本發(fā)明屬于壓電薄膜材料領域，特別涉及一種Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料。
背景技術：
氮化鋁(AlN)是Ⅲ‐Ⅴ族氮化物半導體材料，屬于六方纖鋅礦結構，具有一系列優(yōu)異的物理化學性質，如禁帶寬度大(6.2ev)、高的熱導率、低的熱膨脹系數、高硬度、化學穩(wěn)定性好、大的擊穿場強和低的介電損耗、可用于高功率的微電子器件和深紫外發(fā)光電子器件，其應用前景十分廣闊。此外，氮化鋁(AlN)作為壓電材料不僅具有高的聲表面波傳播速度(10400m/s)，而且與互補金屬半導體(CMOS)工藝兼容，成為當前通訊業(yè)發(fā)展所需高頻聲表面波器件的首選材料。但由于氮化鋁(AlN)壓電性能與氧化鋅(ZnO)、鋯鈦酸鉛(PZT)相比較低，限制了氮化鋁(AlN)的進一步應用。故而，如何有效提高氮化鋁(AlN)的壓電性能成為研究中所要解決的問題。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料。
為克服現(xiàn)有技術氮化鋁薄膜材料壓電性能欠佳的不足，本發(fā)明為提高氮化鋁薄膜材料的壓電性能采用如下技術方案：
一種Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料，其特征在于，所述Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料的化學式為ErxAl1-xN，其中，x為Er的含量，1-x為AlN的含量，x≦0.5。
本發(fā)明中Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料可以采用反應磁控濺射法、真空蒸發(fā)鍍膜法、脈沖激光沉積法等合適的薄膜制備方法制備。
本發(fā)明中Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料在制備中所需的襯底材料為表面光滑材料；
本發(fā)明中Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料在制備中使用的靶材可以是合金靶、鑲嵌靶、雙靶等。
相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明采用現(xiàn)有薄膜制備技術，在多種可選擇襯底上沉積生長Er摻雜的AlN壓電薄膜，在不增加工藝難度的基礎上通過Er摻雜AlN后薄膜結構的改變來盡可能的提升AlN薄膜的壓電性能。稀土元素Er的離子半徑比Al的大，摻雜取代部分Al原子后會使晶體的晶格常數發(fā)生畸變；Er的電負性比Al小，Er的摻入使AlN中原有的純共價鍵變成共價鍵和離子鍵共存的混合態(tài)；且ErN為立方相，隨著Er摻雜含量的不斷增加其晶體結構一定會出現(xiàn)六方相AlN和立方相ErN共存的過渡態(tài)。因此，Er摻雜AlN后薄膜結構的改變，從而提升AlN的壓電性能?；诖?，本發(fā)明具有良好的推廣應用前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的一種Er摻雜氮化鋁的壓電薄膜材料的結構示意圖；其中：1為襯底材料，2為Er摻雜氮化鋁壓電薄膜。
具體實施方式
下面結合實施例和說明書附圖，詳細描述本發(fā)明的技術方案：
實施例：
一種Er摻雜的氮化鋁壓電薄膜材料通過射頻反應磁控濺射法制備的具體步驟如下：
步驟A：預處理襯底；
本實施例采用已經經過拋光處理的硅(Si)作為襯底，用丙酮、乙醇、去離子水各超聲清洗15分鐘后，再用高壓氮氣吹干；
步驟B制備AlN薄膜；
B1：選擇高純鋁鉺鑲嵌靶作為靶材，對真空腔室進行清潔處理，放入襯底材料，固定好靶材，打開真空系統(tǒng)；
B2：:當背底真空達到10-3Pa時，將真空腔室溫度升高到200℃并保溫20分鐘后，通入氬氣(純度99.99％)使得其含量為2.2并維持10分鐘；
B3：通入氬氣(純度99.99％)使得其含量為6.0，調節(jié)濺射功率為120W，濺射時間15分鐘；
B4：調節(jié)工藝參數具體如下：濺射溫度為350℃，濺射功率為150W，靶基距為65mm，工作壓強為0.5Pa，通入的氬氣和氮氣的含量比為氬氣∶氮氣＝7∶4，濺射時間為120分鐘。
步驟C：濺射結束后，對制得的薄膜保溫1小時，待真空腔室溫度溫度降到50°以下關閉設備。
根據本實施例所得薄膜材料的結構如圖1所示，其中，1為硅襯底材料，2為Er摻雜的AlN壓電薄膜，Er摻雜的AlN壓電薄膜在硅襯底材料上沉積生長。
以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用與限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的申請范圍內所做的任何修改，等同替換和改進均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。