CN103312292B - 单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，在同一压电单晶基片上集成制作多个平行排布的声表面波滤波器，各声表面波滤波器输入信号电极和输出信号电极均独立设置并由各声表面波滤波器的地电极隔开，各声表面波滤波器地电极并联接地，在压电单晶基片表面各声表面波滤波器之间制作声电隔离结构。声电隔离结构为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的纵向沟槽，其上覆盖金属膜并与声表面波滤波器地电极相连；所述声电隔离结构或者为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的重质金属膜电极，并与声表面波滤波器地电极相连。采用本发明的单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合隔离度高，结构简单，制作方便。

Description

单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法

技术领域

本发明涉及一种声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，尤其是一种单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法。

背景技术

当具有压电效应的晶体受到外应力作用时，会产生与该应力成正比的电场，反之当受到外电场作用时，也会产生与该电场成正比的弹性形变而激发声波，而当由制作在压电基片表面的叉指换能器施加电场时，激发的声波只能在基片表面层沿特定方向传播，此即为声表面波。

声表面波滤波器是一种频率选择器件，其工作原理是由制作在压电基片表面的输入叉指换能器经逆压电变换将输入电信号转变成声信号，声信号沿晶体表面层传播，再由同样制作在压电基片表面的输出叉指换能器将声信号经压电变换转变成电信号输出，在这两次变换中完成对电信号的滤波处理。

现有技术和应用中的声表面波滤波器大多为单个器件的分立式封装，器件之间不存在相互的声电耦合。但随着相关电子产品的小型化、便携化，与其它电子元器件一样，声表面波器件的集成化是一个发展的趋势。在集成有多个器件的声表面波滤波器组芯片上，声表面波及共生高频电磁波的衍射、侧向散射都会在相邻器件间形成一定的声、电耦合，导致信道间的信号串扰，对声表面波器件的一致性、符合性和可靠性产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是为克服目前集成声表面波滤波器组中各声表面波滤波器间存在声电耦合，导致信道间的信号串扰，进而对声表面波器件一致性、符合性和可靠性产生明显不利影响的缺点。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，在同一压电单晶基片上集成制作多个平行排布的声表面波滤波器，各声表面波滤波器输入信号电极和输出信号电极均独立设置并由各声表面波滤波器的地电极隔开，各声表面波滤波器地电极并联接地，在压电单晶基片表面各声表面波滤波器之间制作声电隔离结构。

所述声电隔离结构为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的纵向沟槽，其上覆盖金属膜并与声表面波滤波器地电极相连；所述声电隔离结构或者为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的重质金属膜电极，并与声表面波滤波器地电极相连。

所述纵向沟槽上覆盖的金属膜为与声表面波滤波器图形结构同质且等厚的铝膜或铝铜合金膜。

所述重质金属膜为与声表面波滤波器图形结构异质且密度高于声表面波滤波器图形结构的金膜、铜膜或铝铜合金膜，或者为厚于声表面波滤波器图形结构且与声表面波滤波器图形结构同质的铝膜、铝铜合金膜。

所述纵向沟槽采用机械的或化学的方法在压电单晶基片表面刻蚀而成。

所述金属膜和重质金属膜采用物理淀积和光刻刻蚀工艺制作而成。

本发明利用声电隔离结构与声表面波滤波器图形结构的质量载荷差异所产生的对声表面波的反射作用，将声表面波约束在各滤波器通道内，实现了各声表面波滤波器间声信号的相互隔离；通过各声表面波滤波器输入信号电极和输出信号电极独立设置并由各声表面波滤波器并联接地的地电极隔开，实现了各声表面波滤波器间电信号的相互隔离。本发明对单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离度高，结构简单、紧凑，可以实现较高的滤波器单片集成度，进而实现较多的滤波信道数；所述声电隔离结构的制作方法与声表面波器件工艺兼容，易于同步实现，制作方便，成本低。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是采用覆盖金属膜的纵向沟槽作为声电隔离结构的剖视图；

图3是采用异质高密度金属膜电极作为声电隔离结构的剖视图；

图4是采用同质加厚金属膜电极作为声电隔离结构的剖视图。

图中：1、压电单晶基片，2、声表面波滤波器，3、地，4、声电隔离结构，21、信号电极，22、地电极，41覆盖金属膜的纵向沟槽、42、异质高密度金属膜电极，43、同质加厚金属膜电极。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，6只平行排布的声表面波滤波器2集成制作在Y42°-X钽酸锂压电单晶基片1的中部器件区，即有6个滤波信道。各声表面波滤波器输入、输出信号电极21独立设置并由并联接地3的地电极22隔离。在压电单晶基片1表面各声表面波滤波器2之间制作声电隔离结构4有以下三种方式，分别以一个实施例进行说明：

实施例1

采用覆盖金属膜的纵向沟槽41隔离单片集成声表面波滤波器组信道间的声电耦合。

如图2所示，在各声表面波滤波器2之间制作覆盖金属膜的纵向沟槽41作为声电隔离结构，并与声表面波滤波器地电极22相连。

本实施例的工艺实施步骤为：

（1）在基片表面指定位置，采用物理刻蚀的方法制作纵向沟槽；

（2）采用磁控溅射方法在基片表面制作铝铜合金膜；

（3）采用光刻、刻蚀工艺制作声表面波滤波器图形结构和覆盖沟槽的金属膜图形结构。

本实施例中，声表面波滤波器图形结构和纵向沟槽41上覆盖的金属膜材料均为铜掺入比为0.5%的铝铜合金，厚度均为4200 Å。

实施例2

采用密度高于声表面波滤波器图形结构且与声表面波滤波器图形结构异质的金属膜电极42隔离单片集成声表面波滤波器组信道间的声电耦合。

如图3所示，在各声表面波滤波器2之间设置与声表面波滤波器图形结构异质的高密度金属膜电极42作为声电隔离结构，并与声表面波滤波器地电极22相连。

本实施例的工艺实施步骤为：

（1）采用磁控溅射方法在基片表面制作高铜掺入比的铝铜合金膜；

（2）采用光刻、刻蚀工艺制作金属膜隔离电极；

（3）采用磁控溅射方法在基片表面制作常规铜掺入比的铝铜合金膜；

（4）采用光刻、刻蚀工艺制作声表面波滤波器金属膜图形结构。

本实施例中，声电隔离结构的金属膜材料为铜掺入比为0.8%的铝铜合金，声表面波滤波器图形结构的金属膜材料为铜掺入比为0.5%的铝铜合金，厚度均为4200Å。

实施例3

采用厚于声表面波滤波器图形结构且与声表面波滤波器图形结构同质的金属膜电极43隔离单片集成声表面波滤波器组信道间的声电耦合。

如图4所示，在各声表面波滤波器2之间设置与声表面波滤波器图形结构同质的加厚金属膜电极43作为声电隔离结构，并与声表面波滤波器地电极22相连。

（1）采用磁控溅射方法在基片表面制作常规铜掺入比的加厚铝铜合金膜；

（2）采用光刻、刻蚀工艺制作金属膜隔离电极；

（3）采用磁控溅射方法在基片表面制作常规铜掺入比和厚度的铝铜合金膜；

（4）采用光刻、刻蚀工艺制作声表面波滤波器金属膜图形结构。

本实施例中，声电隔离结构和声表面波滤波器图形结构的金属膜材料均为铜掺入比为0.5%的铝铜合金，声电隔离结构的金属膜厚度为6100 Å，声表面波滤波器图形结构的金属膜厚度为4200Å。

Claims (4)

1.一种单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，在同一压电单晶基片上集成制作多个平行排布的声表面波滤波器，各声表面波滤波器输入信号电极和输出信号电极均独立设置并由各声表面波滤波器的地电极隔开，各声表面波滤波器地电极并联接地，其特征在于：在压电单晶基片表面各声表面波滤波器之间制作声电隔离结构；所述声电隔离结构为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的纵向沟槽，其上覆盖金属膜并与声表面波滤波器地电极相连；或者所述声电隔离结构为制作在压电单晶基片表面各个声表面波滤波器之间的重质金属膜电极，并与声表面波滤波器地电极相连；所述纵向沟槽上覆盖的金属膜为与声表面波滤波器图形结构同质且等厚的铝膜或铜掺入比为0.5%的铝铜合金膜。

2.根据权利要求1所述的单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，其特征在于：所述重质金属膜为与声表面波滤波器图形结构异质且密度高于声表面波滤波器图形结构的金膜、铜膜或铜掺入比为0.8%的铝铜合金膜，或者为厚于声表面波滤波器图形结构且与声表面波滤波器图形结构同质的铝膜、铜掺入比为0.8%的铝铜合金膜。

3.根据权利要求1所述的单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，其特征在于：所述纵向沟槽采用机械的或化学的方法在压电单晶基片表面刻蚀而成。

4.根据权利要求1所述的单片集成多个声表面波滤波器间声电耦合的隔离方法，其特征在于：所述金属膜和重质金属膜采用物理淀积和光刻刻蚀工艺制作而成。