【技术实现步骤摘要】
本专利涉及一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器(fbar)及制备方法，属于薄膜体声波滤波器工艺。
技术介绍
1、随着移动通信对高频、高性能、小体积的滤波器提出了迫切需求。薄膜体声波滤波器在射频前端中，用于对射频信号进行隔离、选通，限定发射机在其工作频带内的辐射信号，同时阻止接收噪声信号的干扰，是射频系统中的关键器件，因此，对薄膜体声波滤波器的通带杂波、带宽、损耗和频率温度系数都提出了更高要求。
2、微声薄膜体声波滤波器的工作原理是：当电信号施加到换能器上后，因压电薄膜的逆压电效应，电信号被转换为声信号，声信号分别朝换能器的上下方向传播，由空气或其它结构形成的反射界面对声信号进行反射；声波在纵向传播的同时也存在部分横向传播，使声波能量泄漏，增大损耗的同时也恶化通带形貌。微声薄膜体声波滤波器的频率是由压电薄膜材料的声速和薄膜厚度决定，声速越高、薄膜厚度越薄，滤波器工作频率越高；而压电薄膜材料国际上主要采用氮化铝压电薄膜，其声速已固定，因此频率越高，薄膜的厚度就越薄。微声薄膜体声波滤波器是由如图1所示的串并联谐振器组成，串并联谐振器的薄膜厚度差，形成不同频率的阻抗特性，组成滤波器。
3、然而，目前薄膜体声波滤波器常用的电极薄膜材料为mo，由于频率越高，薄膜的厚度就越薄，并联谐振器的电极加厚层也较薄，相应的，并联谐振器的电极加厚层就更薄(几纳米)，使得薄膜的精度难以控制，加大了工艺难度，导致滤波器的性能不能满足要求。
4、基于上述问题，申请人在2020年提出了一种薄膜体声波滤波器的膜层结构及其制备
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器及制备方法，为了减小横向的声波能量泄漏，本专利技术在保护层上增加凹凸层结构来抑制横向的声波，来减小损耗和杂波，从而提高带宽。为了降低工艺难度和提高薄膜厚度的精度，本专利技术采用质量密度较小的温补材料作为凹凸层结构，可将凹凸层结构的薄膜厚度增加数倍，更好的抑制横向杂波，进一步降低高频滤波器的损耗和频率温度系数，提高性能。同时，本专利技术保护层采用正频率温度系数的sio2薄膜替代负频率温度系数的aln薄膜；在保护层上制作凹凸温补层薄膜结构，仍然可使薄膜体声波滤波器的并联加厚层增加3～4倍。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，包括衬底，在所述衬底的中央开设有空腔，在所述衬底上依次制备下电极、压电层、上电极、保护层以及焊盘引线；在所述保护层上方设置有凹凸温补层，所述凹凸温补层为从外到内相连接的第一凸起层、第一凹陷层、第二凸起层、第二凹陷层和第三凸起层，且第一凸起层、第二凸起层、第三凸起层的厚度依次递减。
4、进一步的，所述保护层采用二氧化硅。
5、进一步的，所述凹凸温补层采用二氧化硅。
6、进一步的，各凸起层的宽度为0.5～20μm，各凹陷层的宽度为0.1～20μm。
7、进一步的，所述第一凸起层的厚度为30～700nm，所述第二凸起层的厚度为30～500nm，所述第三凸起层的厚度为30～300nm。
8、进一步的，所述第一凹陷层和所述第二凹陷层的厚度为20～100nm。
9、在本专利技术的第二方面，本专利技术还提供了一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器的制备方法，所述方法包括：
10、步骤1)在衬底上制备出空腔；
11、步骤2)通过直流磁控溅射镀膜的方式，制备出下电极；
12、步骤3)对下电极经过光刻和刻蚀，得到所需要的下电极图形；
13、步骤4)在所述下电极图形上通过交流磁控溅射镀膜方式，采用氮化铝材料制备出压电层；
14、步骤5)在压电层上通过直流磁控溅射镀膜的方式，制备出上电极；
15、步骤6)对上电极经过光刻和刻蚀，得到所需要的上电极图形；
16、步骤7)在所述上电极图形上通过等离子体增强化学气相沉积方式，制备保护层；
17、步骤8)通过高密度等离子体化学气相沉积方式，生长温补层；
18、步骤9)通过光刻和刻蚀出所需要的凹凸层图形，所述凹凸层图形为从外到内相连接的第一凸起层、第一凹陷层、第二凸起层、第二凹陷层和第三凸起层，且第一凸起层、第二凸起层、第三凸起层的厚度依次递减。
19、进一步的，所述步骤8)的制备条件包括在氮气流量为1000～3000sccm、硅烷流量为10～30sccm、氧化亚氮流量为1000～3000sccm、氩气流量为500～2000sccm的条件下进行。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
21、(1)本专利技术在不改变滤波器性能的情况下，保护层采用正频率温度系数的sio2薄膜代替负频率温度系数的aln薄膜，可降低滤波器的频率温度系数，同时降低设计难度。
22、(2)本专利技术在保护层上制备凹凸层结构，凹凸层采用具有正频率温度系数和低密度的sio2薄膜，可以增加凹凸层的厚度，同时降低频率温度系数。在高频时采用高密度mo薄膜的凹陷层厚度只有几纳米，而本专利技术采用低密度sio2薄膜的凹陷层厚度可达几十纳米，可减小工艺难度，提高膜厚的精度，进而提高薄膜体声波滤波器的高频性能。
23、(3)本专利技术采用的结构是在保护层上制作凹凸层，可避免对电极和薄膜体声波滤波器性能的影响，同时可起到抑制杂波的作用，减小通带波动，增加带宽，降低通带损耗。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，所述薄膜体声波滤波器包括衬底，在所述衬底的中央开设有空腔，在所述衬底上依次制备下电极、压电层、上电极、保护层以及焊盘引线；其特征在于，在所述保护层上方设置有凹凸温补层，所述凹凸温补层为从外到内相连接的第一凸起层、第一凹陷层、第二凸起层、第二凹陷层和第三凸起层，且第一凸起层、第二凸起层、第三凸起层的厚度依次递减。
2.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，所述保护层采用二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，所述凹凸温补层采用二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，各凸起层的宽度为0.5～20μm，各凹陷层的宽度为0.1～20μm。
5.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，所述第一凸起层的厚度为30～700nm，所述第二凸起层的厚度为30～500nm，所述第三凸起层的厚度为30～300nm。
6.根据权利要
7.一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器的制备方法，其特征在于，所述步骤8)的制备条件包括在氮气流量为1000～3000sccm、硅烷流量为10～30sccm、氧化亚氮流量为1000～3000sccm、氩气流量为500～2000sccm的条件下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，所述薄膜体声波滤波器包括衬底，在所述衬底的中央开设有空腔，在所述衬底上依次制备下电极、压电层、上电极、保护层以及焊盘引线；其特征在于，在所述保护层上方设置有凹凸温补层，所述凹凸温补层为从外到内相连接的第一凸起层、第一凹陷层、第二凸起层、第二凹陷层和第三凸起层，且第一凸起层、第二凸起层、第三凸起层的厚度依次递减。
2.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，所述保护层采用二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，所述凹凸温补层采用二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的一种具有凹凸温补层结构的薄膜体声波滤波器，其特征在于，各凸起层的宽度为0.5～20μm，各凹陷层的宽度为0.1～20μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘娅，马晋毅，黄晶，蒋世义，张必壮，余奇，刘繁，张立宇，
申请(专利权)人：中电科芯片技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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