[发明专利]一种具有温度补偿功能的声表面波换能器的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有温度补偿功能的声表面波换能器的制备方法，涉及声表面波器件制造领域，包括：在压电基板上制备叉指换能器，叉指换能器包括相对交叉设置的第一叉指结构和第二叉指结构，两叉指结构相同均包括第一类叉指电极和作为牺牲层的第二类叉指电极；在压电基板上制备第一温度补偿介质薄膜，其剖面形貌具备电极上方凸起、相邻电极指间隙上方平坦的特点；将第一温度补偿介质薄膜的膜厚降至第一类叉指电极厚度附近形成第一温度补偿介质层；腐蚀并剥离牺牲层；在第一类叉指电极和第一温度补偿介质层表面制备第二温度补偿介质层。利用牺牲层技术控制介质的表面形貌，通过双层介质的控制减小插入损耗并提升了声表面波换能器的性能。

技术领域

本发明涉及声表面波器件制造领域，特别是涉及一种用于无线通信设备的信号处理时所需的声表面波谐振器或滤波器，具体为一种具有温度补偿功能的声表面波换能器的制备方法。

背景技术

声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)技术是集声学、电子学、压电材料和半导体平面工艺相结合的一门射频电子学科。由于SAW换能器工作在射频频段，因此SAW换能器具有电－声转换损耗低、设计灵活而且制作容易的独特优势，因而得到广泛应用，是各种SAW器件的重要组成部分。

射频滤波器在通信设备和终端中起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求，伴随着通信技术的发展，其技术发展呈现高频率、低温漂、低损耗、小型化等特点。随着应用范围的不断扩大和通讯技术的飞速发展，SAW器件使用的频率越来越高，同时人们对于高性能的SAW器件也越来越渴望。但是，目前采用传统工艺的电声换能器具在温度发生变化的情况下，会出现频率漂移的问题。在通信频段日益紧凑的现状下，通信设备在不同的温度环境使用时极易发生串频的异常，从而导致通信信号差。因此，在国际学术界提出了具有温度补偿功能的TCSAW(TemperatureCompensated Surface Acoustic Wave)器件，使用SiO₂介质填充在传统SAW器件的IDT的上层，但是这些方案中都是单层SiO₂介质，在工艺和设计上不具有灵活性，限制了TCSAW技术的发展。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有温度补偿功能的声表面波换能器的制备方法，利用牺牲层技术控制介质的表面形貌，通过对双层温度补偿介质的控制实现减小插入损耗并提升TCSAW器件的带宽。

本发明的技术方案如下：

步骤1、获取压电基板并清洗表面；

步骤2、在压电基板上制备叉指换能器；

叉指换能器包括相对交叉设置的第一叉指结构和第二叉指结构、以及与第一叉指结构的梳柄部分相连的第一汇流条和与第二叉指结构的梳柄部分相连的第二汇流条，每个叉指结构分别置于另一个叉指结构的相邻两个电极指之间且互不接触，第一叉指结构的末端边缘与第二叉指结构的末端边缘之间形成叉指区；

第一叉指结构和第二叉指结构的结构相同，均包括第一类叉指电极和置于第一类叉指电极上的作为牺牲层的第二类叉指电极；

步骤3、在压电基板上制备第一温度补偿介质薄膜，第一温度补偿介质薄膜的覆盖范围至少包含整个叉指区，第一温度补偿介质薄膜在叉指区的剖面形貌具备叉指电极上方凸起、相邻电极指间隙上方平坦的特点；

步骤4、使用干法刻蚀或湿法腐蚀的方法，除了叉指电极上方的第一温度补偿介质薄膜，将其余第一温度补偿介质薄膜的膜厚降至第一类叉指电极的厚度附近，从而形成第一温度补偿介质层；干法刻蚀气体或湿法腐蚀液具有腐蚀选择性，只腐蚀第一温度补偿介质薄膜，不腐蚀牺牲层；

步骤5、使用湿法腐蚀的方法，腐蚀并剥离牺牲层以及牺牲层上方的第一温度补偿介质薄膜，从而在第一类叉指电极和第一温度补偿介质层之间形成平坦或高低交错的表面形貌，所用湿法腐蚀液具有腐蚀选择性，快速腐蚀牺牲层，不腐蚀或极慢速腐蚀第一温度补偿介质层；