[发明专利]一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法，涉及通信设备中的滤波器领域，该结构包括压电基片和位于其上的金属电极层，当金属电极层的电极材料为铝时，金属电极层的上表面覆盖有第二石墨烯介质层、下表面覆盖有第一石墨烯介质层，第一石墨烯介质层位于压电基片和金属电极层之间，当金属电极层的电极材料为铜时，金属电极层的所有侧壁处还覆盖有第三石墨烯介质层；通过将石墨烯包覆在金属电极层的周围，当施加高频信号时，电流集中在表层的石墨烯介质层，其较高的电导率降低了金属电极层带来的热损耗，同时高热导率的石墨烯介质层提升了滤波器的散热能力，起到改善滤波器的功率耐受性的作用。

技术领域

本发明涉及通信设备中的滤波器领域，尤其是一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法。

背景技术

声表面波滤波器在现代通讯系统中起到越来越重要的作用，基站建设、卫星通讯和个人移动通信设备中都会涉及到几款、乃至几十款的声表面波滤波器。通信频段的不断增加，通讯设备越来越复杂化，同时滤波器模块的体积也在不断压缩，为了同时获得大容量，高速率，要求通讯滤波器具有更低的插入损耗和更高的功率耐受性。

关于降低声表面波滤波器插入损耗的研究是声表面波器件领域的热门课题，其中村田电子研究所设计的超高效(Incredible High Performance，IHP)结构声表面波滤波器，利用不同声速的压电薄膜材料，制备成叠层结构，通过增强界面的反射，将声表面波束缚在表层压电晶体上，有效地减少了声表面波能量的泄露，器件最小插入损耗可以达到1.0dB，但IHP声表面波基片材料对工艺的要求很高，制作难度较大。

功率耐受能力也是声表面波滤波器的一个重要指标，随着声表面波器件频率的不断升高、器件尺寸小型化，声表面波器件叉指电极的宽度、汇流条尺寸和封装电极尺寸都在不断缩小，常规声表面波器件的耐功率特性随着频率的升高越来越差，且现代通讯信号功率越来越大，对声表面波器件的功率耐受性提出了更高的要求，因此对声表面波器件功率耐受性的研究也变得越来越重要。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种石墨烯声表面波滤波器结构及其制备方法，利用石墨烯良好的导电和导热性，降低了声表面波滤波器自身电阻带来的热损耗，增强声表面波滤波器的功率耐受能力。本发明的技术方案如下：

一种石墨烯声表面波滤波器结构，该结构包括压电基片和位于压电基片上的金属电极层，金属电极层的上表面覆盖有第二石墨烯介质层、下表面覆盖有第一石墨烯介质层，第一石墨烯介质层位于压电基片和金属电极层之间。

其进一步的技术方案为，金属电极层的电极材料为铝，则所述金属电极层的所有侧壁处无石墨烯覆盖。

其进一步的技术方案为，金属电极层的电极材料为铜，则金属电极层的所有侧壁处还覆盖有第三石墨烯介质层。

一种石墨烯声表面波滤波器的制备方法，该方法包括如下步骤：

S1、获取压电基片并清洗表面；

S2、在压电基片上制备第一层石墨烯薄膜；

S3、在第一层石墨烯薄膜上制备金属电极层，并刻蚀第一层石墨烯薄膜形成覆盖在金属电极层下表面的第一石墨烯介质层，第一石墨烯介质层位于压电基片和金属电极层之间；

S4、在金属电极层上制备第二石墨烯介质层。

其进一步的技术方案为，在压电基片上制备第一层石墨烯薄膜，包括：

在铜箔或镍箔上通过化学气相沉积法制备得到第一层石墨烯薄膜后，将第一层石墨烯薄膜转移到压电基片上，第一层石墨烯薄膜通过范德华力与压电基片结合。

其进一步的技术方案为，在第一层石墨烯薄膜上制备金属电极层，包括：