[发明专利]基于声界面波、集成MEMS开关的单片滤波器组件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关选通滤波器组件，具体涉及一种由MEMS开关控制的声界面波滤波器组件集成结构及相关制作工艺。 

背景技术

随着跳频通讯和无线侦听技术的发展，人们对跳频通讯和无线侦听等设备的便携性提出了更高的要求。目前，跳频通讯、无线侦听收发机滤波器组件全是由分立元件构成，器件体积庞大，占据了收发机大量空间。 

声表面波滤波器以其窄带、低损耗、高矩形度的优点广泛应用于滤波器组件领域，但是由于难以与开关实现集成，并且多个滤波器的并行排列增加了开关的布线难度，导致滤波器组件体积庞大，亟需一种滤波器组件集成方案以实现滤波器组件的小型化。 

美国专利7151424B2利用边界波原理，将梯形滤波器的组成部分-单端谐振器分布于多层结构中，并采用通孔实现电路连接，从而大幅度得减小了滤波器的体积。但是该专利没有提及如何采用该结构实现多个滤波器的并行排列，并且没有实现开关与滤波器的集成，对于缩小滤波器组件体积的作用有限。 

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种基于声界面波、集成MEMS开关的单片滤波器组件，该滤波器组件克服了现有技术中开关与滤波器分离、体积庞大的缺点，实现了滤波器的纵向排列和滤波器与开关的集成，大幅度缩小了滤波器组件的体积。 

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种基于声界面波、集成MEMS开关的单片滤波器组件，包括若干声界面波滤波器以及MEMS开关，其特征在于： 

①所述声界面波滤波器从下至上依次设置衬底、绝缘层、滤波器电极层、压电膜层和绝缘层，还包括信号输入电极、信号输出电极、吸声层和金属层； 

②所述MEMS开关包括接地电极、激励电极、信号输入电极、信号输出电极，还包括设置在信号接触区的凸点、信号输出电极下的空腔支柱、输出电极上的桥膜层、在激励电极上的介质绝缘层； 

③该组件由一组或者几组相互垂直排列且成层状结构的上述声界面波滤波器和分布在每组声界面波滤波器周围相对应的MEMS开关集成，MEMS开关的信号输入电极、信号输出电极、驱动电极、接地电极与封装对应的焊盘均用引线连接，滤波器的信号输入电极通过引线连接输入端MEMS开关的信号输出电极，滤波器的信号输出电极通过引线连接输出端MEMS开关的信号输入电极。 

一种基于声界面波滤波器、集成MEMS开关的单片滤波器组件的制作方法，该方法先制作声界面波滤波器，然后制作MEMS开关，具体包括以下步骤： 

(1)声界面波滤波器制作包括以下步骤： 

①在衬底上生长高硬度绝缘层，然后利用剥离工艺，旋涂光刻胶，光刻露出滤波器反相图形，溅射制备金属膜，去除多余光刻胶和电极，得到滤波器电极图形； 

②利用剥离工艺，在滤波器电极图形上旋涂光刻胶，光刻去除多余光刻胶，只留下引出电极上的光刻胶，溅射制备具有择优取向的压电膜层，去胶，露出引出电极，然后利用化学机械抛光或回蚀技术抛光薄膜，去除由于叉指电极导致的压电膜层不平； 

③采用②相同的剥离工艺，用光刻胶保护住引出电极，然后在压电薄膜上制备吸声层、金属层和高硬度绝缘层，完成第一层滤波器的制作； 

④第一层声界面波滤波器制作完后，在之上继续制作第二层声界面波滤波器，各个声界面波滤波器相互之间垂直排列或者层叠排列，具体制作方法重复①-③，在最后一层滤波器制作完成后，完成滤波器的制作； 

在压电薄膜和绝缘层之间还可以加入吸声层和金属层，只需在步骤③中绝缘层制备前，在压电膜层上先制备吸声层或金属层，然后再制备绝缘层，其中，步骤②中的抛光工艺也可以在绝缘层制备完成后实施； 

(2)MEMS开关制作包括以下步骤： 

①在衬底上的绝缘材料上涂覆光刻胶，光刻去除MEMS开关所在位置的光刻胶，在绝缘层上光刻出凸点图形，对绝缘层进行腐蚀减薄，得到凸点，去除光刻胶； 

②在上述绝缘层上，涂覆光刻胶，然后在其上光刻出共面波导和下电极图形，制备下电极层，去除多余光刻胶和多余部分电极； 

③在上述光刻工艺后，在下电极上涂覆光刻胶，光刻去除多余光刻胶，露出激励电极图形，然后在激励电极上生长一层电极间隔离层，随后去除全部光刻胶； 

④在上述步骤后，再旋涂一层光刻胶，光刻去除MEMS开关部分光刻胶，然后制备牺牲层和支持层，并去除多余光刻胶和牺牲层材料；