的固态反射型体声波谐振器，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、反射层、键合层和衬底；优选地，所述下电极为图形化的下电极，所述下电极与所述反射层之间还设有隔离层；
或者，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、键合层、反射层和衬底。
优选地，所述反射层由交替设置的低声阻抗反射层与高声阻抗反射层组成。
本发明还提供一种固态反射型体声波谐振器，
自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、反射层、键合层和衬底；优选地，所述下电极为图形化的下电极，所述下电极与所述反射层之间还设有隔离层；
或者，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、键合层、反射层和衬底；
优选地，所述反射层由交替设置的低声阻抗反射层与高声阻抗反射层组成。
优选地，所述固态反射型体声波谐振器由晶圆键合转移方法制备而成。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，使用晶圆键合转移技术制备高质量压电薄膜，结合固态反射层结构能够制备结构强度高且性能优异的谐振器。本发明的键合层可以设计在下电极和衬底间任意位置。本发明可以使键合方式具有很大的灵活性，以满足不同制备情况的需要，提高键合成功率。并且，制备得到的固态反射型体声波谐振器可以达到高频、高机电耦合系数的要求，满足宽带滤波的需求，且不易产生谐波，解决了电子束沉积的方式制备的固态反射型体声波谐振器，难以保证薄膜的晶格取向、薄膜质量不高，致使器件产生多次谐波、对谐振频率影响大、难以实现宽带滤波的技术问题。
2、本发明所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，低声阻抗反射层和高声阻抗反射层交替分布，交替分布的低声阻抗反射层和高声阻抗反射层往往通过逐层生长的方式制备。当生长多层材料时，随着层数的增多，最上层薄膜的粗糙度会逐渐加大，薄膜质量会越来越差，而最靠近压电材料的一层反射层质量对固态反射层声波反射效果影响最大。本发明通过直接在压电材料上生长反射层，保证了最靠近压电材料的一层反射层具有较好的质量，避免了逐层生长薄膜质量差对谐振器产生的不良影响。
附图说明
图1为实施例1中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图2为实施例2中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图3为实施例3中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图4为实施例4中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图5为实施例5中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图6为实施例6中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图7为实施例7中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图8为实施例8中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图9为实施例9中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图10为实施例10中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图11为实施例11中的固态反射型体声波谐振器的制备方法的流程示意图。
图12为实施例1中制备得到的固态反射型体声波谐振器的结构示意图。
图中：1-上电极；2-压电薄膜；3-下电极；4-低声阻抗反射层；5-高声阻抗反射层；6-键合层；7-衬底。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明各实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。不同厂家、型号的原料并不影响本发明技术方案的实施及技术效果的实现。
实施例1
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图1所示，具体包括如下步骤：
(a)如图1中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
需要说明的是，作为本实施例可替换的实现方式，注入的离子还可以是He离子、B离子、As离子中的一种或多种；注入离子的能量可以是100KeV-1000KeV范围内的任意值；注入剂量可以是2-8×1016/cm2范围内的任意值；离子束流可以是0.1-10um/cm-2范围内的任意值；注入深度可以是0.3-8um范围内的任意值。
在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3600nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；(其中，BCB为苯并环丁烯的简称，下文不再赘述)所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为聚合物键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯、聚酰亚胺中；涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；本实施中，具体如下：
如图1中的(2)所示，在得到的所述反射层上旋涂键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
如图1中的(3)所示，在所述衬底上旋涂键合物，形成键合层，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将涂覆有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，键合的预键合压力4×105pa，保压时间为30min；然后，将温度缓慢升至200℃，并保持温度为200℃，保持2h，使所述苯并环丁烯完全固化，完成键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度350℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，即压电层，如图1中的(4)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图1中的(5)所示。
如图12所示，为制备得到的固态反射型体声波谐振器的结构示意图。
实施例2
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图2所示，具体包括如下步骤：
(a)如图2中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；(其中，BCB为苯并环丁烯的简称，下文不再赘述)所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为亲水性键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种；生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm，本实施例中，具体如下：
如图2中的(2)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为氧化硅，即SiO2；
如图2中的(3)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为氧化硅，即SiO2；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图2中的(4)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图2中的(5)所示。
实施例3
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图3所示，具体包括如下步骤：
(a)如图3中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；(其中，BCB为苯并环丁烯的简称，下文不再赘述)所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为共晶键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为金、锡及其合金中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。本实施例中，具体如下：
如图3中的(2)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；
如图3中的(3)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图3中的(4)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图3中的(5)所示。
实施例4
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图4所示，具体包括如下步骤：
(a)如图4中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
需要说明的是，作为本实施例可替换的实现方式，注入的离子还可以是He离子、B离子、As离子中的一种或多种；注入离子的能量可以是100KeV-1000KeV范围内的任意值；注入剂量可以是2-8×1016/cm2范围内的任意值；离子束流可以是0.1-10um/cm-2范围内的任意值；注入深度可以是0.3-8um范围内的任意值。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为未图形化的下电极。生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图4的(2)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3600nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为聚合物键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯、聚酰亚胺中；涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；本实施中，具体如下：
如图4中的(3)所示，在得到的所述反射层上旋涂键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
如图4中的(4)所示，在所述衬底上旋涂键合物，形成键合层，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将涂覆有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，键合的预键合压力4×105pa，保压时间为30min；然后，将温度缓慢升至200℃，并保持温度为200℃，保持2h，使所述苯并环丁烯完全固化，完成键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度350℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图4中的(5)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图4中的(6)所示。
实施例5
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图5所示，具体包括如下步骤：
(a)如图5中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为未图形化的下电极。生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图5中的(2)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；(其中，BCB为苯并环丁烯的简称，下文不再赘述)所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为亲水性键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种；生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm，本实施例中，具体如下：
如图5中的(3)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为氧化硅，即SiO2；
如图5中的(4)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为氧化硅，即SiO2；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图5中的(5)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图5中的(6)所示。
实施例6
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图6所示，具体包括如下步骤：
(a)如图6中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为未图形化的下电极。生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图6的(2)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的注入面下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为共晶键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为金、锡及其合金中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。本实施例中，具体如下：
如图6中的(3)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；
如图6中的(4)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图6中的(5)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图6中的(6)所示。
实施例7
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图7所示，具体包括如下步骤：
(a)如图7中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为图形化的下电极。图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；作为本实施例的可替换的实现方式，所述下电极还可通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；本实施例中，生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图7的(2)所示，取衬底，本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此生长1-3个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，将所述压电材料与所述衬底的具有反射层的一侧键合；本实施例中的键合为聚合物键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯、聚酰亚胺中；涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；本实施中，具体如下：
如图7中的(3)所示，在得到的所述压电材料的具有下电极的一侧旋涂键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
如图7中的(4)所示，在所述衬底的具有反射层的一侧旋涂键合物，形成键合层，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
将涂覆有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，键合的预键合压力4×105pa，保压时间为30min；然后，将温度缓慢升至200℃，并保持温度为200℃，保持2h，使所述苯并环丁烯完全固化，完成键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度350℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图7中的(5)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图7中的(6)所示。
实施例8
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图8所示，具体包括如下步骤：
(a)如图8中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为图形化的下电极。图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；作为本实施例的可替换的实现方式，所述下电极还可通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；本实施例中，生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图8的(2)所示，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，然后对所述隔离层平坦化；所述隔离层的厚度为50nm。作为本实施例的可替换的实现方式，所述隔离层的厚度可以为50-800nm范围内的任意值。
如图8中的(3)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的隔离层的下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为聚合物键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯、聚酰亚胺中；涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；本实施中，具体如下：
如图8中的(4)所示，在得到的所述压电材料的反射层的一侧旋涂键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
如图8中的(5)所示，在所述衬底的具有反射层的一侧旋涂键合物，形成键合层，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将涂覆有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，键合的预键合压力4×105pa，保压时间为30min；然后，将温度缓慢升至200℃，并保持温度为200℃，保持2h，使所述苯并环丁烯完全固化，完成键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度350℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图8中的(6)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图8中的(7)所示。
实施例9
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料具有反射层的一侧与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图9所示，具体包括如下步骤：
(a)如图9中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为图形化的下电极。图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；作为本实施例的可替换的实现方式，所述下电极还可通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；本实施例中，生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图9的(2)所示，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，然后对所述隔离层平坦化；所述隔离层的厚度为50nm。作为本实施例的可替换的实现方式，所述隔离层的厚度可以为50-800nm范围内的任意值。
如图9中的(3)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的隔离层的下方生长反射层，所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；首先，在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环；本实施例中，生长1个循环，生长的所述反射层的厚度为300nm。所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为亲水键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。本实施例中，具体如下：
如图9中的(4)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为二氧化硅；
如图9中的(5)所示，取衬底，本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；本实施例中，生长1个循环，生长的所述反射层的厚度为300nm。所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
如图9中的(6)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为二氧化硅；将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图9中的(7)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图9中的(8)所示。
实施例10
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料具有反射层的一侧与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图10所示，具体包括如下步骤：
(a)如图10中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为图形化的下电极。图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；作为本实施例的可替换的实现方式，所述下电极还可通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；本实施例中，生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图10的(2)所示，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，然后对所述隔离层平坦化；所述隔离层的厚度为50nm。作为本实施例的可替换的实现方式，所述隔离层的厚度可以为50-800nm范围内的任意值。
如图10中的(3)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的隔离层的下方生长反射层，所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；首先，在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环；本实施例中，生长1个循环，生长的所述反射层的厚度为300nm。所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为共晶键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为金、锡及其合金中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。本实施例中，具体如下：
如图10中的(4)所示，在得到的所述反射层上生长键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；
如图10中的(5)所示，取衬底，本实施例中，所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；本实施例中，生长1个循环，生长的所述反射层的厚度为300nm。所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
如图10中的(6)所示，在所述衬底上生长键合物，形成键合层，所述键合物为金、锡，即Au/Sn；将生长有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度200℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图10中的(7)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图10中的(8)所示。
实施例11
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
作为本实施例的优选实现方式，固态反射型体声波谐振器的制备方法如图12所示，具体包括如下步骤：
(a)如图11中的(1)所示，取压电材料铌酸锂，将所述压电材料注入H离子，注入离子的能量为100KeV，注入剂量为2×1016/cm2，离子束流为10um/cm-2，注入深度为4um，得到经过离子注入的压电材料。
在经过离子注入的压电材料的注入面上生长下电极；所述下电极为图形化的下电极。图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；作为本实施例的可替换的实现方式，所述下电极还可通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；本实施例中，生长下电极的电极材料为Al，所述下电极的厚度为50nm。作为本实施例可替换的实现方式，生长下电极的电极材料还可以是Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度可以为50-500nm范围内的任意值。
如图11的(2)所示，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，所述隔离层无需平坦化；所述隔离层的厚度为50nm。作为本实施例的可替换的实现方式，所述隔离层的厚度可以为50-800nm范围内的任意值。
如图11中的(3)所示，在得到的经过离子注入的压电材料的隔离层的下方生长反射层；在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；本实施例中，生长3个循环，生长的所述反射层的总厚度为3000nm。所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；所述低声阻抗反射层的材质为Al，所述高声阻抗反射层的材质为Mo。作为本实施例可替换的实现方式，所述低声阻抗反射层的材质还可替换为Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质还可替换为Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种。
然后，取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合，本实施例中的键合为聚合物键合，在所述衬底和所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯、聚酰亚胺中；涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；本实施中，具体如下：
如图11中的(4)所示，在得到的所述压电材料的反射层的一侧旋涂键合物，形成键合层；本实施例中，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；
如图11中的(5)所示，在所述衬底的具有反射层的一侧旋涂键合物，形成键合层，所述键合物为苯并环丁烯，即BCB；所述衬底为Si，作为本实施例可替换的实现方式，所述衬底还可替换为SOI、玻璃、LN、LT中的一种。其中，绝缘层上硅的简称为SOI；铌酸锂的简称为LN；钽酸锂的简称为LT。
将涂覆有键合层的所述衬底与所述压电材料置于键合机或管式炉中进行键合，键合的预键合压力4×105pa，保压时间为30min；然后，将温度缓慢升至200℃，并保持温度为200℃，保持2h，使所述苯并环丁烯完全固化，完成键合，得到的键合后的中间产物。
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，在温度350℃下，退火2h，使所述压电材料沿注入离子产生的损伤层产生劈裂，得到单晶压电薄膜材料，如图11中的(6)所示。最后，在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，本实施例中生长的为图形化的上电极，先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；生长的上电极的电极材料为Al；所述上电极的厚度为50nm，即得，如图11中的(7)所示。
对比例1
本实施例的固态反射型体声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
取衬底，在所述衬底上方生长反射层，然后在衬底上生长下电极，再在所述下电极上沉积压电层，最后在沉积的压电层上生长上电极，即得。
其中，所述衬底、反射层、下电极、压电层、上电极的材质与实施例1中完全一致。
效果试验例
为验证本发明所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法的技术效果，分别采用实施例1-11、对比例1中的方法制备的所述固态反射型体声波谐振器，按照如下步骤进行对比检测试验：
1.取实施例1-11、对比例1中的方法所制备的谐振器，使用探针台和矢量网络分析仪测试谐振器的S参数，得到S11。
2.将各谐振器的S11导入ADS仿真软件，利用ADS软件仿真得到三种器件输入阻抗Zin，从阻抗曲线读取各谐振器的串联谐振频率fs和并联谐振频率fp。
3.按照如下公式计算谐振器的Q值：
Q＝fs/p/2×|d(∠Zin)/df|s/p
4.按照如下公式机电耦合系数kt 2：
kt 2＝π2/4×(fp-fs)/fp
经过上述实验，得到的实验数据如下：
| 组别 | fs | fp | Q | k<sub>t</sub><sup>2</sup> |
| 实施例1 | 3.192GHz | 3.516GHz | 2581 | 22.71％ |
| 实施例2 | 3.164GHz | 3.476GHz | 2157 | 22.12％ |
| 实施例3 | 3.24GHz | 3.562GHz | 2352 | 22.28％ |
| 实施例4 | 3.116GHz | 3.42GHz | 2200 | 22.04％ |
| 实施例5 | 3.194GHz | 3.518GHz | 2250 | 22.7％ |
| 实施例6 | 3196GHz | 3.52GHz | 2356 | 22.69％ |
| 实施例7 | 3.15GHz | 3.464GHz | 2421 | 22.3％ |
| 实施例8 | 3.158GHz | 3.456GHz | 2341 | 21.25％ |
| 实施例9 | 3.142GHz | 3.446GHz | 2418 | 21.74％ |
| 实施例10 | 3.190GHz | 3.512GHz | 2503 | 22.59％ |
| 实施例11 | 3.16GHz | 3.458GHz | 2406 | 21.24％ |
| 对比例1 | 3.012GHz | 3.226GHz | 1100 | 16.35％ |
由上述结果可知，本发明所述的方法制备得到的固态反射型体声波谐振器具有更优的Q值以及机电耦合系数，性能更优。由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，将所述衬底与所述压电材料的具有反射层的一侧键合；
或者，取经过离子注入的压电材料，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
或者，取经过离子注入的压电材料，并在所述压电材料的注入面下方生长反射层，然后取衬底，在所述衬底上方生长反射层，将所述压电材料具有反射层的一侧与所述衬底的具有反射层的一侧键合；
(b)将步骤(a)中得到的键合后的中间产物进行热处理，使所述压电材料的薄膜剥离，再在所述压电材料的剥离后的一侧生长上电极，即得。
2.根据权利要求1所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(a)中所述压电材料为铌酸锂；
优选地，经过离子注入的压电材料通过如下方法得到：取压电材料，在所述压电材料上进行离子注入，所述压电材料注入的离子为H离子、He离子、B离子、As离子中的一种或多种；注入离子的能量为100KeV-1000KeV；注入剂量为2-8×1016/cm2；离子束流为0.1-10um/cm-2；注入深度为0.3-8um；
优选地，所述衬底为Si、SOI、玻璃、LN、LT中的一种。
3.根据权利要求1所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述反射层包括低声阻抗反射层、高声阻抗反射层；所述低声阻抗反射层与所述高声阻抗反射层为交替设置；
优选地，所述低声阻抗反射层的材质为Al、Ti、SiO2、BCB中的一种或者多种；所述高声阻抗反射层的材质为Mo、Au、Nb、Ni、Pt、Ta、W、Ir、ZnO、HfO2、TiO2、Ta2O5、WO3中的一种或多种；
优选地，生长反射层具体包括如下步骤：
在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此生长1-4个循环，即可；
或者，在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此生长1-3个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；
或者，在所述压电材料的一侧生长一层低声阻抗反射层，然后再在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环；同时在所述衬底上生长一层高声阻抗反射层，然后再在高声阻抗反射层上生长一层低声阻抗反射层，如此循环生长1-2个循环，最后在低声阻抗反射层上生长一层高声阻抗反射层，即可；
优选的，生长的所述反射层的总厚度为200nm-6000nm。
4.根据权利要求3所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(a)中的键合为聚合物键合、亲水性键合、共晶键合中的一种；
优选地，聚合物键合具体包括如下步骤：在所述衬底和/或所述压电材料的一侧涂覆键合物键合；其中，所述键合物为有机绝缘材料；所述有机绝缘材料包括苯并环丁烯、聚酰亚胺中的一种或多种；优选地，涂覆的所述键合物厚度为100nm-4000nm；
优选地，亲水键合具体包括如下步骤：在所述衬底和/或所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm；
优选地，共晶键合具体包括如下步骤：在所述衬底和/或所述压电材料的一侧生长键合物键合；其中，所述键合物为金、锡及其合金中的一种或多种；优选地，生长的所述键合物厚度为100nm-4000nm。
5.根据权利要求3所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(a)中的经过离子注入的压电材料的注入面上还生长有下电极；
优选地，所述下电极包括图形化的下电极、未图形化的下电极；
优选地，图形化的下电极通过如下方法生长：先在所述压电材料的表面光刻形成待生长图形，再生长电极，最后洗掉多余部分，即可；或者，先在所述压电材料的表面生长电极，再制备掩膜，最后刻蚀掉多余部分，即可；
优选地，生长下电极的电极材料为Al、Au、Mo、Pt、W中的一种；所述下电极的厚度为50-500nm。
6.根据权利要求5所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述下电极为图形化的下电极，在所述下电极的一侧生长SiO2作为隔离层，对所述隔离层平坦化，或者不进行平坦化；所述隔离层的厚度为50-800nm。
7.根据权利要求6所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法，其特征在于，步骤(b)中具体包括如下步骤：将步骤(a)得到的键合后的中间产物，升温至200～350℃，使薄膜剥离，然后，在温度200～350℃下，退火20～120min，得到剥离薄膜；优选地，所述压电材料剥离后的厚度为500-1000nm；
优选地，生长的所述上电极的电极材料为Al、Au、Mo、Pt、W中的一种，所述上电极厚度为50～300nm。
8.一种权利要求1-7中任意一项所述的固态反射型体声波谐振器的制备方法制备得到的固态反射型体声波谐振器。
9.根据权利要求8所述的固态反射型体声波谐振器，其特征在于，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、反射层、键合层和衬底；优选地，所述下电极为图形化的下电极，所述下电极与所述反射层之间还设有隔离层；
或者，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、键合层、反射层和衬底；
优选地，所述反射层由交替设置的低声阻抗反射层与高声阻抗反射层组成。
10.一种固态反射型体声波谐振器，其特征在于：
自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、反射层、键合层和衬底；优选地，所述下电极为图形化的下电极，所述下电极与所述反射层之间还设有隔离层；
或者，自上而下依次包括上电极、压电薄膜、下电极、键合层、反射层和衬底；
优选地，所述反射层由交替设置的低声阻抗反射层与高声阻抗反射层组成；
优选地，所述固态反射型体声波谐振器由晶圆键合转移方法制备而成。
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