CN116347971A - 一种用于射频前端半导体封装体 - Google Patents

一种用于射频前端半导体封装体 Download PDF

Info

Publication number
CN116347971A
CN116347971A CN202310591585.8A CN202310591585A CN116347971A CN 116347971 A CN116347971 A CN 116347971A CN 202310591585 A CN202310591585 A CN 202310591585A CN 116347971 A CN116347971 A CN 116347971A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interdigital electrode
period
semiconductor package
transducer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310591585.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116347971B (zh
Inventor
苗湘
张雅
闫坤坤
黄歆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhongke Feihong Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Zhongke Feihong Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Zhongke Feihong Technology Co ltd filed Critical Beijing Zhongke Feihong Technology Co ltd
Priority to CN202310591585.8A priority Critical patent/CN116347971B/zh
Publication of CN116347971A publication Critical patent/CN116347971A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116347971B publication Critical patent/CN116347971B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于射频前端半导体封装体,用以解决现有用于射频前端的半导体封装体其声波传播过程中能量会通过边界泄露的问题。本发明的用于射频前端半导体封装体,包括:衬底;叉指电极,位于所述衬底表面;所述叉指电极包括反射栅叉指电极和换能器叉指电极,所述反射栅叉指电极的两侧分别设有所述反射栅叉指电极,所述反射栅叉指电极的周期不小于所述换能器叉指电极的周期,且所述换能器叉指电极包括至少两个不同周期的区域。

Description

一种用于射频前端半导体封装体
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种用于射频前端半导体封装体。
背景技术
应用在射频前端的半导体封装体,其性能的好坏直接决定了通信系统中信号在噪声中脱颖而出的能力。品质因数(即Q值),作为衡量半导体封装体性能好坏的重要指标之一,高Q值能够保证半导体封装体良好的带内插损,尤其在高频,实现高Q值是实现高性能的关键。传统的应用在射频前端的半导体封装体中,叉指电极的周期相同,声波传播过程中能量会通过边界泄露一部分,导致Q值降低。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种用于射频前端半导体封装体,用以解决现有用于射频前端的半导体封装体其声波传播过程中能量会通过边界泄露的问题。
本发明提供了一种用于射频前端半导体封装体,包括:
衬底;
叉指电极,位于所述衬底表面;所述叉指电极包括反射栅叉指电极和换能器叉指电极,所述反射栅叉指电极的两侧分别设有所述反射栅叉指电极,所述反射栅叉指电极的周期不小于所述换能器叉指电极的周期,且所述换能器叉指电极包括至少两个不同周期的区域。
进一步地,所述换能器叉指电极的周期为渐变周期,且所述渐变周期从中心向两侧逐渐增大;
所述反射栅叉指电极的周期不变,且与所述换能器叉指电极最外侧的周期相同。
进一步地,所述换能器叉指电极的指条根数为Nt;
所述换能器叉指电极的指条从一侧至另一侧依次为第1根、第2根直至第Nt根;
当Nt为奇数,则中间指条为第(Nt+1)/2根;
当Nt为偶数,则中间指条为第Nt/2根和第(Nt/2+1)根;
以中间指条的周期λ为基准,向两侧的指条按预设周期调制函数对应的周期渐变,增加的幅度由调制因子m控制。
进一步地,所述调制因子m取值范围在0.001~0.06之间;
所述预设周期调制函数为y=ax2+bx+c,其中,a、b、c为常数,x为指条的序号,y为指条对应的周期;
当Nt为奇数时,a=4mλ/(Nt-1)2,b=-4mλ(Nt+1)/(Nt-1)2,c=a(Nt+1)2/4+λ;
当Nt为偶数时,所述预设周期调制函数包括第一预设周期调制函数和第二预设周期调制函数;
其中,第1根至第Nt/2根指条周期按所述第一预设周期调制函数进行渐变,第一预设周期调制函数中,a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλNt/(Nt-2)2,c=λ(1+m)-a-b;
第(Nt/2+1)根至第Nt根指条周期按所述第二预设周期调制函数进行渐变,第二预设周期调制函数中,a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλ(Nt+2)/(Nt-2)2,c=(1+m)λ-4a-2b。
进一步地,所述换能器叉指电极包括第一区域和第二区域,所述第二区域的两侧分别设有第一区域;
所述第一区域的指条根数小于所述第二区域的指条根数;
所述第一区域的周期大于所述第二区域的周期。
进一步地,所述第一区域的周期与所述第二区域的周期比值为1.002~1.2:1;
所述第一区域的指条根数与所述第二区域的指条根数比值为1:17~150。
进一步地,所述反射栅叉指电极的指条根数与所述换能器的指条根数的比值为1:100。
进一步地,所述叉指电极的厚度为5nm~5um,宽度为50nm~20um,长度为100nm~1000um。
进一步地,所述叉指电极形成的电场方向与所述衬底全坐标系下的+y轴方向呈欧拉角α,所述欧拉角α为-90°~+90°。
进一步地,所述叉指电极的制备方法包括以下步骤:
提供与所述叉指电极相配合的印章,所述印章的凹槽与所述叉指电极相配合;
将所述印章沾取胶溶液印制在所述衬底上,蒸发所述衬底上胶溶液的溶剂,得到带胶条的衬底;
在所述带胶条的衬底上沉积金属膜;
剥离胶条,得到所述叉指电极。
与现有技术相比,本发明至少可实现的有益效果之一:通过设置反射栅叉指电极与换能器叉指电极的周期,使换能器叉指电极的谐振位于反射栅叉指电极的禁带之内,将所述换能区叉指电极的谐振腔能量聚集在腔内,避免了向腔外泄露,即将能量限制于换能器区域,从而提高半导体封装体的Q值,降低半导体封装体的插入损耗,以解决现有用于射频前端的半导体封装体其声波传播过程中能量会通过边界泄露的问题。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为具体实施方式中用于射频前端半导体封装体的结构示意图(一);
图2为具体实施方式中用于射频前端半导体封装体的结构示意图(二);
图3为具体实施方式中实例1半导体封装体的仿真导纳图与Q值;
图4为具体实施方式中实例1半导体封装体的实测Bode Q值;
图5为具体实施方式中实例2半导体封装体的仿真导纳图与Q值;
图6为具体实施方式中实例2半导体封装体的实测Bode Q值;
图7为具体实施方式中对照例半导体封装体的仿真导纳图与Q值;
图8为具体实施方式中对照例半导体封装体的实测Bode Q值。
附图标记:
1-衬底;2-叉指电极;21-反射栅叉指电极;22-换能器叉指电极;221-第一区域;222-第二区域;3-汇流条。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本发明一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接可以是机械连接,也可以是电连接可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置,例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的,与它们在空间中的方位无关。
本发明通常的工作面可以为平面或曲面,可以倾斜,也可以水平。为了方便说明,本发明实施例放置在水平面上,并在水平面上使用,并以此限定“高低”和“上下”。
本发明的一个具体实施例,公开了一种用于射频前端半导体封装体(以下简称半导体封装体),如图1~图8所示,包括:
衬底1;
叉指电极2,位于所述衬底1表面;所述叉指电极2包括反射栅叉指电极21和换能器叉指电极22,所述反射栅叉指电极22的两侧分别设有所述反射栅叉指电极21,所述反射栅叉指电极21的周期不小于所述换能器叉指电极22的周期,且所述换能器叉指电极22的周期为非同步周期,即所述换能器叉指电极包括至少两个不同周期的区域。
本发明的半导体封装体,通过设置反射栅叉指电极与换能器叉指电极的周期,使换能器叉指电极的谐振位于反射栅叉指电极的禁带之内,将所述换能区叉指电极的谐振腔能量聚集在腔内,避免了向腔外泄露,即将能量限制于换能器区域,从而提高半导体封装体的Q值,降低半导体封装体的插入损耗,有效提高半导体封装体的性能,为半导体封装体的开发与应用提供了基础。
外部激励信号加载在输入叉指换能器上,叉指换能器将电信号转换为声表面波,声表面波沿衬底表面向两边传播,经两侧反射栅反射叠加,再经由叉指换能器输出。当反射栅频率低于换能器频率时,即换能器的谐振处于反射栅谐振的禁带中,换能器中声波无法通过反射栅向外泄露,能够将能量集中在谐振腔中。
所述衬底1具有压电特性,即所述衬底为压电衬底。所述压电衬底为压电单晶或压电薄膜,或者压电单晶与压电薄膜的混合层。所述压电单晶的材质为铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、石英晶体等中的一种或几种的复合层。所述压电薄膜为氮化铝薄膜、氧化锌薄膜、铌酸锂薄膜、钽酸锂薄膜、石英薄膜等中的一种或几种的复合层。
优选地,所述压电衬底为钽酸锂单晶薄膜,且钽酸锂单晶薄膜厚度为300-900nm。
所述叉指电极2的材质可以为铝、铜、金、铂、铬、钛中的一种或者几种金属的合金,所述合金可以是两种金属的合金,也可以是大于两种金属的合金。
所述反射栅叉指电极21的指条根数与所述换能器叉指电极22的指条根数的比值为1:100,换能器的指条数量多,能够保证有足够的声电转换,而反射栅只需较少的数量的指条即可保证谐振腔中的能量不泄露,数量多的话会导致半导体封装体体积增大。示例性地,所述反射栅叉指电极21的指条根数为1~50根,所述换能器叉指电极22的指条根数为5~500根。优选地,所述反射栅叉指电极21的指条根数为10~20根。
所述叉指电极2的厚度为5nm~5um,指条宽度为50nm~20um,指条长度为100nm~1000um。
优选地,所述叉指电极2形成的电场方向与所述衬底1全坐标系下的+y轴方向呈欧拉角α,所述欧拉角α为-90~+90°。
优选地,使用钽酸锂单晶薄膜,欧拉角α取值为36~50°。
根据本发明的一个优选实施方式,如图1所示,所述换能器叉指电极22包括第一区域221和第二区域222,所述第二区域222的两侧分别设有第一区域221,所述第一区域221的指条根数小于所述第二区域222的指条根数,且所述第一区域221的周期大于所述第二区域222的周期。
优选地,所述第一区域221的周期与所述第二区域222的周期比值为1.002~1.2:1,第一区域周期略大于第二区域,能够有效防止能量泄露,若第一区域周期太大,会导致半导体封装体产生杂波。
使用铝作为叉指电极材料时,优选叉指电极厚度为第二区域222周期的0.08~0.1倍,在此范围内半导体封装体传输损耗较小。
优选地,所述第一区域221的指条根数与所述第二区域222的指条根数比值为1:17~150,第一区域指条根数多会产生杂波,设置几根即可。示例性地,所述第一区域的指条根数为2~6根,所述第二区域的指条根数为100~300根。
优选地,所述反射栅叉指电极21的周期大于等于第一区域221的周期,以使叉指谐振位于反射栅谐振禁带内。
实验结果表明,通过在换能器叉指电极22设置第一区域和第二区域,可使半导体封装体的Q值提高,仿真Q值可达4000000,实测Bode Q值可达2500。
仿真Q值、Bode Q值均表征器件损耗,Q值越大,损耗越小,器件性能越好。仿真Q值是理想的值,Bode Q值是业内常用的表征损耗的值。
根据本发明的另一个优选实施方式,如图2(图中下方的曲线为叉指电极的周期变化曲线)所示,所述换能器叉指电极22的周期为渐变周期,且所述渐变周期从中心向两侧逐渐增大。所述反射栅叉指电极21的周期不变,且与所述换能器叉指电极22最外侧的周期相同。
具体地,所述换能器叉指电极22的指条根数为Nt,所述换能器叉指电极22的指条从一侧至另一侧依次为第1根、第2根,……,直至第Nt根,当Nt为奇数,则中间指条为第(Nt+1)/2根;当Nt为偶数,则中间指条为第Nt/2根和第(Nt/2+1)根。
以中间指条的周期λ为基准,向两侧的指条按预设周期调制函数对应的周期渐变,增加的幅度由调制因子m控制,即换能器叉指电极22最外侧的指条的周期为λ(1+m)。优选地,所述调制因子m取值范围在0.001~0.06之间。
所述预设周期调制函数可以为抛物线函数,也可以是其他函数。
优选地,所述预设周期调制函数为y=ax2+bx+c,其中,a、b、c为常数,x为指条的序号,y为指条对应的周期。
当Nt为奇数时,将x=1,y=λ(1+m);x=(Nt+1)/2,y=λ;x=Nt,y=λ(1+m)三组数据代入y=ax2+bx+c中,计算得到a=4mλ/(Nt-1)2,b=-4mλ(Nt+1)/(Nt-1)2,c=a(Nt+1)2/4+λ。
当Nt为偶数时,此时预设周期调制函数包括两个,分别为第一预设周期调制函数和第二预设周期调制函数,其中,第1根至第Nt/2根指条周期按第一预设周期调制函数进行渐变,即第1根至第Nt/2根指条的周期满足第一预设周期调制函数;第(Nt/2+1)根至第Nt根指条周期按第二预设周期调制函数进行渐变,即(Nt/2+1)根至第Nt根指条的周期满足第二预设周期调制函数。
第一预设周期调制函数的计算,将x=1,y=λ(1+m);x=Nt/2,y=λ;x=Nt-1,y=λ(1+m)三组数据代入y=ax2+bx+c中,计算得到a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλNt/(Nt-2)2,c=λ(1+m)-a-b。
第二预设周期调制函数的计算,将x=2,y=λ(1+m);x=Nt/2+1,y=λ;x=Nt,y=λ(1+m)三组数据代入y=ax2+bx+c中,计算得到a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλ(Nt+2)/(Nt-2)2,c=(1+m)λ-4a-2b。
需要说明的是,第二预设周期调制函数的抛物线是将第一预设周期调制函数的抛物线向x正方形平移了一个指条后的抛物线,第1根至第Nt/2根指条周期按第一预设周期调制函数的抛物线的前半段渐变(前后半段的分界点为(Nt/2,λ)),第(Nt/2+1)根至第Nt根指条周期按第二预设周期调制函数的抛物线的后半段渐变(前后半段的分界点为(Nt/2+1,λ))。
实验结果表明,通过在换能器叉指电极22设置为渐变周期,可使半导体封装体的Q值大幅度提高,仿真O值高达7000000,实测Bode Q值高达3000。
根据本发明的一个优选实施方式,所述叉指电极2的制备方法包括以下步骤:
S100:提供与所述叉指电极相配合的印章,所述印章的凹槽与所述叉指电极相配合;
S200:将所述印章沾取胶溶液印制在所述衬底上,蒸发所述衬底上胶溶液的溶剂,得到带胶条的衬底;
S300:在所述带胶条的衬底上沉积金属膜;
S400:剥离胶条,得到所述叉指电极。
所述印章通过成型技术形成与所述叉指电极2形状相配合的图案,所述印章设有凸起和凹槽,所述印章的凹槽与叉指电极相配合,即所述印章成型形成的凹槽图案与所述叉指电极图案相同。
所述印章的成型技术包括但不限于激光雕刻、机械加工、3D打印等。
所述步骤S200中,所述胶溶液包括高分子低聚物和分散媒,即将高分子低聚物分散在分散媒中形成所述胶溶液,胶溶液没有明显的固状颗粒物。所述胶溶液中高分子低聚物与分散媒的质量比1:1000~1:100。所述高分子低聚物优选极易溶于特定的溶剂的种类,所述分散媒优选所述高分子低聚物的极易溶于的溶剂。优选地,所述高分子低聚物的分子量范围为500-10000,分散媒为四氢呋喃。
示例性地,所述胶溶液为光刻胶,所述光刻胶为购买的成品胶,厂家为北京科华微电子材料有限公司(型号为1KMP DK1081、2 SPR955)或者德国默克(型号为AZ K7250)等。
在衬底上印制胶溶液后,进行烘烤,示例性地,利用热板或烘箱对印制的胶溶液图案进行烘烤,烘烤时间及温度依据所涂覆的胶溶液种类确定,烘烤目的是除去印制图案胶溶液中的溶剂(即分散媒),形成形态稳定的胶条。需要说明的是,将胶溶液中的溶剂几乎或完全去除,以形成固态的、稳定的胶条图案。
大多数胶溶液可以在以下烘烤条件下去除溶剂:
烘烤温度为90℃~120℃,烘烤时间为5min~30min。
所述步骤S300中,沉积的金属膜的材质与所述叉指电极的材质相同。沉积金属膜的方法可以采用蒸镀法或溅射法,以得到均匀的金属膜。
示例性地,所述叉指电极或金属膜的材料为铝,采用电子束蒸镀法进行沉积,具体地,使用电子束蒸镀机进行镀膜,且电子束蒸镀铝镀膜的速率为0.1nm/s,衬底无需加热。所述电子束蒸镀机可以采用但不限于瑞士EVATEC,BAK501。
所述步骤S400中,使用能溶解胶条的溶剂将胶条剥离,从而得到位于衬底上的叉指电极。此处的溶剂可以是任何能够溶解胶条的溶剂(为与步骤S200中被蒸发的溶剂区别,此处的溶剂称作溶解溶剂),所述溶解溶剂通常可以选择丙酮、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、异丙醇等。示例性地,当胶溶液为光刻胶时,溶解溶剂采用丙酮。
优选地,将步骤S300得到的沉积金属膜的衬底置于溶解溶剂中,利用所述溶解溶剂将胶条溶解,剥离胶条后在衬底上形成叉指电极形状的金属膜(剩余的金属膜即为叉指电极),即在衬底上形成所述叉指电极。
由于胶条侧表面相比于正对离子源的表面,更难被镀上金属膜层,所以胶条的侧表面几乎没有金属膜或者只有很薄的金属膜,在将沉积金属膜的衬底置于溶剂中时,胶条表面的金属膜层会随着胶条的溶解而脱落,只有衬底表面的金属膜层被保留。
通过溶剂剥离胶条后,还包括步骤:将去除胶条后的金属膜进行干燥处理。即此时所述步骤S400:通过溶剂剥离胶条,然后对衬底上剩余金属膜进行干燥,得到所述叉指电极。干燥的方法优选采用氮气对衬底表面吹干。
所述印章采用PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)印章,PDMS具有高分辨率、易成型、硬度可调节、成本低廉等优点。
所述PDMS印章的制备方法,包括以下步骤:
提供与所述PDMS印章相配合的模板:
提供PDMS模型液,所述PDMS模型液包括液态PDMS与固化剂,所述液态PDMS与所述固化剂的质量比为10:1;
在所述模板上涂覆所述PDMS模型液;
加热固化;优选地,加热温度为40~70℃,加热的时间是45~55min;
退火脱模,得到所述PDMS印章;优选地,所述退火温度为90℃~120℃,退火时间为5min~30min。
所述液体PDMS通过购买得到的成品,常规试剂厂家均可购到,如阿拉丁试剂等。优选地,所述液体PDMS的分离量为1000~10000。
所述固化剂为碱性化合物或胺类化合物,例如乙二胺等。
优选地,所述PDMS模型液在涂覆之前进行预处理,所述预处理包括以下步骤:
搅拌预设时间后放入真空干燥箱里抽真空;所述预设时间为10~30min,真空度为10-1-10-5Pa。
静置一定时间,一般为1h~2h。
通过对PDMS模型液进行预处理,尽可能去除PDMS模型液内的气泡,以避免影响PDMS印章成型。
上述叉指电极的制备方法不同于传统的光刻方法在制造细线宽叉指电极时对设备和工艺的高要求,采用转印技术可制备更细线宽的叉指电极,工艺方法简单,且印章可重复使用,有利于批量制备高频器件。
当然可以理解,所述半导体封装体还包括设置于衬底上的汇流条3,所述汇流条3与叉指电极电性连接。
本发明在不增加加工工艺难度的基础上,通过较小的改动半导体封装体结构,提高了半导体封装体整体的性能。
【实例1】衬底采用复合晶圆,结构为42°Y-X LiTaO3/SiO2/Si,叉指电极材质为Al,占空比为0.5,指条长度为36μm,指条膜厚为0.144μm。反射栅叉指电极的指条为15根,换能器叉指电极的指条为200根,第一区域的指条为2根,第二区域的指条为196根,第一区域周期为第二区域周期的1.006倍,反射栅叉指电极的周期等于第一区域的周期,第二区域的周期为1.8μm。
实例1的半导体封装体的仿真导纳图与Q值、实测Bode Q值曲线如图3和图4所示,仿真Q值可达4000000,实测Bode Q值可达2500。
【实例2】衬底采用采用复合晶圆,结构为42°Y-X LiTaO3/SiO2/Si,叉指电极材质为Al,占空比为0.5,指条长度为36μm,指条膜厚为0.144μm。反射栅叉指电极的指条为15根,换能器叉指电极的指条为200根,λ为1.8μm,m=0.006,反射栅叉指电极的周期为1.8108μm。第一预设周期调制函数为y=ax2+bx+c(a=1.1019*1e-6,b=-2.2039*1e-4,c=1.811),第二预设周期调制函数为y=ax2+bx+c(1.1019*1e-6,b=-2.2259*1e-4,c=1.8112)。
实例2的半导体封装体的仿真导纳图与Q值、实测Bode Q值曲线如图5和图6所示,仿真O值高达7000000,实测Bode Q值高达3000。
【对照例】衬底采用复合晶圆,结构为42°Y-X LiTaO3/SiO2/Si,叉指电极材质为Al,占空比为0.5,指条长度为36μm,指条膜厚为0.144μm。反射栅叉指电极的指条为15根,换能器叉指电极的指条为200根,反射栅叉指电极与换能器叉指电极的周期均为1.8μm。
对照例的半导体封装体的仿真导纳图与Q值、实测Bode Q值曲线如图7和图8所示,仿真Q值为3700000,实测Bode Q值为2000。
图3~图8对比可知,换能器叉指电极采用非同步周期时,半导体封装体的Q值能够明显提高,尤其是采用渐变周期时,Q值能够大幅度提高。
本发明在不对衬底进行改变的前提下,通过对叉指电极周期进行微调,即可实现Q值的明显提高,能够解决现有用于射频前端的半导体封装体其声波传播过程中能量会通过边界泄露的问题,提高半导体封装体在射频前端的应用效果;同时适合大多数压电材料的半导体封装体,且成本低。
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揭露的技术范围内,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。

Claims (10)

1.一种用于射频前端半导体封装体,其特征在于,包括:
衬底;
叉指电极,位于所述衬底表面;所述叉指电极包括反射栅叉指电极和换能器叉指电极,所述反射栅叉指电极的两侧分别设有所述反射栅叉指电极,所述反射栅叉指电极的周期不小于所述换能器叉指电极的周期,且所述换能器叉指电极包括至少两个不同周期的区域。
2.根据权利要求1所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述换能器叉指电极的周期为渐变周期,且所述渐变周期从中心向两侧逐渐增大;
所述反射栅叉指电极的周期不变,且与所述换能器叉指电极最外侧的周期相同。
3.根据权利要求2所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述换能器叉指电极的指条根数为Nt;
所述换能器叉指电极的指条从一侧至另一侧依次为第1根、第2根直至第Nt根;
当Nt为奇数,则中间指条为第(Nt+1)/2根;
当Nt为偶数,则中间指条为第Nt/2根和第(Nt/2+1)根;
以中间指条的周期λ为基准,向两侧的指条按预设周期调制函数对应的周期渐变,增加的幅度由调制因子m控制。
4.根据权利要求3所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述调制因子m取值范围在0.001~0.06之间;
所述预设周期调制函数为y=ax2+bx+c,其中,a、b、c为常数,x为指条的序号,y为指条对应的周期;
当Nt为奇数时,a=4mλ/(Nt-1)2,b=-4mλ(Nt+1)/(Nt-1)2,c=a(Nt+1)2/4+λ;
当Nt为偶数时,所述预设周期调制函数包括第一预设周期调制函数和第二预设周期调制函数;
其中,第1根至第Nt/2根指条周期按所述第一预设周期调制函数进行渐变,第一预设周期调制函数中,a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλNt/(Nt-2)2,c=λ(1+m)-a-b;
第(Nt/2+1)根至第Nt根指条周期按所述第二预设周期调制函数进行渐变,第二预设周期调制函数中,a=4mλ/(Nt-2)2,b=-4mλ(Nt+2)/(Nt-2)2,c=(1+m)λ-4a-2b。
5.根据权利要求1所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述换能器叉指电极包括第一区域和第二区域,所述第二区域的两侧分别设有第一区域;
所述第一区域的指条根数小于所述第二区域的指条根数;
所述第一区域的周期大于所述第二区域的周期。
6.根据权利要求5所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述第一区域的周期与所述第二区域的周期比值为1.002~1.2:1;
所述第一区域的指条根数与所述第二区域的指条根数比值为1:17~150。
7.根据权利要求1至6任一所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述反射栅叉指电极的指条根数与所述换能器的指条根数的比值为1:100。
8.根据权利要求7所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述叉指电极的厚度为5nm~5um,宽度为50nm~20um,长度为100nm~1000um。
9.根据权利要求7所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述叉指电极形成的电场方向与所述衬底全坐标系下的+y轴方向呈欧拉角α,所述欧拉角α为-90°~+90°。
10.根据权利要求1所述的用于射频前端半导体封装体,其特征在于,所述叉指电极的制备方法包括以下步骤:
提供与所述叉指电极相配合的印章,所述印章的凹槽与所述叉指电极相配合;
将所述印章沾取胶溶液印制在所述衬底上,蒸发所述衬底上胶溶液的溶剂,得到带胶条的衬底;
在所述带胶条的衬底上沉积金属膜;
剥离胶条,得到所述叉指电极。
CN202310591585.8A 2023-05-24 2023-05-24 一种用于射频前端半导体封装体 Active CN116347971B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310591585.8A CN116347971B (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种用于射频前端半导体封装体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310591585.8A CN116347971B (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种用于射频前端半导体封装体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116347971A true CN116347971A (zh) 2023-06-27
CN116347971B CN116347971B (zh) 2023-08-08

Family

ID=86880697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310591585.8A Active CN116347971B (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种用于射频前端半导体封装体

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116347971B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4837476A (en) * 1985-04-27 1989-06-06 Pioneer Electronic Corporation Surface acoustic wave resonator having transducers and reflectors of different periods
CN103929147A (zh) * 2013-01-11 2014-07-16 中国科学院声学研究所 一种高品质因子的单端对声表面波谐振器
CN106911317A (zh) * 2017-02-07 2017-06-30 深圳华远微电科技有限公司 声表面波谐振器
CN108566176A (zh) * 2018-04-12 2018-09-21 无锡市好达电子有限公司 一种声表面波谐振器的杂波抑制方法
CN108922791A (zh) * 2018-06-01 2018-11-30 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种具有纳米织构表面的叉指电极及其制备方法和应用
CN109787579A (zh) * 2019-01-22 2019-05-21 成都频岢微电子有限公司 一种具有减小杂散功能的saw谐振器
CN109787580A (zh) * 2019-01-17 2019-05-21 成都频岢微电子有限公司 一种高品质因素的saw谐振器及其构成的saw滤波器
CN114204914A (zh) * 2022-02-21 2022-03-18 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种用于气体检测的声表面波横向耦合谐振器
CN114614794A (zh) * 2022-03-23 2022-06-10 浙江星曜半导体有限公司 一种具有不同倾角汇流条的声表面波谐振器
CN115913166A (zh) * 2022-11-03 2023-04-04 成都芯仕成微电子有限公司 一种声表面波谐振器、声表面波滤波器以及双工器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4837476A (en) * 1985-04-27 1989-06-06 Pioneer Electronic Corporation Surface acoustic wave resonator having transducers and reflectors of different periods
CN103929147A (zh) * 2013-01-11 2014-07-16 中国科学院声学研究所 一种高品质因子的单端对声表面波谐振器
CN106911317A (zh) * 2017-02-07 2017-06-30 深圳华远微电科技有限公司 声表面波谐振器
CN108566176A (zh) * 2018-04-12 2018-09-21 无锡市好达电子有限公司 一种声表面波谐振器的杂波抑制方法
CN108922791A (zh) * 2018-06-01 2018-11-30 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种具有纳米织构表面的叉指电极及其制备方法和应用
CN109787580A (zh) * 2019-01-17 2019-05-21 成都频岢微电子有限公司 一种高品质因素的saw谐振器及其构成的saw滤波器
CN109787579A (zh) * 2019-01-22 2019-05-21 成都频岢微电子有限公司 一种具有减小杂散功能的saw谐振器
CN114204914A (zh) * 2022-02-21 2022-03-18 中国电子科技集团公司信息科学研究院 一种用于气体检测的声表面波横向耦合谐振器
CN114614794A (zh) * 2022-03-23 2022-06-10 浙江星曜半导体有限公司 一种具有不同倾角汇流条的声表面波谐振器
CN115913166A (zh) * 2022-11-03 2023-04-04 成都芯仕成微电子有限公司 一种声表面波谐振器、声表面波滤波器以及双工器

Also Published As

Publication number Publication date
CN116347971B (zh) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100508380C (zh) 弹性边界波装置及其制造方法
US9349938B2 (en) Atomic layer deposition encapsulation for acoustic wave devices
JP3387060B2 (ja) 弾性表面波装置
EP0688098B1 (en) Diamond-LiTaO3 surface acoustic wave device
EP0820143A2 (en) Surface acoustic wave device
US20050275309A1 (en) Surface acoustic wave device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
JP3204290B2 (ja) 表面弾性波素子
CN115314018A (zh) 一种声表面波滤波器及其制备方法
Yandrapalli et al. Fabrication and Analysis of Thin Film Lithum Niobate Resonators for 5GHz Frequency and Large K t 2 Applications
CN118174683B (zh) 一种带声波反射结构的氧化锌薄膜体声波谐振器
CN116347971B (zh) 一种用于射频前端半导体封装体
EP0691739A1 (en) Surface acoustic wave device
CN114112102A (zh) 一种具有线性输出特性的声表面波温度传感器及制备方法
Caliendo Gigahertz-band electroacoustic devices based on AlN thick films sputtered on Al 2 O 3 at low temperature
CN109883984B (zh) 一种基于宽尺度范围的纳米声学效应研究方法
TW465179B (en) Surface acoustic wave device and method of producing the same
Xing et al. Fabrication of single crystalline LiNbO3 thin films for wideband bulk acoustic wave filters
JP2000278084A (ja) 弾性表面波素子
Lanz Piezoelectric thin films for bulk acoustic wave resonator applications: from processing to microwave filters
CN109194300B (zh) 一种高频声表面波沟槽栅阵色散延迟线相位偏差补偿方法
JPH11116397A (ja) (020)配向ペロブスカイト型ニオブ酸カリウム薄膜及び該薄膜を有する弾性表面波素子
Floer et al. Diamond/ZnO/LiNbO 3 structure for packageless acoustic wave sensors
WO2024119507A1 (zh) 体声波谐振器及其制备方法
Yong et al. Fabrication of c-axis oriented ZnO/AlN thin films prepared by radio frequency reactive sputtering and development of ZnO/AlN layered structure surface acoustic wave devices
Kochhar et al. NSPUDT using c-axis tilted ScAlN thin film

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant