Rezonátory s piezoelektrickými vrstvami na bázi AlN

Resonators with AlN-based piezoelectric layers

Functioning sample

Rezonátory s piezoelektrickými vrstvami na bázi AlN byly vyrobeny pomocí jednoduchého výrobního procesu. Sestávají z nosníků vytvořených pomocí vícevrstvé depozice asistovaným iontovým svazkem. Preferenčně (001) orientované tenké vrstvy AlN mají výjimečně vysoké piezoelektrické koeficienty (7,33 ± 0,08) pC∙N−1. Výroba rezonátorů byla dokončena pomocí pouhých tří litografických kroků, za použití konvenčního křemíkového substrátu s plně kontrolovatelnou tloušťky nosníku, přičemž na konci nosníku bylo implementováno závaží. Vzhledem k tomu, že depozice AlN byla prováděna při teplotě ≈ 330 °C, lze tento proces implementovat do standardní technologie CMOS, stejně tak i do následného zpracování waferu při výrobě MEMS. Výchylky a rezonanční frekvence rezonátorů byly charakterizovány pomocí laserové interferometrie a vibrační stolice. Na Obrázek 1 je zobrazeno schéma v několika pohledech. Na Obrázek 2 je zobrazen výrobní postup pro rezonátory s piezoelektrickými vrstvami na bázi AlN. Na Obrázek 3 pak vyrobené struktury rezonátoru umístěné v pouzdře typu LCC68. Dále na Obrázek 4 je zobrazeno interferenční měření a na Obrázek 5 pak naměřená výchylka při rezonanční frekvenci 2520 Hz pro různé hodnoty VAC.

Resonators with piezoelectric layers based on AlN were manufactured using a simple manufacturing process. They consist of beams formed by multilayer deposition by an assisted ion beam. The preferentially (001) oriented AlN thin films have exceptionally high piezoelectric coefficients (7.33 ± 0.08) pC ∙ N − 1. The production of the resonators was completed in just three lithographic steps, using a conventional silicon substrate with a fully controllable beam thickness, with a weight being implemented at the end of the beam. Due to the fact that AlN deposition was performed at a temperature of ≈ 330 ° C, this process can be implemented in standard CMOS technology, as well as in the subsequent processing of the wafer in the production of MEMS. The deviations and resonant frequencies of the resonators were characterized by laser interferometry and vibrating stool. Figure 1 shows the diagram in several views. Figure 2 shows the manufacturing process for AlN-based piezoelectric layer resonators. In Figure 3, the resonator structures are then placed in an LCC68 type housing. Further, Figure 4 shows the interference measurement and Figure 5 shows the measured deviation at a resonant frequency of 2520 Hz for different VAC values.

resonator, piezoelectric effect, AlN

resonator, piezoelectric effect, AlN

Laboratoř Labsensnano Technická 3058/10, 616 00 Brno

In order to use the result by another entity, it is always necessary to acquire a license

http://webzor.umel.feec.vutbr.cz/LabSensNano/products.aspx?id=147

2020_Rezonátory s piezoelektrickými vrstvami na bázi AlN