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第 38 卷 第 1 期 王剑等： 退火温度对声表面波检测器电极表面粗糙度的影响 131

量，并利用自带 NanoScope Analysis 软件计算金属 显微镜测量其表面粗糙度。图 3 为退火前与不同退
铝电极的厚度。测量结果为溅射技术镀膜时的铝电 火温度下溅射镀膜所得的金属铝电极表面的 AFM
极厚度，测得的高度为 310.147 nm；热蒸发镀膜时 照片。
的铝电极厚度，测得的高度为259.918 nm。 根据其提供的软件 NanoScope Analysis 即可
得到表面粗糙度的大小，用轮廓算术平均偏差 (R a )
3 实验与讨论 和轮廓均方根值(R q )表示。退火前后的R a 和R q 如
表 1 所示，并在图 4 中表示出 R a 和 R q 与退火温度
3.1 退火温度对电极表面粗糙度的影响
之间的关系。
将制备好的 SAW 谐振器分别进行 200 C 和
◦
表 1 退火前后溅射所得的铝电极的 R a 和 R q 的大小
300 C的退火，保温3 h。退火完成之后使用原子力
◦
Table 1 The values of R a and R q of Al elec-
Results trode obtained by sputtering before and after
Surface area difference 1.55%
R q 7.70 nm
6.09 nm
R a annealing
Roughness R max 48.3 nm
退火前 200 C 300 C
◦
◦
R a/nm 6.09 6.96 4.67
R q /nm 7.70 8.76 5.87
9.0
8.5 R a
8.0 R q
-255.1 nm 7.5
᛫᭧ዤጀए/nm 6.5
0.0 1: Height sensor 35.0 µm 7.0
(a) ᤞ༢Ғ
Results 390.2 nm 6.0
Surface area difference 2.11%
8.76 nm 5.5
R q
R a 6.96 nm
Roughness R max 65.0 nm
5.0
4.5
0 50 100 150 200 250 300
ᤞ༢ພए/C
图 4 溅射镀膜 R a 和 R q 与退火温度之间的关系
Fig. 4 The relationship between surface roughness
and annealing temperature after sputtering
-289.8 nm
根据退火前后溅射所得的铝电极表面的 R a 和
0.0 1: Height sensor 35.0 µm
R q 的大小可知，当退火温度为 200 C 时，铝电极表
◦
(b) ᤞ༢ພए200 C
◦
Results 318.3 nm 面的粗糙度最大；退火温度为 300 C 时，表面粗糙
Surface area difference 0.990%
R q 5.87 nm
R a 4.67 nm 度比退火前的粗糙度要小。
39.6 nm
Roughness R max
然后对热蒸发镀膜的 SAW 器件进行同样的实
验测试。图5 为退火前与不同退火温度下热蒸发镀
膜所得的金属铝电极表面的 AFM 照片。退火前后
的R a 和R q 如表2所示，并在图6中表示出R a 和R q
与退火温度之间的关系。
根据退火前后热蒸发所得的铝电极表面的 R a
-268.5 nm
和 R q 的大小可知，粗糙度的变化趋势与溅射所得
0.0 1: Height sensor 35.0 µm
(c) ᤞ༢ພए300 C 的铝电极表面粗糙度的变化趋势相似，即当退火温
◦
图 3 退火前后溅射所得的铝电极的 AFM 表面形貌 度为 200 C 时，铝电极表面的粗糙度最大；退火温
◦
Fig. 3 AFM surface morphology of aluminum electrode 度为300 C时，表面粗糙度比退火前的粗糙度要小，
obtained by sputtering before and after annealing 但是改变的程度不大。