[发明专利]一种高声速高频高性能的窄带滤波器

说明书

本发明涉及一种高声速高频高性能的窄带滤波器，包括：高声速材料衬底层、低声速材料层、高声速材料压电层、以及设在压电层上的电极。衬底层和低声速材料层共同形成布拉格反射层。压电层采用c轴单晶AlN,大幅提高了器件功率耐受性，低声速层采用特殊切向的LGS，利用LGS的弱压电特性，可以获得高声速高频高Q值窄带滤波器。同时单晶AlN与LGS二者热膨胀系数匹配，会提高二者之间的薄膜接合强度，高温时二者不易剥离。本发明实现了高工作频率、高功率、高Q值、低插损的滤波器。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及手机射频前端中的一种高声速高频高性能的窄带滤波器。

背景技术

手机的射频前端是智能手机的射频收发器和天线之间的功能区域，它由功率放大器、天线开关、滤波器、双工器和低噪声放大器等器件组成。

其中，当前滤波器的三大主流技术是声表面波(SAW)、体声波(BAW)、以及薄膜体声波(FBAR)滤波器。

其中，低频和中频段又以SAW滤波器为主；其技术从Normal-SAW、TC-SAW，更进一步演进到IHP-SAW，以及未来的XBAR技术。

IHP-SAW技术采用类似于SAW器件+SMR-BAW器件的多层反射栅结构的混合技术。这种混合结构技术，既赋予其SAW器件单面加工工艺简单的特性，又赋予其SMR-BAW器件的低能量泄露的特性。

IHP-SAW以其优异的温度补偿性能，以及较低的插入损耗，可比拟甚至超越部分BAW、FBAR滤波器，成为现阶段SAW滤波器产业的一大发展趋势。

IHP-SAW的三大优点：

1、高Q值，IHP-SAW器件，采用SMR-BAW的多层反射栅结构可使更多的声表面波能量聚焦在衬底层表面，从而降低声波在传播过程中的损耗，提高器件的Q值。高Q特性(Qmax～3000，而传统SAW Qmax～1000)使其具有高的带外抑制、陡峭的通带边缘滚降、以及高的隔离度。

2、低频率温度系数TCF(Temperature Coefficient of Frequency)，IHP-SAW的TCF≤-20ppm/℃，进一步优化设计可以达到0ppm/℃。

3、良好的散热性，其良好的散热特性可保证器件在高功率下的稳定运行。

IHP-SAW的SMR-BAW多层反射栅结构采用高声阻抗和低声阻抗交替堆叠的方式实现。其低声阻抗材料多采用TCF为正温度系数的材料，如二氧化硅；高声阻抗层常用低温度系数的材料，如SiN、W等。

然而，现有IHP-SAW技术具有如下的问题：

一、IHP-SAW工作频率为3.5GHz左右，远达不到5G通信高频要求(一般需要大于5G)；

二、IHP-SAW功率35dBm，不满足5G通信高功率要求；

三、IHP-SAW的Q值随着工作频率增大而减小，当工作频率为3.5GHz时，Q值为2200左右，不符合5G通信高Q值低插损的要求。

因此，目前尤其需要一种具有高工作频率、高功率、高Q值、低插损的滤波器。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征；也不旨在用于确定或限制所要求保护的主题的范围。

本发明高频高性能声表面波器件采用碳化硅单晶基片作为衬底层，其具有高声速，且相比于金刚石自支撑基片和金刚石和类金刚石薄膜而言具有晶体质量高、一致性好等优点。