[发明专利]一种空腔型声表面波谐振器及其加工方法

说明书

本发明提出一种声表面波谐振器及其制备方法，具体地：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。本发明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。

技术领域

本发明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及其加工方法。

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

本发明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及其制备方法。具体地，本发明提出的方案如下：

一种声表面波谐振器，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。

一种声表面波谐振器的制备方法，包括以下步骤：

刻蚀基片形成沟槽；

在所述基片上沉积牺牲层薄膜，所述牺牲层薄膜填充并覆盖所述沟槽；

在所述牺牲层薄膜上沉积压电材料层；

在所述压电材料层上沉积金属薄膜材料层；

图形化所述金属薄膜材料层，形成金属叉指结构；

去除所述沟槽内的牺牲层。