CN116155227A - 一种声表面波滤波器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种声表面波滤波器及其制备方法，包括并联谐振器和串联谐振器，并联谐振器和串联谐振器依次级联。并联谐振器包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，第一金属电极设置在第一压电异质集成衬底上，串联谐振器包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，第二金属电极设置在第二压电异质集成衬底上，第一金属电极的材料与第二金属电极的材料不同，第一金属电极中铝的含量小于第一预设阈值，第二金属电极中铝的含量大于第二预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极的滤波器，在不影响插入损耗和矩形度的前提下，使得滤波器的通带内无并联谐振器反谐振频率附近纵向高阶模式导致的杂波。
Description
技术领域
本发明涉及器件制备技术领域，尤其涉及一种声表面波滤波器及其制备方法。
背景技术
现有声表面波滤波器常选用金属铝或者金属铜作为电极。对于选用金属铝作为电极，基于压电异质集成衬底的声表面谐振器在反谐振频率附近存在纵向杂散模式，在组成滤波器时，并联谐振器的高阶纵向杂散模式会成为滤波器的带内杂波，严重损坏滤波器的带内性能。当选用金属铜作为电极，谐振器的Q值普遍较低，使得滤波器的插入损耗和矩形度受到极大的影响。
发明内容
为了解决现有声表面波滤波器常选用金属铝或者金属铜作为电极，严重损害滤波器的带内性能、插入损耗和矩形度的问题，本申请实施例提供了一种声表面波滤波器及其制备方法。
根据本申请的第一方面，提供了一种声表面波滤波器，包括：
并联谐振器和串联谐振器，并联谐振器和串联谐振器依次级联；
并联谐振器包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，第一金属电极设置在第一压电异质集成衬底上；
串联谐振器包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，第二金属电极设置在第二压电异质集成衬底上；
第一金属电极的材料与第二金属电极的材料不同，第一金属电极中铝的含量小于第一预设阈值，第二金属电极中铝的含量大于第二预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。
另一方面，第一金属电极的材料包括铝和第一混合金属；第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
第二金属电极的材料包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种；
第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
另一方面，第一金属电极的材料为铝和第一混合金属；第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
第二金属电极的材料为铝。
另一方面，第一金属电极的材料为第一混合金属；第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
第二金属电极的材料包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种；
第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
另一方面，第一金属电极的材料为第一混合金属；第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
第二金属电极的材料为铝。
另一方面，第一金属电极中铝的含量小于40％，第二金属电极中铝的含量大于80％。
另一方面，第一压电异质集成衬底包括支撑衬底和设置在支撑衬底上的压电薄膜；
压电薄膜的厚度在区间[150nm,7μm]内。
根据本申请的第二方面，提供了声表面波滤波器的制备方法，该制备方法用于制备上述声表面波滤波器；
该制备方法包括：
提供支撑衬底；
在支撑衬底的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底；
在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，形成声表面波滤波器。
另一方面，在支撑衬底的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底，包括：
在支撑衬底的上表面制备介质层；
在介质层的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底。
另一方面，在支撑衬底的上表面制备压电薄膜，包括：
利用离子束剥离法、键合法、沉积法或者外延法在支撑衬底的上表面制备压电薄膜。
另一方面，在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，包括：
利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极；
利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极。
本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例提供的一种声表面波滤波器及其制备方法，包括并联谐振器和串联谐振器，并联谐振器和串联谐振器依次级联。并联谐振器包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，第一金属电极设置在第一压电异质集成衬底上，串联谐振器包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，第二金属电极设置在第二压电异质集成衬底上，第一金属电极的材料与第二金属电极的材料不同，第一金属电极中铝的含量小于第一预设阈值，第二金属电极中铝的含量大于第二预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。基于本申请实施例，通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器电极的滤波器，可以在不影响插入损耗和矩形度的前提下，使得滤波器的通带内无并联谐振器反谐振频率附近纵向高阶模式导致的杂波。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是一种滤波器的拓扑结构示意图；
图2是一种滤波器及对应谐振器的频率响应示意图；
图3是一种滤波器的频率响应仿真曲线；
图4是本申请实施例提供的一种声波滤波器的截面示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种声波滤波器的截面示意图；
图6是本申请实施例提供的一种不同金属电极影响谐振器Q值的对比图；
图7是本申请实施例提供的一种基于不同金属电极的仿真示意图；
图8是本申请实施例提供的一种不同厚度的压电薄膜的频率响应曲线示意图；
图9是本申请实施例提供的一种声波滤波器的制备方法流程示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种声波滤波器的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一个实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”、“具有”和“为”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
声表面波滤波器由于其损耗低、成本低等优势被广泛应用于射频前端。其中，压电异质集成衬底由压电薄膜与支撑衬底组成，由于基于压电异质集成衬底的声表面波滤波器因较高的Q值以及良好的温度稳定性，近年来得到迅速发展。
图1是一种滤波器的拓扑结构示意图，如图1所示，声表面波滤波器可以由多个谐振器在串联臂和并联臂上依次级联而成。图2是一种滤波器及对应谐振器的频率响应示意图，如图2所示，串联谐振器的谐振频率与并联谐振器的反谐振频率基本一致，并联谐振器的谐振频率和串联谐振器的反谐振器频率为滤波器的传输零点，并联谐振器反谐振频率附近的杂散模式会形成滤波器的通带杂波，影响滤波器的通带性能。图3是一种滤波器的频率响应仿真曲线，在仿真过程中，通过降低串联谐振器谐振频率附近的Q值、并联谐振器反谐振频率附近的Q值，可以看出串联谐振器谐振频率附近的Q值和并联谐振器反谐振频率附近的Q值严重影响着滤波器的插入损耗和矩形度，严重损害滤波器的性能。
下面介绍本申请一种声波滤波器的具体实施例，图4是本申请实施例提供的一种声波滤波器的截面示意图。本说明书提供了如实施例或附图所示的组成结构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的谐振器。实施例中列举的组成结构仅仅为众多组成结构中的一种方式，不代表唯一的组成结构，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的组成结构执行。
如图4所示，该声表面波滤波器可以包括并联谐振器和串联谐振器，并联谐振器和串联谐振器可以依次级联。其中。并联谐振器可以包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，第一金属电极可以设置在第一压电异质集成衬底上。串联谐振器可以包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，第二金属电极可以设置在第二压电异质集成衬底上。第一金属电极的材料与第二金属电极的材料不同，第一金属电极中铝的含量可以小于第一预设阈值，第二金属电极中铝的含量可以大于第二预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。通过采用铝含量较高的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较低的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器电极的滤波器，可以在不影响插入损耗和矩形度的前提下，使得滤波器的通带内无并联谐振器反谐振频率附近纵向高阶模式导致的杂波。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。其中，第一混合金属和第二混合金属不同。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二混合金属可以包括金、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种。其中，第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一压电异质集成衬底自上而下依次可以包括压电薄膜和支撑衬底。其中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。支撑衬底的材料可以为硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种。
本申请实施例中，第二压电异质集成衬底自上而下依次可以包括压电薄膜和支撑衬底。其中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。支撑衬底的材料可以为硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种。
在一些可能的实施方式中，压电薄膜的厚度可以在150nm～7μm内。
采用本申请实施例提供的声波滤波器，通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
下面介绍本申请一种声波滤波器的具体实施例，图5是本申请实施例提供的另一种声波滤波器的截面示意图。本说明书提供了如实施例或附图所示的组成结构，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的谐振器。实施例中列举的组成结构仅仅为众多组成结构中的一种方式，不代表唯一的组成结构，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的组成结构执行。
如图5所示，该声表面波滤波器可以包括并联谐振器和串联谐振器，并联谐振器和串联谐振器可以依次级联。其中。并联谐振器可以包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，第一金属电极可以设置在第一压电异质集成衬底上。串联谐振器可以包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，第二金属电极可以设置在第二压电异质集成衬底上。第一金属电极的材料与第二金属电极的材料不同，第一金属电极中铝的含量可以小于第一预设阈值，第二金属电极中铝的含量可以大于第二预设阈值，第一预设阈值小于第二预设阈值。通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。其中，第一混合金属和第二混合金属不同。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二混合金属可以包括金、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种。其中，第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
本申请实施例中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
在一些可能的实施方式中，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
本申请实施例中，第一压电异质集成衬底自上而下依次可以包括压电薄膜、介质层和支撑衬底。其中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。介质层的材料可以为氧化硅SiOx、氮化硅SiNx、氧化铝Al2O3等高阻率材料。支撑衬底的材料可以为硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种。
本申请实施例中，第二压电异质集成衬底自上而下依次可以包括压电薄膜和支撑衬底。其中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。介质层的材料可以为氧化硅SiOx、氮化硅SiNx、氧化铝Al2O3等高阻率材料。支撑衬底的材料可以为硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种。
在一些可能的实施方式中，压电薄膜的厚度可以在150nm～7μm内。
采用本申请实施例提供的声波滤波器，通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
为了说明本申请实施例提供的声波滤波器的性能，下面列举具体的实验结果进行说明。
图6是本申请实施例提供的一种不同金属电极影响谐振器Q值的对比图，该对比基于金属电极/420nm铌酸锂LiNbO3/碳化硅SiC结构。如图6所示，使用铝Al电极，谐振器的整体Q值处于最高，使用金Au电极次之，使用钛Ti电极时，反谐振频率附近Q值仍处于较高的水平，而在谐振频率附近Q值很低，使用铂Pt电极整体Q值很弱，故铂Pt不适宜作为谐振器的电极材料。一般而言，电极的导电性对谐振器谐振频率处的Q值影响较大，电极的声学损耗对谐振器反谐振处的Q值影响较大。由于，滤波器的通带性能与串联谐振器谐振频率附近的Q值关系很大，故滤波器的串联谐振器中电极应选用铝Al电极，或者选用以铝Al电极为主，辅以银Ag、铜Cu、金Au这些良导电性的金属组成的合金电极。其中，铝Al的含量可以超过80％，以保证串联谐振器谐振频率附近的Q值保持在较高的水平。
图7是本申请实施例提供的一种基于不同金属电极的仿真示意图，该仿真基于金属电极/600nm钽酸锂LiTaO3/500nm二氧化硅SiO2/蓝宝石Sappire结构。如图7所示，使用密度高于铝Al的金属电极可以显著抑制谐振器反谐振附近的高阶纵向杂散模式。因此，当在滤波器的并联谐振器中应用密度高于铝Al的金属作为电极时，可以消除由于并联谐振器的纵向高阶杂散模式造成的滤波器通带杂波。综合考虑并联谐振器反谐振频率附近杂散模式以及Q值对于滤波器通带性能的影响，并联谐振器可以使用金Au、钛Ti、银Ag、铜Cu中的任意一种高密度金属材料，来抑制高阶纵向杂散模式。同时，与采用铝Al电极相比，不会大幅度降低反谐振频率附近的Q值。当然，也可以选用以金Au、钛Ti、银Ag、铜Cu为主，铝Al为辅的合金作为并联谐振器的电极，其中，铝Al的含量可以小于40％。
图8是本申请实施例提供的一种不同厚度的压电薄膜的频率响应曲线示意图，其基于130nmAl/LT/500nm二氧化硅SiO2/蓝宝石Sappire结构。如图8所示，当压电薄膜的厚度较大时，高阶纵向杂散模式几乎可以忽略。因此，可以采用厚度在150nm～7μm内的压电薄膜。
下面介绍本申请一种声波滤波器的具体实施例，图9是本申请实施例提供的一种声波滤波器的制备方法流程示意图。本说明书提供了如实施例或附图所示的方法步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的步骤。实施例中列举的方法步骤仅仅为众多方法中的一种方式，不代表唯一的方法步骤，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法步骤执行。
如图9所示，该声波滤波器的制备方法可以包括：
S901：提供支撑衬底。
本申请实施例中，可以获取硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种作为支撑衬底。
S903：在支撑衬底的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底。
本申请实施例中，可以利用离子束剥离法、键合法、沉积法或者外延法在支撑衬底的上表面制备压电薄膜。
在一些可能的实施方式中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。
S905：在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，形成声表面波滤波器。
本申请实施例中，可以利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极。可以利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。其中，第一混合金属和第二混合金属不同。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二混合金属可以包括金、铜、银中的至少一种。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用以第一混合金属为为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种。其中，第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
在实际电极制备中，第一金属电极和第二金属电极应包含几纳米的黏附层金属Ti。
采用本申请实施例提供的声波滤波器的制备方法，通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
下面介绍本申请一种声波滤波器的具体实施例，图10是本申请实施例提供的另一种声波滤波器的制备方法流程示意图。本说明书提供了如实施例或附图所示的方法步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的步骤。实施例中列举的方法步骤仅仅为众多方法中的一种方式，不代表唯一的方法步骤，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法步骤执行。
如图10所示，该声波滤波器的制备方法可以包括：
S1001：提供支撑衬底。
本申请实施例中，可以获取硅Si、石英、碳化硅SiC、蓝宝石、金刚石中的任意一种作为支撑衬底。
S1003：在支撑衬底的上表面制备介质层。
本申请实施例中，介质层的材料可以为氧化硅SiOx、氮化硅SiNx、氧化铝Al2O3等高阻率材料。
S1005：在介质层的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底。
本申请实施例中，可以利用离子束剥离法、键合法、沉积法或者外延法在支撑衬底的上表面制备压电薄膜。
在一些可能的实施方式中，压电薄膜的材料可以为铌酸锂LiNbO3，压电薄膜的材料也可以为钽酸锂LiTaO3。
S1007：在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，形成声表面波滤波器。
本申请实施例中，可以利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极。可以利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。其中，第一混合金属和第二混合金属不同。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二混合金属可以包括金、铜、银中的至少一种。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以包括铝和第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用以第一混合金属为主、以铝为辅的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用以铝为主，以第二混合金属为辅的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种，第二金属电极的材料可以包括铝和第二混合金属；第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种。其中，第一混合金属的材料和第二混合金属的材料不同。
在一些可能的实施方式中，第一金属电极的材料可以为第一混合金属，第二金属电极的材料可以为铝。在并联谐振器中采用第一混合金属的第一金属电极，并且在串联谐振器中采用铝的第二金属电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。可选地，第一混合金属可以包括金、钛、铜、银中的至少一种。
在实际电极制备中，第一金属电极和第二金属电极应包含几纳米的黏附层金属Ti。
采用本申请实施例提供的声波滤波器的制备方法，通过采用铝含量较低的电极作为并联谐振器的电极，以及采用铝含量较高的电极作为串联谐振器的电极构成滤波器，相较于采用单一金属材料作为串并联谐振器的电极，可以在保证并联谐振器反谐振附近的纵向高阶模式被抑制，在反谐振附近的Q值保持在较高的水平，并且可以保证串联谐振器谐振频率处的Q值也保持在较高的水平。
需要说明的是：上述本申请实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者而连接顺序才能够实现期望的结果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种声表面波滤波器，其特征在于，包括：并联谐振器和串联谐振器，所述并联谐振器和所述串联谐振器依次级联；
所述并联谐振器包括第一压电异质集成衬底和第一金属电极，所述第一金属电极设置在所述第一压电异质集成衬底上；
所述串联谐振器包括第二压电异质集成衬底和第二金属电极，所述第二金属电极设置在所述第二压电异质集成衬底上；
所述第一金属电极的材料与所述第二金属电极的材料不同，所述第一金属电极中铝的含量小于第一预设阈值，所述第二金属电极中铝的含量大于第二预设阈值，所述第一预设阈值小于第二预设阈值。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，
所述第一金属电极的材料包括铝和第一混合金属；所述第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
所述第二金属电极的材料包括铝和第二混合金属；所述第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种；
所述第一混合金属的材料和所述第二混合金属的材料不同。
3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，
所述第一金属电极的材料为铝和第一混合金属；所述第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
所述第二金属电极的材料为铝。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，
所述第一金属电极的材料为第一混合金属；所述第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
所述第二金属电极的材料包括铝和第二混合金属；所述第二混合金属包括金、铜、银中的至少一种；
所述第一混合金属的材料和所述第二混合金属的材料不同。
5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，
所述第一金属电极的材料为第一混合金属；所述第一混合金属包括金、钛、铜、银中的至少一种；
所述第二金属电极的材料为铝。
6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一金属电极中铝的含量小于40％，所述第二金属电极中铝的含量大于80％。
7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第一压电异质集成衬底包括支撑衬底和设置在所述支撑衬底上的压电薄膜；
所述压电薄膜的厚度在区间[150nm,7μm]内。
8.一种声表面波滤波器的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-7任意一项所述的声表面波滤波器；
所述制备方法包括：
提供支撑衬底；
在所述支撑衬底的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底；
在所述第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在所述第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，形成声表面波滤波器。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述支撑衬底的上表面制备压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底，包括：
在所述支撑衬底的上表面制备介质层；
在所述介质层的上表面制备所述压电薄膜，形成第一压电异质集成衬底和第二压电异质集成衬底。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述支撑衬底的上表面制备压电薄膜，包括：
利用离子束剥离法、键合法、沉积法或者外延法在所述支撑衬底的上表面制备所述压电薄膜。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一压电异质集成衬底上制备第一金属电极，以及在所述第二压电异质集成衬底上制备第二金属电极，包括：
利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在所述第一压电异质集成衬底上制备所述第一金属电极；
利用化学气相沉积法、电子束蒸发沉积法或者溅射法在所述第二压电异质集成衬底上制备所述第二金属电极。
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