TEMPERATURE STABILITY OF MATERIALS FOR COMPOSITE MICROWAVE ACOUSTIC RESONATORS AND SENSORS ON DIAMOND SUBSTRATES

В статье рассмотрено влияние отжига при высоких температурах вплоть до 650 °С на работоспособность композитных СВЧ акустических резонаторов на алмазных подложках со структурами Al/ASN/Mo/(100) алмаз и Pt/ASN/Pt/(100) алмаз. Помимо оптических исследований использовали просвечивающую и растровую микроскопию высокого разрешения, рентгеновский дифракционный анализ, а также изучали изменения функциональных свойств акустических резонаторов на СВЧ, происходящие в результате последовательности отжигов. Исследована деградация Mo, Pt и Al электродов, а также температурная стойкость пьезоэлектрической пленки нитрида алюминия-скандия (ASN). Показано, что пленка Mo на алмазе заметно окисляется при температурах выше 400 °С, а при 500 °С улетучивается. Однако Mo, изолированный от воздействия кислорода воздуха пленкой ASN, сохраняет достаточную для работы композитного СВЧ акустического резонатора проводимость вплоть до 600 °С. Pt электроды в составе акустического резонатора оказались наименее стойкими: при 600 °С происходит полная деградация с образованием крупных каверн как для случая Pt на алмазе, так и при покрытии Pt пленкой ASN. В последнем случае также происходило локальное разрушение пленки ASN. Нитрид алюминия-скандия оказался работоспособным в составе резонатора Al/ASN/Mo/(100) алмаз даже при 600 °С и без изменений выдерживал отжиг 650 °С·1 ч. Применение Al в качестве верхнего электрода на пленке ASN и токоведущих дорожек, напыленных на алмаз, показало, что резонатор на основе структуры "Al/ASN/Mo/(100) алмаз" сохраняет свои функциональные акустические и электромеханические свойства при 600 °С.