[发明专利]一种分层式电极的声表面波滤波器结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种分层式电极的声表面波滤波器结构及其制备方法，涉及电子信息材料领域，该结构由下至上依次包括压电单晶基片、第一层叉指换能器、二氧化硅层和第二层叉指换能器，第二层叉指换能器的线宽与第一层叉指换能器的线宽相同、相邻叉指间隙相同，两层叉指换能器交错设置，通过将叉指换能器的接地端和信号端分层的方式显著提高了传统压电单晶类声表面波器件的频率，通过同一套叉指换能器的两次制备，能够实现两层叉指换能器的材料和厚度的不同，从而精确控制声表面波滤波器的波模式，进一步增强有效波，抑制杂波，减少能量耗散，实现信号的高质量、无干扰传输。

技术领域

本发明涉及电子信息材料领域，尤其是一种分层式电极的声表面波滤波器结构及其制备方法。

背景技术

声表面波滤波器是通过压电材料上的叉指换能器实现声信号和电信号之间的相互转换的器件。通过对叉指换能器的结构的调控，可以实现谐振、滤波等功能。因此声表面波滤波器对于移动通信领域至关重要。

目前商用的声表面波滤波器大多为压电单晶类滤波器，相比于压电薄膜而言，压电单晶的压电性能更强，且均一性好，性能稳定。钽酸锂、铌酸锂为声表面波滤波器领域最常用的压电单晶材料。通过改变压电单晶的切角，可以制备适合于不同频域、不同带宽的声表面波器件。

然而，由于钽酸锂、铌酸锂单晶本身声速的限制，以及叉指换能器制备的工艺限制，传统的压电单晶类声表面波滤波器很难实现在高频下的应用，这在目前5G通信的浪潮中，是一个很大的发展劣势。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种分层式电极的声表面波滤波器结构及其制备方法，该结构能够提升压电单晶类声表面波滤波器的频率，以实现在高频下的应用。

本发明的技术方案如下：

一种分层式电极的声表面波滤波器结构，该结构包括压电单晶基片、第一层叉指换能器、二氧化硅层和第二层叉指换能器；

第一层叉指换能器设置在压电单晶基片上，二氧化硅层设置在压电单晶基片上并覆盖第一层叉指换能器的相邻叉指间隙，第二层叉指换能器设置在二氧化硅层上，第二层叉指换能器的线宽与第一层叉指换能器的线宽相同，且第二层叉指换能器的相邻叉指间隙与第一层叉指换能器的相邻叉指间隙相同；第二层叉指换能器与第一层叉指换能器交错设置，第二层叉指换能器的每个叉指电极在竖直方向上位于第一层叉指换能器的相邻两个叉指电极之间的相邻叉指间隙的正上方且与相邻两个叉指电极之间的距离相同，第一层叉指换能器的每个叉指电极在竖直方向上位于第二层叉指换能器的相邻两个叉指电极之间的相邻叉指间隙的正下方且与相邻两个叉指电极之间的距离相同；第一层叉指换能器的电极焊盘接地，第二层叉指换能器的电极焊盘接输入信号，或者，第一层叉指换能器的电极焊盘接输入信号，第二层叉指换能器的电极焊盘接地。

其进一步的技术方案为，每层叉指换能器的线宽为100nm-5μm，每层叉指换能器的相邻叉指间隙为100nm-5μm。

其进一步的技术方案为，每层叉指换能器包括金属打底层和金属主体层，金属主体层设置在金属打底层上。

其进一步的技术方案为，金属打底层的金属包括Ti、Ni、Cr中的至少一种，金属打底层的厚度为1nm-30nm；金属主体层的金属包括Al、Cu、Pt、Ag中的至少一种,金属主体层的厚度为2nm-200nm。

其进一步的技术方案为，二氧化硅层的厚度为2nm-40μm，并且二氧化硅层的厚度大于等于第一层叉指换能器的厚度。

其进一步的技术方案为，压电单晶基片的切向任意并且材质为钽酸锂或铌酸锂，压电单晶基片的切向包括但不限于15°YX-铌酸锂、YZ-铌酸锂、42°YX-钽酸锂。

一种分层式电极的声表面波滤波器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、获取压电单晶基片并清洗表面；