[发明专利]一种滤波器薄膜衬底及其制备方法

说明书

本申请涉及一种滤波器薄膜衬底及其制备方法。所述方法包括：S100:提供支撑衬底；S200:在所述支撑衬底的一侧表面上预设厚度的压电薄膜；S300:对所述压电薄膜进行热处理，将所述压电薄膜加热至居里温度以上，保温第一预设时间；在所述热处理的过程中对所述压电薄膜施加预设电压；S400:在所述压电薄膜上施加能量脉冲，以将所述压电薄膜转变为目标压电层，得到所述薄膜衬底，所述目标压电层为择优取向的多晶压电薄膜。本申请实现了极化取向随机排布的多晶压电薄膜向择优取向的高质量多晶压电薄膜的转变，以及非晶压电薄膜向多晶压电薄膜的转变，提高了压电薄膜的材料质量，有利于制备高频和高性能的体声波器件。

技术领域

本申请涉及射频器件制备技术领域，特别是涉及一种滤波器薄膜衬底及其制备方法。

背景技术

随着人们对电信设备的数据传输速度、性能和功耗等追求的日益提高，需要提供工作于更高频率，更大带宽的声学滤波器，以实现更高的数据传输。目前，将压电材料与硅集成，提供了材料级集成的晶圆衬底，为制备单片集成的模块提供材料平台；采用异质衬底晶圆制备的滤波器可以有效提高滤波器的中心频率和带宽，并且降低功耗，减少散热。制备的电光调制器可极大的降低半波电压，提高工作带宽，减小器件尺寸。但是，在实际工作中，由于压电材料与衬底材料二者间的晶格类型存在较大差异，从而限制了压电薄膜的制备，限制了滤波器的应用场景。因此，需要提供一种改进的滤波器薄膜衬底的制备方案，以解决上述问题。

发明内容：

针对现有技术的上述问题，本申请提供一种滤波器薄膜衬底及其制备方法，以解决现有技术中压电材料与衬底材料二者间的晶格类型存在差异等技术问题。具体技术方案如下：

一方面，本申请提供一种滤波器薄膜衬底的制备方法，所述方法包括：

S100:提供支撑衬底；

S200:在所述支撑衬底的一侧表面上形成预设厚度的压电薄膜；

S300:对所述压电薄膜进行热处理，将所述压电薄膜加热至居里温度以上，保温第一预设时间；在所述热处理的过程中对所述压电薄膜施加预设电压；

S400:在所述压电薄膜上施加能量脉冲，以将所述压电薄膜转变为目标压电层，得到所述薄膜衬底，所述目标压电层为择优取向的多晶压电薄膜。

进一步地，所述压电薄膜的为多晶材料或非晶材料，所述压电薄膜的材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝和钛酸钡中的至少一种。

进一步地，所述还方法包括：在所述支撑衬底的和所述压电薄膜之间形成薄层，所述薄层的晶格与所述目标压电层晶格相匹配；所述薄层的厚度大于0um且小于等于100um。

进一步地，所述方法还包括：在所述薄层与所述压电薄膜之间形成电极层，对所述电极层施加预设电压，所述电极层的厚度大于0um且小于等于10um。

进一步地，所述预设电压大于0KV且小于等于100KV，所述第一预设时间为0.1-100h；

所述S200中，所述预设厚度为50nm-50um。

进一步地，在预设材料为铌酸锂和钽酸锂的情况下，所述薄层或支撑衬底的材料分别包括蓝宝石、石英以及六方晶系材料中的至少一种；

在预设材料为钛酸钡的情况下，所述薄层或支撑衬底分别包括碳化层或立方晶系材料。

进一步地，在所述S400中的所述能量脉冲的能量为0.1-10J/cm²，所述能量脉冲的持续时间为0.1-20ns。

进一步地，所述方法还包括：在所述支撑衬底与所述薄层之间形成绝缘层；所述绝缘层的厚度为0.1-10um。

进一步地，所述支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、蓝宝石、金刚石、氮化铝、氮化镓、碳化硅和绝缘体上硅中的至少一种。