具有高Q值的声表面波谐振器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种声表面波谐振器及其制备方法，尤其是一种具有高Q值的声表面波谐振器及其制备方法。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述具有高Q值的声表面波谐振器，包括压电基片、设置于所述压电基片上的金属叉指电极以及设置于所述压电基片上的反射栅区；所述反射栅区包括若干设置于压电基片上的栅区槽以及若干形成于所述压电基片上的槽间隔离柱，所述栅区槽与槽间隔离柱间交替分布，且栅区槽的长度方向与槽间隔离柱的长度方向相一致。本发明专利技术工艺步骤简单，与现有常规声表面波器件制造工艺可兼容，能使得声表面波谐振器具有较高的Q值。能使得声表面波谐振器具有较高的Q值。能使得声表面波谐振器具有较高的Q值。

【技术实现步骤摘要】
具有高Q值的声表面波谐振器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种声表面波谐振器及其制备方法，尤其是一种具有高Q值的声表面波谐振器及其制备方法。

技术介绍

[0002]SAW（声表面波）谐振器是在压电材料基片表面通过半导体表面加工工艺，形成金属化的叉指电极及对应的短路反射栅图形组成的器件。SAW谐振器是一种高Q值的器件，用于滤波器或信号源中的频率控制，其有用输出是谐振器跟随输入信号的稳态响应。
[0003]SAW谐振器的工作原理是：将输入IDT（叉指换能器）激发的以正弦函数形式传播的声表面波入射到短路反射栅，满足一定频率的波相干叠加，然后在输出IDT中得到相应的输出波形。常规工艺中，短路反射栅是由短路的金属条构成，作用是反射压电材料表面所产生的声表面波，将声表面波束缚在谐振器内，防止其泄漏。而在实际过程中，激励的声表面波除了朝两侧横向传播外，还有小部分体波、浅体波会向下、向斜向传播，产生一定的声波泄漏，进而影响谐振器Q值。
[0004]对于双端对SAW谐振器而言，Q值直接影响着谐振器的信号传输和插入损耗等特性，是器件极为重要的参数。因此，如何提高SAW谐振器的Q值，进而有效提升通信系统性能，是目前急需解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有高Q值的声表面波谐振器及其制备方法，其工艺步骤简单，与现有常规声表面波器件制造工艺可兼容，能使得声表面波谐振器具有较高的Q值。
[0006]按照本专利技术提供的技术方案，所述具有高Q值的声表面波谐振器，包括压电基片、设置于所述压电基片上的金属叉指电极以及设置于所述压电基片上的反射栅区；所述反射栅区包括若干设置于压电基片上的栅区槽以及若干形成于所述压电基片上的槽间隔离柱，所述栅区槽与槽间隔离柱间交替分布，且栅区槽的长度方向与槽间隔离柱的长度方向相一致。
[0007]在所述压电基片上设置两个反射栅区，其中，两个反射栅区内的栅区槽间相互平行，两个反射栅区与金属叉指电极相对应。
[0008]在所述压电基片上设置一个金属叉指电极，以利用所述金属叉指电极形成单端对声表面波谐振器，其中，所述金属叉指电极包括金属叉指区以及与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区，以利用所述叉指连接电极区形成所需的的单端对第一电极、单端对第二电极；两个反射栅区分别位于金属叉指区的两侧。
[0009]在所述压电基片上设置两个金属叉指电极，以利用所述两个金属叉指电极形成双端对声表面波谐振器，其中，每个金属叉指电极均包括一金属叉指区以及与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区，利用一金属叉指区以及所述金属叉指区适配连接的叉指
连接电极区能分别形成双端对内第一端对第一电极、双端对内第一端对第二电极，且利用另一金属叉指区与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区能分别形成双端对内第二端对第一电极、双端对内第二端对第二电极；双端对内第一端对第一电极、双端对内第二端对第二电极形成双端对第一端对的开口方向与双端对内第二端对第一电极、双端对内第二端对第二电极形成双端对第二端对的开口方向相反；两个反射栅区分别位于双端对内第一端对、双端对内第二端对内。
[0010]所述金属叉指区的长度方向与栅区槽的长度方向相一致。
[0011]一种具有高Q值的声表面波谐振器的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、提供压电基片，并对所述压电基片进行所需的清洗；步骤2、采用深槽刻蚀工艺，在压电基片上制备得到所需的反射栅区；步骤3、在上述压电基片上设置叉指电极掩膜层，对叉指电极掩膜层图形化，以能得到所需的叉指区图形；步骤4、在上述压电基片的上方进行金属层制备工艺，所述金属层覆盖在金属叉指区图形以及叉指电极掩膜层上；步骤5、去除上述叉指电极掩膜层以及覆盖于所述叉指电极掩膜层上的金属层，以能得到与金属叉指图形相对应的金属叉指电极，所述金属叉指电极包括金属叉指区以及与所述金属叉指区电连接的叉指连接电极区。
[0012]步骤1中，压电基片的材料包括石英，对压电基片清洗时，采用湿法工艺清洗。
[0013]步骤2中，具体包括如下步骤：步骤2.1、在压电基片上设置反射栅区掩膜层，并对所述反射栅区掩膜层进行图形化，以能得到所需的反射栅区图形；步骤2.2、利用上述的反射栅区掩膜层以及反射栅区图形对压电基片进行深槽刻蚀，以能在压电基片上制备得到所需的反射栅区以及基片对位标记；步骤2.3、去除上述反射栅区掩膜层。
[0014]步骤3中，所述叉指电极掩膜层为光刻胶，利用基片对位标记对叉指电极掩膜层进行曝光显影，以能得到叉指区图形。
[0015]步骤4中，金属制备工艺包括电子束蒸发；步骤5中，采用Lift0ff剥离液将叉指电极掩膜层从压电基片上剥离。
[0016]本专利技术的优点：工艺步骤简单，与现有常规声表面波器件制造工艺可兼容，使用DRIE深槽刻蚀的方式形成SAW谐振器的反射栅区，通过精准控制DRIE过程中反应气体的流量、气体压力、反应时间、反应温度、射频功率等工艺参数，可以精确控制反射栅区的尺寸、深度和形貌，提高了对斜下向传播的体波、浅体波的抑制，同时加强了对两侧横向传播的声表面波吸收，将声表面波束缚在谐振器内，防止其泄漏，达到提升SAW谐振器的Q值的目的。
[0017]通过两次光刻的方式，第一次光刻时，形成反射栅图形及基片对位标记，第二次光刻时，以基片对位标记为基准对准形成叉指区图形，保证反射栅区和金属叉指区的方向一致性，防止信号传输的损耗；通过Liftoff方式剥离叉指电极掩膜层，以能得到金属叉指电极，金属条形边缘陡直度好，能有效降低器件的插入损耗；其他所有工艺步骤都参照常规工艺，与现有工艺兼容，操作简单；对生产影响小。涉及的设备，材料为常用分立器件生产中的通用设备，不需新
增材料及设备，能降低生产成本。
附图说明
[0018]图1~图6为本专利技术具体实施工艺步骤图，其中图1为本专利技术压电基片的示意图。
[0019]图2为本专利技术对反射区掩膜层图形化后的示意图。
[0020]图3为本专利技术制备得到反射栅区后的示意图。
[0021]图4为本专利技术对叉指电极掩膜层图形化后的示意图。
[0022]图5为本专利技术进行金属层制备工艺后的示意图。
[0023]图6为本专利技术剥离叉指电极掩膜层后的示意图。
[0024]图7为本专利技术双端对声表面波谐振器在压电基片上的示意图。
[0025]附图标记说明：1
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压电基片、2
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反射栅区掩膜层、3
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反射栅区图形、4
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槽间隔离柱、5
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栅区槽、6
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叉指电极掩膜层、7
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叉指区图形、8
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掩膜层上金属层、9
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图形区内金属层、10
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金属叉指电极、11
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基片对位标记、12
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双端对内第一端对第一电极、13...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高Q值的声表面波谐振器，包括压电基片（1）、设置于所述压电基片（1）上的金属叉指电极以及设置于所述压电基片（1）上的反射栅区；其特征是：所述反射栅区包括若干设置于压电基片（1）上的栅区槽（5）以及若干形成于所述压电基片（1）上的槽间隔离柱（4），所述栅区槽（5）与槽间隔离柱（4）间交替分布，且栅区槽（5）的长度方向与槽间隔离柱（4）的长度方向相一致。2.根据权利要求1所述的具有高Q值的声表面波谐振器，其特征是：在所述压电基片（1）上设置两个反射栅区，其中，两个反射栅区内的栅区槽（5）间相互平行，两个反射栅区与金属叉指电极相对应。3.根据权利要求2所述的具有高Q值的声表面波谐振器，其特征是：在所述压电基片（1）上设置一个金属叉指电极，以利用所述金属叉指电极形成单端对声表面波谐振器，其中，所述金属叉指电极包括金属叉指区以及与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区，以利用所述叉指连接电极区能形成所需的的单端对第一电极、单端对第二电极；两个反射栅区分别位于金属叉指区的两侧。4.根据权利要求2所述的具有高Q值的声表面波谐振器，其特征是：在所述压电基片（1）上设置两个金属叉指电极，以利用所述两个金属叉指电极形成双端对声表面波谐振器，其中，每个金属叉指电极均包括一金属叉指区以及与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区，利用一金属叉指区以及所述金属叉指区适配连接的叉指连接电极区能分别形成双端对内第一端对第一电极、双端对内第一端对第二电极，且利用另一金属叉指区与所述金属叉指区适配电连接的叉指连接电极区能分别形成双端对内第二端对第一电极、双端对内第二端对第二电极；双端对内第一端对第一电极、双端对内第二端对第二电极形成双端对第一端对的开口方向与双端对内第二端对第一电极、双端对内第二端对第二电极形成双端对第二端对的开口方向相反；两个反射栅区分别位于双端对内第一端对、双端对内第二端对内。5.根据权利要求3或4所述的具有高Q值的声表面波谐振器，其特征是：所述金属叉指区的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱赛宁，彭时秋，王涛，陈培仓，
申请(专利权)人：无锡中微晶园电子有限公司，
类型：发明
国别省市：