[0028] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0029] 如图1所示,一种耐高温的声表面波传感器叉指电极,包括衬底1、氧化物界面层2、复合电极层3和氧化物保护层4;氧化物界面层2置于衬底1上,氧化物保护层4和多个复合电极层3均置于氧化物界面层2上,相邻复合电极层3之间设有间隙;氧化物保护层4包裹各复合电极层3;复合电极层3的材料为掺杂氧化物的金属。
[0030] 作为一个优选实施例,衬底的材料包括但不限于硅酸镓镧、钇铁氧体、LiNbO3、AlN。
[0031] 作为一个优选实施例,硅酸镓镧包括但不限于Ca3TaGa3Si2O14(CTGS)、La3Ga5.5Ta0.5O14(LGT)、La3Ga5.5Nb5.5O14(LGN)。
[0032] 作为一个优选实施例,衬底的厚度为50μm~1000μm,表面粗糙度RMS在1nm以下。
[0033] 作为一个优选实施例,氧化物界面层的材料包括但不限于Al2O3、ZrO2、SiO2、Y2O3、HfO2。
[0034] 作为一个优选实施例,氧化物界面层的厚度为5~100nm。
[0035] 作为一个优选实施例,复合电极层3中的金属材料包括但不限于Pt、Rh、Ir。
[0036] 作为一个优选实施例,复合电极层3中的氧化物材料包括但不限于Al2O3、ZrO2、SiO2、Y2O3、HfO2。
[0037] 作为一个优选实施例,复合电极层3的厚度为100~300nm。
[0038] 作为一个优选实施例,复合电极层3中的氧化物掺杂浓度为非线性渐变,最低为0.01%,最高为10%。
[0039] 作为一个更优选实施例,复合电极层3中的氧化物掺杂浓度由下至上呈正弦曲线变化,形成高氧化物浓度层5和低氧化物浓度层6依次交替的排布规律,且高氧化物浓度层5的氧化物浓度最大位置出现在高氧化物浓度层5的中间位置,如图2所示;其中,正弦曲线取0.5N个周期,N取值为1~20。
[0040] 作为一个优选实施例,氧化物保护层4的材料包括但不限于Al2O3、ZrO2、SiO2、Y2O3、HfO2。
[0041] 作为一个优选实施例,氧化物保护层4的厚度为50~150nm。
[0042] 该耐高温的声表面波传感器叉指电极的制备方法,包括如下步骤:
[0043] 步骤一、选取切向为(0,138.5,117)的衬底,依次用丙酮、酒精和去离子水超声清洗5min,再用氮气吹干。
[0044] 步骤二、将经步骤一处理后的衬底放入原子层沉积系统(型号为美国KurtJ.Lesker公司的ALD150LX)中,抽真空,沉积20nm的氧化物界面层。
[0045] 步骤三、将步骤二处理得到的沉积氧化物界面层后的衬底依次经过涂胶、烘烤、对准、曝光、显影的光刻工艺处理,在氧化物界面层上得到复合电极层图案。
[0046] 步骤四、将经步骤三光刻处理后的样片固定在磁控溅射系统(型号为美国DENTON公司的DISCOVERY635)的基片台上,然后将基片台放入真空室中,进行金属靶材与氧化物靶材的共溅射,在氧化物界面层上得到复合电极全覆盖层;其中,金属靶材的功率固定不变,氧化物靶材的功率随时间周期变化。
[0047] 步骤五、将经步骤四处理后的样片泡在丙酮溶液中,超声10分钟,因为丙酮与光刻胶互溶,复合电极全覆盖层上除复合电极层图案以外的多余电极会脱离,从而得到复合电极层。
[0048] 步骤六、将经步骤五处理后的样片放入磁控溅射系统的基片台上,然后将基片台放入真空室中,溅射50nm的氧化物保护层。
[0049] 作为一个优选实施例,步骤四中,金属靶材为Pt靶材,氧化物靶材为Al2O3靶材。Pt靶材的直径为75mm,纯度为99.999%;AL203靶材的直径为75mm,纯度为99.999%。Pt靶材的功率为300W;AL203靶材的功率变化规律为从500W逐渐下降至300W,再逐渐上升至500W,经过三个周期。步骤四得到的复合电极全覆盖层为Pt与Al2O3复合的波浪式渐变电极层。
[0050] 作为一个更优选实施例,步骤四中,复合电极全覆盖层的厚度为200nm。
[0051] 如图3所示,本发明制备方法制备的叉指电极在1200℃保持1h后的扫描电子显微镜照片中,灰白色的为复合电极层3,可以看出复合电极层3有轻微的起泡现象,但复合电极层3整体依旧保持连续性。因此,本发明制备方法制备的叉指电极在高温下能有效阻碍电极的团聚与凸起,有效改善电极在高温下的退化现象,增加了器件的高温耐热性,延长了器件在高温环境下的工作时间,使声表面波器件可以应用在一些军工、航空航天等高温复杂环境中。