CN106603035A - 一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法 - Google Patents

一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法 Download PDF

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刘利鹏
张雅
杨思川
黄歆
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
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Abstract

本发明公开了一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法，采用42°钽酸锂压电基片，电信号激励的声表面波在此基片表面传播；在压电基片上蒸镀过渡层；在过渡层上蒸镀组合合金膜的电极层。过渡层的形貌与所述电极层的形貌一致，用以提高金属电极的附着力。电极层设计叉指换能器的电极形貌，激励和接收声表面波信号，用以实现滤波功能。解决了在大功率信号长时间通过声表面波滤波器时，因高温或金属迁移而引起的器件失效的问题，该方法制备的声表面波带通滤波器的功率耐受性得到显著提高。

Description

一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法
技术领域
本发明涉及一种声表面波滤波器，尤其涉及一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法。
背景技术
随着当前军用、民用电子系统向小型化、高可靠性、抗干扰能力强、保密性好等方向进一步发展，声表面波滤波器必将获得更加广泛的应用和青睐。然而对于声表面波滤波器来说，叉指换能器指条宽度一般为微米或纳米级别，如此细微的电极，需要有强的功率承受力和机械承受力，因为在高功率下来自于声表面波的重复应力会引起Al原子沿着晶界迁移，从而引起Al膜形成空洞或小丘，电极处很容易短路或断路，高功率给基片表面带来的高温也使器件很容易失效。同时，滤波器频率越高，要求薄膜厚度越小，导致Al膜与基体的附着力减小，从而严重影响器件性能。否则器件很容易失效。这样我们急需提高高频器件的耐受功率来满足现代SAW发展的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以使声表面波滤波器承受较大的输入功率的提高声表面波滤波器耐受功率的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，包括：
采用42°钽酸锂压电基片，电信号激励的声表面波在此基片表面传播；
在所述压电基片上蒸镀过渡层；
在所述过渡层上蒸镀组合合金膜的电极层。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的声表面波滤波器耐受功率的方法，当声表面波滤波器需要工作在较高的输入功率环境下，就可以用此方法制备声表面波滤波器的叉指换能器电极，解决了高功率下来自于声表面波的重复应力引起的Al原子沿着晶界迁移，或因高功率给基片表面带来的高温而引起的器件失效问题，可以使声表面波滤波器承受较大的输入功率。
附图说明
图1为本发明实施例中声表面波滤波器的平面结构示意图。
图2为本发明实施例中声表面波滤波器的剖面结构示意图。
图中：
1、42°钽酸锂压电基片，2、过渡层，3、组合合金膜的电极层。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，其较佳的具体实施方式是：
包括：
采用42°钽酸锂压电基片，电信号激励的声表面波在此基片表面传播；
在所述压电基片上蒸镀过渡层；
在所述过渡层上蒸镀组合合金膜的电极层。
所述过渡层的形貌与所述电极层的形貌一致，用以提高金属电极的附着力。
所述电极层设计叉指换能器的电极形貌，激励和接收声表面波信号，用以实现滤波功能。
采用传统剥离工艺制备所述电极形貌，通过真空蒸镀技术将金属电极淀积到压电基片上。
本发明的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，采用传统的剥离工艺，工艺路线成熟稳定，方法简单易操作，在LiTaO3压电基片上，通过真空蒸镀技术，在基片上淀积组合合金膜的方式，以此来提高器件的耐受功率。解决了在大功率信号长时间通过声表面波滤波器时，因高温或金属迁移而引起的器件失效的问题。本发明采用的合金膜成分及比例通过大量数据验证，得到的最优化结果，该方法制备的声表面波带通滤波器的功率耐受性得到显著提高。
本发明包括：
1、采用42°钽酸锂压电基片，电信号激励的声表面波在此基片表面传播。
2、在压电基片上蒸镀过渡层，过度层和电极的形貌一致，用以提高金属电极的附着力。
3、在过渡层上蒸镀合金电极层，可根据带通滤波器不同的性能指标设计不同的电极形貌。
由该合金电极材料设计的梯形设计结构声表面波滤波器，通过过渡层来提高电极的附着力。过渡层的形貌与合金电极的形貌一致，通过设计叉指换能器的电极形貌，激励和接收声表面波信号，用以实现滤波功能。采用传统剥离工艺制备上述组合合金膜电极形貌。通过真空蒸镀技术将金属电极淀积到压电基片上。
本发明采用在42°LiTaO3基片制备组合合金电极的方法，包括压电基片，在压电基片上通过叉指换能器激励和接受声表面波，声表面波在此压电基片上沿特定方向传播。压电基片上首先蒸镀过渡层，用以提高合金电极的附着力。在过渡层上蒸镀合金电极材料，过渡层和合金层的形貌一致。用以激励和接收声表面波。
在所述的组合合金电极材料是通过真空蒸镀技术在压电基片制备叉指换能器。其组合合金电极的为纯钛、铝镁合金，镁含量为2～4％，以此制备的声表面波滤波器耐受功率大大提高，承受输入功率约为33.6dBm，且芯片键合力测试满足可靠性要求，产品电性能满足指标要求。
具体实施例：
如图1、图2所示，包括压电基片1，其特征是：在压电基片上产生声表面波；所述过渡层2形状与合金层一致，厚度为20±5nm，用于提高金属电极材料的附着力。所述电极层3用以激励和接收声表面波，其形貌和厚度由电性能指标而定，其膜厚为450nm。
具体实施例的技术效果是：
采用制备组合合金金属膜电极材料的方法提高器件的耐受功率。仅通过此方法，器件的耐受功率就由之前的28dBm左右提高到33.6dBm，器件性能满足指标要求。因此本方法可以有效提高声表面波滤波器的耐受功率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种提高声表面波滤波器耐受功率的方法，其特征在于，包括：
采用42°钽酸锂压电基片，电信号激励的声表面波在此基片表面传播；
在所述压电基片上蒸镀过渡层；
在所述过渡层上蒸镀组合合金膜的电极层。
2.根据权利要求1所述的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，其特征在于，所述过渡层的形貌与所述电极层的形貌一致，用以提高金属电极的附着力。
3.根据权利要求2所述的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，其特征在于，所述电极层设计叉指换能器的电极形貌，激励和接收声表面波信号，用以实现滤波功能。
4.根据权利要求1、2或3所述的提高声表面波滤波器耐受功率的方法，其特征在于，采用传统剥离工艺制备所述电极形貌，通过真空蒸镀技术将金属电极淀积到压电基片上。
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