[发明专利]一种温度补偿声表滤波器的改善结构及其方法

说明书

本发明公开了一种温度补偿声表滤波器的改善结构及其方法，是在滤波器器件的功能区外围设置补偿环，补偿环不与功能区内的器件结构相连，然后再沉积温度补偿层以及对温度补偿层进行CMP磨平处理。本发明通过绕设于功能区外围的补偿环的设置，将原出现于功能区上方的CMP后温度补偿层的斜坡转移至补偿环上方，确保了功能区内温度补偿层厚度的均匀性，避免了滤波器工作频率偏移的问题，进而改善了温度补偿滤波器特性；且在确保产品性能的前提下降低了CMP工艺对抛光垫及机台能力的需求，减少了设备成本的投入，提高生产效益。

技术领域

本发明涉及声表面波滤波器的技术领域，尤其涉及一种温度补偿声表滤波器的改善结构及其方法。

背景技术

声表面波(SAW)滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，广泛应用于信号接收机前端以及双工器和接收滤波器等领域，可实现宽带宽和小体积。其中，温度补偿型滤波器(TC-SAW)不易受温度变化影响，性能更为稳定，应用更为广泛。习知的SAW滤波器结构包括形成于压电基板上的叉指换能器和反射器，反射器位于叉指换能器两侧，电输入信号通过间插的金属叉指换能器转换为声波。为改善滤波器的温漂问题，实现TC-SAW的性能，通过在器件表面覆盖一层热膨胀系数小的膜层以降低温度改变带来的器件膨胀或收缩，从而实现温度补偿。

具体制作方法上，首先在滤波器结构上沉积温度补偿层材料，然后采用化学机械抛光(CMP)的方法将其磨平减薄至所需厚度。然而，由于CMP设备的局限性，参考图1，叉指换能器和反射器(图中总称为IDT)与基板具有高度差，采用CMP方法后会在高度落差处形成明显的斜坡P，该斜坡P往往延伸至反射器以及叉指换能器之上，导致整个滤波器结构边缘的温度补偿层厚度低于中心区域，厚度不均匀，这会产生滤波器工作的频率的偏移问题，影响TC-SAW的特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种温度补偿声表滤波器的改善结构及其方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种温度补偿声表滤波器的结构改善方法，包括以下步骤：

1)于压电基板上制作由叉指换能器和反射器形成的功能区以及补偿环，并使反射器位于叉指换能器两侧，补偿环环绕于功能区外围；

2)沉积温度补偿层；

3)对温度补偿层实施CMP处理。

可选的，步骤1)中，于所述压电基板上沉积金属层，图形化所述金属层同步形成所述叉指换能器、反射器和补偿环。

可选的，步骤1)中，于所述压电基板上沉积金属层，图形化所述金属层形成所述叉指换能器和反射器，然后沉积补偿环层，图形化所述补偿环层形成所述补偿环。

可选的，所述金属层的材料包括钛、铝、铜含量0.5～2％的铝铜合金、金及其组合。

可选的，所述补偿环层的材料包括SiO₂、Si₃N₄。

可选的，所述补偿环包括若干间隔排列的补偿块，该些补偿块的间隔为3～20μm。

可选的，所述补偿环与功能区边缘的距离为3～20μm，宽度为≥5μm，厚度是叉指换能器和反射器厚度的0.95～1.05。

可选的，步骤1)中，所述叉指换能器和反射器的厚度为100～300nm，步骤2)中，沉积所述温度补偿层的厚度为1μm，步骤3)中，通过CMP处理将所述温度补偿层厚度减少至1μm±0.05μm。

可选的，所述温度补偿层是SiO₂或其掺杂薄膜，通过磁控溅射镀膜或化学气相沉积的方法形成。