[发明专利]一种新型FBAR滤波器及其制备方法

权利要求书

1.一种新型FBAR滤波器，其特征在于，由n个谐振器级联而成，n为整数且n≥1；所述谐振器包括支撑衬底、空气腔支撑层、底电极、种子层、压电薄膜结构层、顶电极及底电极上引；所述空气腔支撑层有两个，分别层叠在支撑衬底上，底电极分别与这两个空气腔支撑层连接，底电极、空气腔支撑层及支撑衬底围成空腔；所述种子层层叠在底电极和空气腔支撑层上；所述压电薄膜结构层、顶电极依次层叠在种子层上；所述底电极上引与底电极连接。

2.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，所述支撑衬底为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底，氮化镓衬底、氮化铝衬底、AlxGa1-xN缓冲层衬底、玻璃衬底、有机高分子材料柔性衬底中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，所述空气腔支撑层的材料为绝缘材料，所述绝缘材料为SiO₂、AlN，Si₃N₄中的一种以上；所述空气腔支撑层的厚度为0.3-3μm。

4.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，所述底电极和顶电极的材料均为Al、Mo、W、Pt、Cu、Ag、Au、ZrN中的一种以上；所述底电极和顶电极的厚度均为20-500nm。

5.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，所述种子层为溅射的多晶压电材料或单晶压电材料；所述种子层的材料为AlN、ZnO、铌酸锂及钽酸锂中的一种以上；所述种子层的厚度为5-100nm。

6.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，所述压电薄膜结构层为外延生长的单晶压电薄膜、通过溅射生长的高C轴取向的多晶压电薄膜、具有压电特性的薄膜中的一种以上；所述压电薄膜结构层的材料为AlN、ZnO、PZT、铌酸锂、钽酸锂中的一种以上；所述压电薄膜结构层的厚度为0.02μm-10μm。

7.根据权利要求1所述的新型FBAR滤波器，其特征在于，滤波的频率为10MHz-100GHz。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的新型FBAR滤波器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在制备衬底上刻蚀n个凹槽，n为整数且n≥1，然后分别在每个凹槽内制备压电薄膜结构层，在所述压电薄膜结构层上制备种子层，接着在种子层上制备底电极；

(2)在底电极和种子层上制备两个空气腔支撑层，另取一个支撑衬底，将支撑衬底同时与两个空气腔支撑层键合，底电极、空气腔支撑层及支撑衬底围成空腔；

(3)将制备衬底去除，使压电薄膜结构层裸露，在所述压电薄膜结构层上制备顶电极，并将底电极引出，得到所述新型FBAR滤波器。

9.根据权利要求8所述的新型FBAR滤波器的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述制备衬底为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底，氮化镓衬底、氮化铝衬底、AlxGa1-xN缓冲层衬底、玻璃衬底、有机高分子材料柔性衬底中的一种以上。

10.根据权利要求8所述的新型FBAR滤波器的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述支撑衬底与空气腔支撑层键合的一面中间刻有空腔，空腔深度为0.5-3微米。