CN117833856A - 一种弹性波装置及制备方法、电子模组 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种弹性波装置及制造方法、电子模组,其中的弹性波装置包括支撑基板、压电基板和多个叉指电极,压电基板与支撑基板键合,压电基板远离支撑基板的表面具有损伤层,损伤层的厚度小于0.00075λ;多个叉指电极间隔设置在压电基板远离支撑基板的一侧,相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm;即本申请中能有效降低损伤层的厚度,减小滤波器所产生的插损,以提升频率集中性,保证了后续产品的电学性能。
Description
技术领域
本申请涉及电子器件加工制造技术领域,特别是涉及一种弹性波装置及制备方法、电子模组。
背景技术
在滤波器结构中包括有弹性波装置,其中的压电层厚度决定滤波器中心频率范围。高频滤波器,代表更薄的压电层,这也导致同等大小的误差会造成更为严重的频率偏移。因此期望获得厚度波动更小的压电层,以保证滤波器中心频率在靶心中。
现有技术中,通过刻蚀技术控制复合基板的压电基板的厚度范围,但是现有刻蚀技术会在压电基板表面生成较厚的损伤层,使滤波器产生较大插损,进而影响滤波器的电学性能。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种弹性波装置及制备方法、电子模组,能有效降低损伤层的厚度,减小滤波器所产生的插损,提高滤波器的电学性能。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种弹性波装置,包括支撑基板、压电基板和多个叉指电极,压电基板与支撑基板键合,压电基板远离支撑基板的表面具有损失层,损失层的厚度小于0.00075λ;多个叉指电极间隔设置在压电基板远离支撑基板的一侧,相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm。
为解决上述技术问题,本申请采用的另一技术方案是:提供一种弹性波装置的制造方法,包括以下步骤:提供支撑基板;在所述支撑基板上键合压电基板;利用离子束对所述压电基板进行刻蚀形成复合基板,其中,所述压电基板远离所述支撑基板的表面形成有损伤层,所述损伤层的厚度小于0.00075λ;在压电基板上形成间隔设置的多个叉指电极,相邻两个叉指电极的间距小于3μm。
为解决上述技术问题,本申请采用的再一技术方案是:提供一种电子模组,包括上述的弹性波装置。
区别于当前技术,本申请提供的弹性波装置,包括键合的支撑基板和压电基板,其中,压电基板远离支撑基板的表面具有损伤层,损伤层的厚度小于0.00075λ;多个叉指电极间隔设置在压电基板远离支撑基板的一侧,相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm;能够有效降低损伤层的厚度,减小滤波器所产生的插损,进而提升滤波器频率集中性,保证了后续产品的电学性质。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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他的附图。其中:
图1是本申请中复合基板第一实施例的结构示意图;
图2为本申请中复合基板第二实施例的结构示意图;
图3为本申请中复合基板第三实施例的结构示意图;
图4是本申请中复合基板的制备方法一实施例的流程示意图;
图5是滤波器特性对比图;
图6是本申请中滤波器第一实施例的结构示意图;
图7为本申请中滤波器第二实施例的结构示意图。
附图中,滤波器1,弹性波装置10,支撑基板100,衬底110,支撑层120,第一支撑层121,第二支撑层122,压电基板200,损伤层210,压电层220,叉指电极300。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。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。
在申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
另外,本申请中尽管多次采用术语“第一”、“第二”等来描述各种数据(或各种元件或各种应用或各种指令或各种操作)等,不过这些数据(或元件或应用或指令或操作)不应受这些术语的限制。这些术语只是用于区分一个数据(或元件或应用或指令或操作)和另一个数据(或元件或应用或指令或操作)。例如,第一位置信息可以被称为第二位置信息,第二位置信息也可以被称为第一位置信息,仅仅是其两者所包括的范围不同,而不脱离本申请的范围,第一位置信息和第二位置信息都是各种位置和姿态信息的集合,只是二者并不是相同的位置和姿态信息的集合而已。
在滤波器结构中,压电层厚度决定滤波器中心频率范围。高频滤波器,代表更薄的压电层,这也导致同等大小的误差会造成更为严重的频率偏移。因此期望获得厚度波动更小的压电层,以保证滤波器中心频率在靶心中。此外,在滤波器的复合基板的制备过程中,通常通过键合、减薄、抛光后制备。但由于工艺稳定性及支撑基板形貌不同等原因,键合后的压电基板可能会出现厚度不同的情况,难以控制压电基板厚度的均一性,使得基于复合基板制备的滤波器的频率集中性低,影响了滤波器的频率范围,降低良率;现有技术中,通过刻蚀技术控制复合基板的压电基板的厚度范围,但是现有刻蚀技术会在压电基板表面生成较厚的损伤层,使滤波器产生较大插损,进而影响滤波器的电学性能。
因此,提出一种弹性波装置及制备方法及基于此弹性波装置的电子模组,如声表面波滤波器。本申请的弹性波装置能有效降低损伤层的厚度,减小滤波器所产生的插损,进而提升滤波器频率集中性,保证了后续产品的电学性质。
请参阅图1,图1是本申请中弹性波装置第一实施例的结构示意图。
如图1所示,弹性波装置10包括支撑基板100、压电基板200和多个叉指电极300;压电基板200与支撑基板100键合,压电基板200远离支撑基板100的表面具有损伤层210,损伤层210的厚度小于0.00075λ,多个叉指电极间300隔设置在压电基板200远离支撑基板100的一侧,相邻两个叉指电极300之间的间距小于3μm,其中,λ为弹性波装置10的弹性波的波长,根据叉指电极300的电极周期而确定。
其中,支撑基板100即为支撑整个器件的底板,压电基板即为受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。
具体地,支撑基板100具有第一表面,压电基板200具有相反的第二表面和第三表面,例如,压电基板200的底面为第二表面,压电基板200的顶面为第三表面;则支撑基板100以第一表面作为支撑基板100的键合面,压电基板200以第二表面作为压电基板200的键合面,进而使得支撑基板100通过第一表面与压电基板200的第二表面键合;另外,压电基板200远离支撑基板100的表面具有损伤层210,损伤层210的厚度小于0.00075λ;多个叉指电极300间隔设置在压电基板200远离支撑基板100的一侧,相邻两个叉指电极300的间距小于3μm;其中,λ为所述弹性波装置10的弹性波的波长,根据叉指电极300的电极周期而确定。
其中,弹性波是应力波的一种,应力波是应力和应变扰动的传播形式,即扰动或外力作用引起的应力和应变在弹性波装置10中传递的形式;弹性波装置10中质点间存在着相互作用的弹性力。某一质点因受到扰动或外力的作用而离开平衡位置后,弹性恢复力使该质点发生振动,从而引起周围质点的位移和振动,于是振动就在弹性介质中传播,并伴随有能量的传递。在振动所到之处应力和应变就会发生变化。
在本实施例中,为了减小后续的滤波器所产生的插损,将压电基板中的损失层的厚度设置为小于0.00075λ,同时保证了压电基板200的厚度均一性,以达到基于复合基板所形成的滤波器所需的频率高集中性。
参阅图2,图2为本申请中复合基板第二实施例的结构示意图。
如图2所示,弹性波装置10包括支撑基板100、压电基板200以及多个叉指电极300;其中,压电基板200与支撑基板100键合,压电基板200远离支撑基板100的表面具有损伤层210,损伤层210的厚度小于0.00075λ,多个叉指电极间300隔设置在压电基板200远离支撑基板100的一侧,相邻两个叉指电极300之间的间距小于3μm,其中,λ为弹性波装置10的弹性波的波长,根据叉指电极300的电极周期而确定。
其中,叉指电极300的电极周期依据叉指电极结构的四个结构参数确定,包括叉指电极对的对数、叉指宽度、相邻叉指之间的间距、叉指电极的厚度;通过分析叉指电极阻值的计算公式可发现,叉指的长宽比越大,叉指的密度越大,叉指电极的初始电阻越小,从而传感器的灵敏度和响应速度就会越高。当叉指电极结构尺寸减小到微米量级以下,叉指电极结构间的微弱的电阻变化可以被灵敏地检测到,叉指电极传感器的灵敏度得以显著提高。叉指电极结构周围的电场分布可以通过理论分析以及数值模拟计算得到,计算结果表明叉指电极传感器的电场强度与电极厚度成近似反比关系,电极越厚,电场强度越小。另外,电极的对数对叉指电极传感器信噪比的大小基本没有影响;叉指电极间距的减小可以使信噪比增大的同时提高信号幅;叉指电极间距的减小还可以有效地提高化学反应的速率、加快建立反应进行过程,从而能够提高传感器性能,并缩短叉指电极传感器反应的时间。叉指电极传感器的电极宽度的减小在提高信噪比的同时会使检测信号的幅值降低。
在一些实施例中,支撑基板100可以包括衬底110以及至少一支撑层120,支撑基板100的键合面可以是水平面,也可以是弯曲面;压电基板200的键合面则对应支撑基板100的键合面设置,以使支撑基板100与压电基板200以相对应的键合面键合。
具体地,以下以两层支撑层、支撑基板100的键合面为水平面为例进行说明,支撑层120包括第一支撑层121和第二支撑层122,第一支撑层121距离衬底110最近,第二支撑层122距离衬底110最远;第一支撑层121覆盖在衬底110上,即第一支撑层121位于衬底110和压电基板200之间;第二支撑层122覆盖在第一支撑层121上,即第二支撑层122位于第一支撑层121与压电基板200之间,压电基板200与第二支撑层122键合;其中,压电基板200包括压电层220和损伤层210;也即压电层220与第二支撑层122键合,而损伤层210覆盖压电层220,第一支撑层121的厚度大于损伤层210的厚度,且第二支撑层122的厚度大于损伤层300的厚度。
其中,衬底110可以是本领域公知的任意合适的底材,例如可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳化硅(SiC)、碳锗硅(SiGeC)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或者其它III/V化合物半导体,还包括这些半导体构成的多层结构等,或者为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI),或者为高阻硅、蓝宝石、尖晶石以及多晶材料等。
第一支撑层121可以是以下所提到的材料中的至少一种或两种及以上组合:氧化硅、氮化硅、氧化铝等,第一支撑层121的厚度小于2λ,这里的λ为波长;例如当λ为4um(4000nm)时,0.00025λ可以为1nm,即第一支撑层121的厚度小于8000nm,例如,第一支撑层121的厚度为6000nm、6400nm或7000nm。
第二支撑层122可以是以下所提到的材料中的至少一种:钛、钨、硅等,例如当λ为4um(4000nm)时,第二支撑层122的厚度小于0.004λ,即第二支撑层122的厚度小于16nm,例如,第二支撑层122的厚度为10nm、12nm或14nm。
压电基板200可以为压电单晶体或压电多晶体,可以是以下所提到的材料中的至少一种:钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT、水晶(石英晶体)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等;压电基板200的厚度小于1λ,即压电基板200的厚度小于4000nm,例如,压电基板的厚度为500nm、1000nm或2000nm;而损伤层210的厚度小于0.00075λ,即损伤层210的厚度小于3nm,例如,损伤层210的厚度为1nm、0.8nm或0.5nm。
在一些实施例中,压电基板200被配置为:电压基板200的厚度的最大值和最小值的差值小于40nm,使得无论支撑基板100的形貌是怎样的,也能包括压电基板200的厚度均一性。
本实施例中,在支撑基板100的形貌不同的情况下,也可以将压电基板200厚度的最大值和最小值的差值控制在40nm以下,保证了压电基板200的厚度均一性,以达到基于复合基板所形成的滤波器所需的频率高集中性;另外,压电基板200远离支撑基板100的一侧所具有的损伤层210控制在3nm以下,使得在提高频率集中性的同时,降低因损伤层而引起的异常插损,进而提升后续所形成器件的电学性能。
参阅图3,图3为本申请中复合基板第三实施例的结构示意图。
如图3所示,复合基板10包括支撑基板100、压电基板200以及多个叉指电极300;其中,压电基板200与支撑基板100键合,压电基板厚度的最大值和最小值的差值小于40nm;压电基板200远离支撑基板100的表面具有损伤层210,也即损伤层210位于压电基板200远离支撑基板100的一侧,且损伤层300的厚度小于0.00075λ。其中,压电基板200包括压电层220和损伤层210。
即损伤层300的厚度小于3nm,例如,损伤层210的厚度为1nm、0.8nm或0.5nm。
其中,支撑基板100的键合面可以是起伏不平的非完美水平的表面,如曲面、弧面等,键合后支撑基板100与压电基板200紧密连接,因此,压电基板200的键合面也可以为弧面,例如,支撑基板100的键合面为外弧面,则压电基板的键合面为内弧面。
又因为压电基板200厚度的最大值和最小值的差值小于40nm,则压电基板200远离支撑基板100的表面也为外弧面;例如压电基板200的键合面和远离支撑基板100的外弧面平行。
对应的,采用离子束对压电基板200刻蚀后产生的损伤层210也为弧形,覆盖在压电基板200的表面。
本实施例中,因为支撑基板100的键合面为弧面,则传统的减薄抛光制程并不能使得压电基板200的厚度达到均一性,即仅通过减薄抛光制程的压电基板200的厚度的最大值和最小值的差值较大,达到0.4μm,影响了滤波器的频率集中性;而本实施例中采用离子束对压电基板200进行刻蚀处理,可以有效将压电基板200的厚度最大值和最小值的差值降低至40nm以下,并且损伤层210的厚度小于3nm,降低因损伤层而引起的异常插损,提高了滤波器的频率集中性,保证了滤波器的电学性质。
本实施例还包括一种复合基板的制备方法,具体如下。
参阅图4,图4是本申请中复合基板的制备方法一实施例的流程示意图。
如图4所示,包括以下步骤:
S10、提供支撑基板。
其中,支撑基板100可以包括衬底110以及至少一支撑层120,撑基板100的键合面可以是水平面,也可以是弯曲面;压电基板200的键合面则对应支撑基板100的键合面设置,以使支撑基板100与压电基板200以相对应的键合面键合。
具体地,以下以两层支撑层、支撑基板100的键合面为水平面为例进行说明,支撑层120包括第一支撑层121和第二支撑层122,第一支撑层121距离衬底110最近,第二支撑层122距离衬底110最远;第一支撑层121覆盖在衬底110上,即第一支撑层121位于衬底110和压电基板200之间;第二支撑层122覆盖在第一支撑层121上,即第二支撑层122位于第一支撑层121与压电基板200之间;压电基板200与第二支撑层122键合,其中,压电基板200包括压电层220和损伤层210;也即压电层220与第二支撑层122键合,而损伤层210覆盖压电层220,第一支撑层121的厚度大于损伤层210的厚度,且第二支撑层122的厚度大于损伤层210的厚度。
S20、在支撑基板上键合压电基板。
其中,压电基板200可以为压电单晶体或压电多晶体,可以是以下所提到的材料中的至少一种:钛酸钡BT、锆钛酸铅PZT、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂PBLN、改性钛酸铅PT、水晶(石英晶体)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂等。在一个较佳的实施例中,该压电压基板200的厚度越薄越能有效地提升Q值。例如,所述压电基板可以是15°~52°Y轴切面X轴传播的钽酸锂基板。
具体地,以压电基板200的键合面与支撑基板100对应的键合面进行键合,即压电基板200与支撑基板中的第二支撑层122键合,使得压电基板200与支撑基板100形成一个整体。
在一些实施例中,若支撑基板100的形貌不是平面的,则键合后的压电基板200的厚度也会随之变化,即压电基板200的厚度不等,压电基板200可能会有部分区域的厚度较大,因此,为了减少离子束的刻蚀难度,可以先对压电基板200进行减薄抛光处理,例如,若键合后的压电基板200和支撑基板100的总厚度超过阈值厚度,则对压电基板200进行减薄抛光,使得压电基板200和支撑基板100的总厚度小于等于阈值厚度。
阈值厚度可以根据设计需求进行设定,在此不进行设定。
其中,减薄抛光可以先使用砂轮加工机对复合基板10中的压电基板200远离支撑基板100的一侧进行研磨,然后用研磨加工机进行研磨,进一步减薄抛光可以采用化学机械研磨方式,例如,使用CMP研磨机(Chemical Mechanical Polishing)通过镜面研磨将上述压电基板200的厚度。
S30、利用离子束对压电基板进行刻蚀形成复合基板;其中,压电基板远离支撑基板的表面形成有损伤层,损伤层的厚度小于0.00075λ。
在一些实施例中,刻蚀后的压电基板厚度的最大值和最小值的差值小于40nm。
其中,为了对压电基板200进行刻蚀,可以通过离子束刻蚀方法对压电基板200进行刻蚀,以修剪压电基板200。
具体地,在支撑基板100和压电基板200键合并减薄抛光后,利用离子束对压电基板200远离支撑基板100的一侧进行刻蚀,以形成对应的复合基板,而刻蚀后的压电基板200厚度的最大值和最小值的差值小于40nm。
在一些实施例中,在利用离子束刻蚀前,需要确定离子束的刻蚀工艺参数,如发射电流和发射电压,使得刻蚀后的压电基板200的厚度达到对应的器件要求。
其中,刻蚀工艺参数可以依据压电基板200的厚度要求所确定,即键合后的压电基板各点有对应的初始厚度,刻蚀后需要达到一个目标厚度,即压电基板200的厚度要求,因此,需要刻蚀掉一定厚度的压电基板200,此处把需要刻蚀掉的厚度定义为牺牲厚度;则有,需要离子束将牺牲厚度刻蚀掉,进而设定相应的刻蚀工艺参数。
又因为,通过离子束对压电基板200进行刻蚀,会在压电基板200的刻蚀表面形成损伤层300,而损伤层300的厚度较大的话,会产生较为严重的插损,如损伤层300的厚度大于3nm,如损伤层厚度为3-10nm时,所产生的插损为1.47dB,使得相对应的滤波器的机电耦合系数为7.8%。并且,在相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm时,损伤层210对插损的影响明显增加,因此,本申请针对相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm的情况,特别是相邻两个叉指电极之间的间距小于1μm时,一方面通过离子束刻蚀方法对压电基板200进行刻蚀,以提高压电基板200的厚度均一性;同时在离子刻蚀后,对压电基板的表面进行抛光处理,使得压电基板200的损伤层210的厚度低于滤波器对损伤层210的敏感厚度,保证了滤波器的特性。
因此,为了降低损伤层300的厚度,本申请中将发射电流的电流范围设定为10mA-15mA,例如发射电流为12mA、13mA或14mA;以及将发射电压的电压范围设定为800V-1200V,例如发射电压为900V、1000V或1100V;进而以设定的发射电流和发射电压发射对应的离子束,通过该离子束对压电基板的刻蚀表面进行刻蚀,刻蚀后产生的损伤层300的厚度小于3nm,例如2nm、1nm、0.8nm或0.7nm,并且在损伤层厚度小于1nm时,对应的滤波器的插损为1.113dB,机电耦合系数为8.31%。
并且,由于采用离子束对压电基板200进行刻蚀,使得刻蚀后的压电基板200的表面粗糙度降低,例如,本申请中压电基板200测出来的表面粗糙度为0.178nm;表面粗糙度也即压电基板200的光滑程度,压电基板200的表面越光滑,则对应的器件的电学性能越好。
在一些实施例中,也可以以支撑基板100的厚度为基准,键合压电基板200后可以得到整体的初始厚度,进而以支撑基板100的厚度,初始厚度和所要达到的目标厚度,确定需要刻蚀掉的牺牲厚度。
其中,需要获取压电基板200的厚度分布数据,可以采用激光干涉的光学式膜厚测量仪测量研磨后的压电基板的厚度,进而获取压电基板200的厚度分布数据。
例如,建立坐标系,并获取各横坐标上对应的支撑基板100的厚度、键合压电基板200后可以得到整体的初始厚度、以及所要达到的目标厚度,进行确定每个横坐标上所需要刻蚀掉的牺牲厚度;另外,坐标距离也可以与离子束光斑的直径为准;厚度测量可以采用光学膜厚仪量测。
参阅图5,图5是滤波器特性对比图。
图5是在支撑基板为水平面板的基础上测试而得。其中,短虚线是没有采用离子束进行刻蚀的滤波器特性表示,其中,插损为1.148dB;实线是一般情况下采用离子束进行刻蚀的滤波器的特性表示,其中,插损为1.47dB;长虚线为本申请采用优化的离子束进行刻蚀的滤波器的特性表示,其中,插损为1.113dB。
由此可知,采用离子束对压电基板200进行刻蚀可以有效控制压电基板的厚度均一性,即压电基板厚度的最大值和最小值的差值会小于60nm,但刻蚀所产生的损伤层300的厚度会较大,为3-10nm,会造成较大的插损,影响了滤波器的性能;而采用本申请优化后的离子束对压电基板200进行刻蚀,在有效控制压电基板的厚度均一性的同时,还可以产生较小厚度的损伤层300,为小于3nm,具体地,损伤层300的厚度小于1nm,使得对应的滤波器的插损较小,而又保证了滤波器的频率高集中。
S40、在压电基板上形成间隔设置的多个叉指电极,相邻两个叉指电极之间的间距小于3μm。
其中,叉指电极的结构参数包括四个:叉指电极对的对数、叉指宽度、相邻叉指之间的间距、叉指电极的厚度,即叉指电极的四个结构参数影响着后续产品的电学性能。
具体地,叉指电极对的对数、叉指宽度和叉指电极的厚度可以根据实际需求进行设定,在此不限定;设定叉指电极之间的间距小于3μm,以配合前述设定将压电基板中的损失层的厚度设置为小于0.00075λ,同时保证了压电基板200的厚度均一性,以达到基于复合基板所形成的滤波器所需的频率高集中性。
在一些实施例中,还可以将相邻两个叉指电极之间的间距设定为小于1μm,以配合前述设定将压电基板中的损失层的厚度设置为小于0.00075λ,更好的保证了压电基板200的厚度均一性,以达到基于复合基板所形成的滤波器所需的频率高集中性。
本实施例中,通过优化后的发射参数发射对应的离子束,进而对压电基板200进行刻蚀,使得压电基板200的表面平滑,压电基板200的厚度有较高的均一性,提高了滤波器的频率集中性;并且大大降低了离子束所造成的损伤层的厚度,降低了插损,甚至避免了异常插损的产生,有效保证了滤波器的电学性质。
另外,本申请还包括一种滤波器,具体如下。
参阅图6,图6是本申请中滤波器第一实施例的结构示意图。
如图6所示,滤波器1包括前述的弹性波装置10,其中,弹性波装置10可以是由前述的弹性波装置的制造方法制造得到,或弹性波装置10可以为前述的弹性波装置10,即弹性波装置10包括键合的支撑基板100和压电基板200;多个叉指电极300间隔设置在复合基板远离支撑基板100的一侧,即叉指电极300间隔设置在压电基板200远离支撑基板100的一侧。
其中,弹性波装置的弹性波的波长为λ,弹性波装置中的相邻叉指电极之间的距离为IDT间距(Interdigitated Transducer),可以依据产品类型进行设定。
具体地,以支撑基板为平面板为例进行说明,滤波器1包括弹性波装置10,弹性波装置10包括支撑基板100、压电基板200和叉指电极300,支撑基板100与压电基板200键合在一起,并由离子束对键合后的压电基板200进行刻蚀而形成复合基板,刻蚀后的压电基板200的厚度在3μm以下,且压电基板200的厚度最大值和最小值的差值在40nm以下;而刻蚀后的压电基板200的刻蚀表面还会形成损伤层210,损伤层210的厚度在3nm以下,如1nm;而小于等于1nm的损伤层没有达到滤波器所对应的损伤层敏感厚度,因此,并不会影响滤波器的特性;进而在损伤层210上形成间隔设置的叉指电极300,构成滤波器。
在一些实施例中,相邻两个叉指电极20之间的间距为小于3μm,如2μm、1μm、0.8μm、0.5μm、0.4μm、0.2μm等。
本实施例中,将上述形成的复合基板作为基础,形成相应的滤波器,可以有效提高滤波器的频率集中性的,同时还可以降低插损,甚至不会引起异常插损,保证了滤波器的电学性质。
参阅图7,图7为本申请中滤波器第二实施例的结构示意图。
如图7所示,滤波器1包括复合基板10和多个叉指电极20,其中,复合基板10包括键合的支撑基板100和压电基板200,支撑基板100包括衬底110以及至少一支撑层120,例如至少一支撑层包括:第一支撑层121、第二支撑层122,并且在离子束对压电基板200刻蚀的表面形成有损伤层210,损伤层210的厚度小于3nm,如1nm;并且压电基板200厚度的最大值和最小值的差值小于40nm。
本公开还提供一种包含至少一个所述弹性波装置的模块。根据一个示例,所述模块包含布线基板、集成电路元件IC、弹性波装置、电感器及密封部。根据一个示例,集成电路元件IC安装于布线基板的内部。集成电路元件IC包含开关电路与低噪声放大器。至少一个弹性波装置安装于布线基板的主面。电感器安装于布线基板的主面。电感器是为了阻抗匹配而安装。例如,电感器为集成无源装置(Integrated Passive Device,IPD)。密封部将包含弹性波装置在内的多个电子元件密封。
在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的系统,装置,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (14)
1.一种弹性波装置,其特征在于,包括:
支撑基板;
压电基板,所述压电基板与所述支撑基板键合,所述压电基板远离所述支撑基板的表面具有损伤层,所述损伤层的厚度小于0.00075λ;
多个叉指电极,间隔设置在所述压电基板远离所述支撑基板的一侧,相邻两个所述叉指电极之间的间距小于3μm;
其中,λ为所述弹性波装置的弹性波的波长,根据所述叉指电极的电极周期而确定。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述支撑基板包括:
衬底;
至少一支撑层,所述至少一支撑层设置于所述衬底与所述压电基板之间,且距离所述衬底最远的支撑层与所述压电基板键合,其中,距离所述衬底最远的支撑层的厚度大于所述损伤层的厚度。
3.根据权利要求2所述的弹性波装置,其特征在于,所述支撑层包括:
第一支撑层,位于所述衬底与所述压电基板之间;
第二支撑层,位于所述第一支撑层与所述压电基板之间,其中,所述第一支撑层和第二支撑层的厚度分别大于所述损伤层的厚度。
4.根据权利要求3所述的弹性波装置,其特征在于,所述第一支撑层的厚度小于2λ。
5.根据权利要求3所述的弹性波装置,其特征在于,所述第二支撑层的厚度小于0.004λ。
6.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述损伤层的厚度小于3nm。
7.根据权利要求6所述的弹性波装置,其特征在于,所述损伤层的厚度小于或者等于1nm。
8.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电基板厚度的最大值和最小值的差值小于40nm。
9.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,相邻两个所述叉指电极之间的间距小于1μm。
10.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述弹性波装置的插损小于1.4dB。
11.一种弹性波装置的制造方法,包括步骤:
提供支撑基板;
在所述支撑基板上键合压电基板;
利用离子束对所述压电基板进行刻蚀形成复合基板,其中,所述压电基板远离所述支撑基板的表面形成有损伤层,所述损伤层的厚度小于0.00075λ;
在所述压电基板上形成间隔设置的多个叉指电极,相邻两个所述叉指电极之间的间距小于3μm。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
依据所述压电基板厚度要求确定所述离子束的刻蚀工艺参数,其中,所述刻蚀工艺参数包括发射电流和发射电压,所述发射电流的电流范围为10mA-15mA,所述发射电压的电压范围为800V-1200V;
利用所述离子束基于所述刻蚀工艺参数对所述压电基板进行刻蚀形成所述复合基板。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于:
利用所述刻蚀工艺参数对所述压电基板进行刻蚀,使得所述损伤层厚度小于1nm。
14.一种电子模组,包括权利要求1-10中任意一项所述的弹性波装置。
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