CN207053474U - 一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 - Google Patents
一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207053474U CN207053474U CN201720484077.XU CN201720484077U CN207053474U CN 207053474 U CN207053474 U CN 207053474U CN 201720484077 U CN201720484077 U CN 201720484077U CN 207053474 U CN207053474 U CN 207053474U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- saw resonator
- substrate
- piezoelectric substrate
- piezoelectric
- utility
- 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.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本实用新型提出一种声表面波谐振器，具体地：所述声表面波谐振器包括压电材料基板、形成在所述压电材料基板上的金属叉指结构、形成在所述压电材料基板下方的空腔结构。在制备过程中，先在硅基板上预先挖好一些沟槽，填充牺牲层材料，然后在基板上沉积一层压电薄膜材料，并在上面沉积和光刻形成金属叉指，最后将沟槽内的牺牲层通过腐蚀液彻底释放，从而形成底部空腔结构。本实用新型的方案结合薄膜体声波谐振器的结构与制备思路，使得最终声表面波谐振器的漏波能够通过空气腔界面反射回来，从而提高谐振器的Q值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型声表面波谐振器，特别是涉及一种采用声表面波与薄膜体腔组合的谐振器。
背景技术
随着无线通讯应用的发展，人们对于数据传输速度的要求越来越高。在移动通信领域，第一代是模拟技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代 (3G)以多媒体通信为特征，第四代(4G)将通信速率提高到1Gbps、时延减小到10ms，第五代(5G)是4G之后的新一代移动通信技术，虽然5G的技术规范与标准还没有完全明确，但与3G、4G相比，其网络传输速率和网络容量将大幅提升。如果说从1G到4G主要解决的是人与人之间的沟通，5G将解决人与人之外的人与物、物与物之间的沟通，即万物互联，实现“信息随心至，万物触手及”的愿景。
与数据率上升相对应的是频谱资源的高利用率以及通讯协议的复杂化。由于频谱有限，为了满足数据率的需求，必须充分利用频谱；同时为了满足数据率的需求，从4G开始还使用了载波聚合技术，使得一台设备可以同时利用不同的载波频谱传输数据。另一方面，为了在有限的带宽内支持足够的数据传输率，通信协议变得越来越复杂，因此对射频系统的各种性能也提出了严格的需求。
在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用。它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。随着通信协议越来越复杂，对频带内外的要求也越来越高，使得滤波器的设计越来越有挑战。另外，随着手机需要支持的频带数目不断上升，每一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升。
目前射频滤波器最主流的实现方式是声表面波滤波器和基于薄膜体声波谐振器技术的滤波器。薄膜体声波谐振器主要用于高频(比如大于2.5GHz的频段)，制造工艺比较复杂，成本较高。而声表面波滤波器主要用于中低频 (比如小于2.5GHz的频段)，制造工艺相对比较简单，成本相比于薄膜体声波谐振器要低很多，比较容易受市场接受。
如何提高声表面波谐振器的频率和Q值一直是业界研究的热点，各种加工制备方式已经有很多。在以往的传统结构和制备方式中，主要将金属叉指结构制备在压电薄膜的基板上，比如石英、铌酸锂、钛酸钡等压电薄膜基板。该传统制备方法对于压电薄膜基板的要求非常高，并且即使使用压电薄膜基板，也并不能完全起到声波阻挡与反射的作用，从而影响最终声表面波谐振器的性能。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提出了一种全新的声表面波谐振器。具体地，本实用新型提出的方案如下：
一种空腔型声表面波谐振器，其特征在于：所述声表面波谐振器包括压电材料基板、形成在所述压电材料基板上的金属叉指结构、形成在所述压电材料基板下方的空腔结构。
进一步地，还包括基片，所述空腔结构形成在所述基片上。
进一步地，所述压电材料基板未完全覆盖所述空腔结构。
进一步地，所述压电材料基板具有露出空腔的开口部分。
进一步地，所述空腔结构中沉积有牺牲层。
进一步地，所述金属叉指结构的材料包括铜、铝、铬、银或钛。
进一步地，所述金属叉指结构的厚度为50nm-1μm。
一种滤波器，包括本实用新型所提出的声表面波谐振器。
本实用新型先在硅基板上预先挖好一些沟槽，填充牺牲层材料，然后在基板上沉积一层压电薄膜材料，并在上面沉积和光刻形成金属叉指，最后将沟槽内的牺牲层通过腐蚀液彻底释放，从而形成底部空腔结构。本实用新型的方案结合薄膜体声波谐振器的结构与制备思路，使得最终声表面波谐振器的漏波能够通过空气腔界面反射回来，从而提高谐振器的Q值。
附图说明
图1为本实用新型的一种新型声表面波谐振器剖面结构图和顶部俯视结构图，其中图1(a)为剖面结构图、图1(b)为顶部俯视结构图；
图2为本实用新型的一种新型声表面波谐振器的制备工艺流程图，其中图2(a)-图2(g)为各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实用新型提出一种新型的声表面波谐振器，其剖面结构图和俯视结构图分别如图1(a)、图1(b)所示。具体地，该声表面波谐振器包括基片100，该基片例如为硅基片，基片100上包括空气隙600，压电材料基板400设置在空气隙600上方，该压电材料400例如为石英、铌酸锂、钛酸钡等；在压电材料400上方包括金属叉指结构500，该金属叉指结构的材料包括铜、铝、铬、银、钛等或者它们的组合。
其中，压电材料基板100具有露出部分空气隙600的部分，比如压电材料基板100在横向上覆盖空气隙600的边缘，其纵向的宽度则小于同方向上空气隙600的宽度。
进一步地，压电材料基板100的厚度介于1μm～500μm之间。
进一步地，金属叉指结构500的厚度一般为50nm～1μm。
在本实用新型中，声表面波谐振器的工作原理是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器(Transducer)将电波的输入信号转换成机械能，经过处理后，再把机械能转换成电的信号，以达到过滤不必要的信号及杂讯，提升收讯品质的目标。提高电能与机械能的转换效率能提高品质因子(Q值)，本实用新型中的空腔结构形成空气与压电材料交界面，能有效地将声表面波谐振器的漏波从空气与压电材料交界面处反射回压电材料表面，从而提高电能与机械能的转换效率，亦即提高了Q值。
实施例2
本实用新型还提出一种声表面波谐振器的制备方法，具体地，参见图2，包括以下步骤：
(a)准备单面或双面抛光的硅片100，其中抛光面向上，进行标准清洗。然后在硅片100表面通过干法或湿法刻蚀形成一定大小的沟槽200。再次进行标准清洗，将沟槽内残留物清除干净。如图2(a)所示。
(b)在硅片100上面沉积一层牺牲层薄膜300，该牺牲层薄膜材料可以为二氧化硅(SiO2)，氮化硅(SiN)，磷硅酸玻璃(PSG)，硼磷玻璃(BPSG) 等，薄膜的厚度为100nm～10μm。然后再对硅片100的表面进行化学机械研磨，使得沟槽外部的硅片表面没有牺牲层薄膜的残留，同时沟槽内的牺牲层薄膜表面平整、光滑。如图2(b)所示。
(c)在硅片100表面沉积一层压电材料薄膜400，厚度为1μm～500μm。该压电薄膜材料可以是石英、铌酸锂、钛酸钡等。如图2(c)所示。
(d)对该压电材料薄膜400进行光刻图形化，使得沟槽内的部分牺牲层薄膜露出在外面，如图2(d)俯视图所示。
(e)在硅片100的表面沉积一层金属薄膜材料500，厚度一般为 50nm～1μm，该金属叉指材料可以是铜、铝、铬、银、钛等或者它们的组合，如图2(e)所示；
(f)对该金属薄膜材料500进行光刻图形化，形成金属叉指结构，如图2(f)所示，该金属叉指结构包括相互交叉的金属指状结构和端部。
(g)最后对硅片进行湿法腐蚀，将暴露在外的牺牲层材料彻底腐蚀掉，并通过释放形成的开口将压电薄膜下面的牺牲层也彻底腐蚀，进行标准清洗将残留清除，从而形成空腔结构，如图2(g)所示。
本实用新型针对现有技术的缺陷，提出了一种全新的声表面波谐振器。结合薄膜体声波谐振器的结构与制备思路，使得最终声表面波谐振器的漏波能够通过空气腔界面反射回来，从而提高谐振器的Q值。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种空腔型声表面波谐振器，其特征在于：所述声表面波谐振器包括压电材料基板、形成在所述压电材料基板上的金属叉指结构、形成在所述压电材料基板下方的空腔结构。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于：还包括基片，所述空腔结构形成在所述基片上。
3.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于：所述压电材料基板未完全覆盖所述空腔结构。
4.根据权利要求3所述的声表面波谐振器，其特征在于：所述压电材料基板具有露出空腔的开口部分。
5.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于：所述空腔结构中沉积有牺牲层。
6.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于：所述金属叉指结构的材料为铜、铝、铬、银或钛。
7.根据权利要求1或6所述的声表面波谐振器，其特征在于：所述金属叉指结构的厚度为50nm-1μm。
8.一种滤波器，包括权利要求1-7任一项所述的声表面波谐振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720484077.XU CN207053474U (zh) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | 一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720484077.XU CN207053474U (zh) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | 一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207053474U true CN207053474U (zh) | 2018-02-27 |
Family
ID=61490128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720484077.XU Active CN207053474U (zh) | 2017-05-04 | 2017-05-04 | 一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207053474U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108880502A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-11-23 | 刘月 | 一种高性能表面波滤波器 |
| CN111030629A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 声波器件的制作方法及声波器件 |
-
2017
- 2017-05-04 CN CN201720484077.XU patent/CN207053474U/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108880502A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-11-23 | 刘月 | 一种高性能表面波滤波器 |
| CN108880502B (zh) * | 2018-09-19 | 2023-11-14 | 刘月 | 一种高性能表面波滤波器 |
| CN111030629A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-17 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 声波器件的制作方法及声波器件 |
| CN111030629B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-04-05 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 声波器件的制作方法及声波器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106961258A (zh) | 一种空腔型声表面波谐振器及其加工方法 | |
| CN109150135B (zh) | 基于键合的薄膜体声波谐振器及其加工方法 | |
| US20210273631A1 (en) | Split-ladder band n77 filter using transversely-excited film bulk acoustic resonators | |
| US11146232B2 (en) | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with reduced spurious modes | |
| CN109217841B (zh) | 一种基于声表面波和空腔型薄膜体声波组合谐振器 | |
| US20220200567A1 (en) | Transversely-excited film bulk acoustic resonator using yx-cut lithium niobate for high power applications | |
| CN207460113U (zh) | 基于固态和空腔结合的薄膜体声波谐振器 | |
| CN107093994A (zh) | 薄膜体声波谐振器及其加工方法 | |
| CN106788306A (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制备方法 | |
| CN102122939B (zh) | 预设空腔型soi基片薄膜体声波滤波器及制作方法 | |
| US20050269904A1 (en) | Thin film bulk acoustic resonator and method of manufacturing the same | |
| JP5766457B2 (ja) | 弾性波デバイス及びその製造方法 | |
| CN109245742B (zh) | 一种基于声表面波和固体反射层薄膜体声波组合谐振器 | |
| CN108900173A (zh) | 一种以硅为牺牲层的薄膜体声波谐振器制备方法 | |
| CN107171654A (zh) | 基于固态和空腔结合的薄膜体声波谐振器及加工方法 | |
| CN108512520A (zh) | 体声波谐振器与电容器的单片集成结构及其制造方法、滤波器、双工器以及射频通信模块 | |
| CN109257027A (zh) | 一种混合声波谐振器及其制备方法 | |
| US20210075393A1 (en) | Symmetric transversely-excited film bulk acoustic resonators with reduced spurious modes | |
| CN108539006A (zh) | 一种温度补偿声表面波滤波器及其制备方法 | |
| CN109474255B (zh) | 薄膜体声波谐振器及其制作方法、滤波器 | |
| US11646719B2 (en) | Acoustic wave resonator RF filter circuit and system | |
| CN207053474U (zh) | 一种空腔型声表面波谐振器及滤波器 | |
| CN107979353A (zh) | Rf mems滤波器及其制备方法 | |
| CN208924202U (zh) | 一种基于声表面波和固体反射层薄膜体声波组合谐振器 | |
| CN110504938B (zh) | 薄膜体声波谐振器、滤波器及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200910 Address after: 310018 No. 452, No. 6 Street, Baiyang Street, Hangzhou Economic and Technological Development Zone, Hangzhou, Zhejiang Province, Building B711-714 Patentee after: HANGZHOU SAPPLAND MICROELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Room 402, room 144, five village, Songnan, Shanghai, Shanghai Patentee before: Wang Guohao |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 213017, 7th floor, Building 3, No. 5 Chuangzhi Road, Tianning District, Changzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Zuolanwei (Jiangsu) Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 310018 room b711-714, building 2, No. 452, Baiyang street, Hangzhou Economic and Technological Development Zone, Hangzhou, Zhejiang Patentee before: HANGZHOU SAPPLAND MICROELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |