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.
Obrázek 1: Schéma rezonátoru (není v měřítku): a) boční pohled; b) pohled shora.
Obrázek 2: Výrobní postup pro rezonátorovou strukturu: a) depozice vrstev na povrch Si substrátu; b) tvarování Ti/AlN/Ti/Al vrstev; c) leptání příkopu na horní straně metodou DRIE; d) metalizace, po které následuje leptání na zadní straně způsobující oddělení čipů; e) leptání na zadní straně pomocí metody DRIE k vytvoření konečné struktury.
Obrázek 3: Vyrobené struktury rezonátoru umístěné v pouzdře typu LCC68: a) pohled shora; b) pohled ze spodu s dírou pro volný pohyb rezonátoru.
Obrázek 4: Interferometrické měření rezonátorů: a) setup; b) elektrický signál z osciloskopu.
Obrázek 5: Naměřená výchylka při rezonanční frekvenci 2520 Hz pro různé hodnoty VAC. Výsledky FEM simulace jsou zobrazeny ve výřezu.
