一种底电极激发式声表面波器件结构制造技术

本发明专利技术涉及一种底电极激发式声表面波器件结构，包括支撑衬底层、绝缘层和压电材料层；所述支撑衬底层上设置有所述绝缘层，所述绝缘层的厚度小于所述支撑衬底层的厚度，所述压电材料层设置于所述绝缘层上，所述绝缘层内间隔设置有叉指换能器结构和输入/输出电极结构，且所述输入/输出电极结构连接端延伸出所述压电材料层或所述支撑衬底层并形成焊球或者焊点，所述焊球或者焊点位于所述支撑衬底层表面或压电材料层表面。本发明专利技术能有效的减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。工艺。工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种底电极激发式声表面波器件结构


[0001]本专利技术涉及声表面波滤波器
，尤其是涉及一种底电极激发式声表面波器件结构。

技术介绍

[0002]声表面波滤波器(surface acoustic wave，SAW)是一种用于通信、电台、雷达及其他相关射频前端领域的声学器件。
[0003]现阶段，相关SAW器件主要包括：传统SAW,TC
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SAW,IHP
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SAW等多类多种不同结构。其中TC
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SAW是一种通过在基础SAW结构上外覆SiO2温补膜层的方式实现抑制温漂作用的声学器件，被广泛应用于通讯终端之中；IHP
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SAW也称之为TF
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SAW是一种通过多层膜结构优化改性压电基底，最终实现更高性能的新型声学器件。无论是何种结构，SAW器件的工作原理基本相同，通过半导体加工工艺在压电材料或带有压电材料层的基体表面制备梳齿状的叉指换能器，通过压电层的压电与逆压电效应实现信号的电
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声
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电传播，进而实现对通信信号的筛选。常用的压电材料多为钽酸锂(LiTaO3,LT)、铌酸锂(LiNbO3,LN)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)等，其中以LT与LN最为常见。LT与LN多为人工合成材料，其本身具有高的塑性和很强的耐腐蚀性，故相关材料难以进行精细化加工，如采用通孔工艺对LT及LN进行开孔加工时，常规的加工深度只能维持在数百纳米到1微米之间，很难实现微米等级的加工。另外相关材料的热膨胀系数等关键材料参数也与硅基材料不兼容，因此，压电材料难以与主流的硅基半导体工艺进行集成，这导致相关器件在集成化与小型化方面有着天然的劣势。此外，对于多数SAW器件而言，其有效功能区的梳齿结构位于芯片的最表面，不仅在声波的传播上容易受外部环境改变的影响，而且未经保护的梳齿结构极易受到外部多余物的破坏进而影响器件整体的性能，故相关器件几乎没有任何裸芯片方案可供给通信领域使用。这也进一步限制了相关器件在小型化与集成化方面的应用。
[0004]因此，本领域技术人员致力于开发一种底电极激发式声表面波器件结构，减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种底电极激发式声表面波器件结构，减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种底电极激发式声表面波器件结构，包括支撑衬底层、绝缘层和压电材料层；
[0007]所述支撑衬底层上设置有所述绝缘层，所述绝缘层的厚度小于所述支撑衬底层的厚度，所述压电材料层设置于所述绝缘层上，所述绝缘层内间隔设置有叉指换能器结构和输入/输出电极结构，且所述输入/输出电极结构连接端延伸出所述压电材料层或所述支撑
衬底层外并形成焊球或者焊点，所述焊球或者焊点位于所述支撑衬底层表面或压电材料层表面
[0008]本专利技术的有益效果是：将叉指换能器结构和输入/输出电极结构置于压电材料层下方，将梳齿状换能器结构由器件上方的压电材料层和下方的绝缘层、支撑衬底层进行包裹，解决了声表面波器件容易受到外部环境影响的缺点，同时也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，器件也满足以裸芯片方式进行后续集成化的需求，相关器件不仅可以与硅基工艺兼容有利于后续实现集成化，更可以进一步提升器件的Q值与机电耦合系数，有利于提升器件的性能。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述压电材料层内设置有第一通孔，所述第一通孔内填充有第一电镀材料，所述第一电镀材料两端分别与所述输入/输出电极结构和所述焊球或者焊点导通。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的需求对压电材料层中的电镀材料进行相应的调整，进一步提高硅基工艺兼容性。
[0012]进一步，所述支撑衬底层内设置有第二通孔，所述第二通过内设置有与所述支撑衬底层隔离的绝缘隔离层，所述绝缘隔离层内填充有第二电镀材料，所述第二电镀材料两端分别与所述输入/输出电极结构和所述焊球或者焊点连接。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的需求对支撑衬底层中的电镀材料进行相应的调整，进一步提高硅基工艺兼容性。
[0014]进一步，所述焊球或者焊点还包括设置于所述压电材料层表面或所述支撑衬底层表面的金属化层，所述金属化层上设置有电极引出的所述焊球或者焊点。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是金属化层和电极引出的焊球或者焊点用于与外部器件连接。
[0016]进一步，所述金属化层两侧壁还设置有接地电极。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是接地电极用于接地。
[0018]进一步，所述支撑衬底层与所述绝缘层之间还设置有功能层。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的功能设置相应的功能层，进一步提高声表面波器件的通用性。
[0020]进一步，所述支撑衬底层由包括但不限于硅基材料、SiC材料、蓝宝石基底材料中的一种材料制成。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的需求支撑衬底层采用不同的材料制成，满足高端声学器件及高集成化的需求。
[0022]进一步，所述功能层由包括不限于AlN、金刚石、六方氮化硼中一种或多种复合膜层制成，或采用布拉格反射栅型高低声速材料进行匹配的多层复合膜层结构制成。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的需求功能层采用不同的材料制成，满足高端声学器件及高集成化的需求。
[0024]进一步，所述压电材料层由包括但不限于各切型的LT与LN压电材料、AlN材料、ZnO材料中的一种材料制成。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是根据不同的需求压电材料层采用不同的材料制成，满足高端声学器件及高集成化的需求。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一具体实施例一结构示意图；
[0027]图2为本专利技术一具体实施例二结构示意图；
[0028]图3为本专利技术一具体实施例一俯视结构示意图。
[0029]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0030]10、支撑衬底层；20、功能层；30、绝缘层；40、压电材料层；50、叉指换能器结构；51、输入/输出电极结构；52、接地电极；60、第一电镀材料；61、绝缘隔离层；62、第二电镀材料；70、金属化层；80、焊点。
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种底电极激发式声表面波器件结构，其特征在于：包括支撑衬底层(10)、绝缘层(30)和压电材料层(40)；所述支撑衬底层(10)上设置有所述绝缘层(30)，所述绝缘层(30)的厚度小于所述支撑衬底层(10)的厚度，所述压电材料层(40)设置于所述绝缘层(30)上，所述绝缘层(30)内间隔设置有叉指换能器结构(50)和输入/输出电极结构(51)，且所述输入/输出电极结构(51)连接端延伸出所述压电材料层(40)或所述支撑衬底层(10)外并形成焊球或者焊点(80)，所述焊球或者焊点(80)位于所述支撑衬底层(10)表面或压电材料层(40)表面。2.根据权利要求1所述的底电极激发式声表面波器件结构，其特征在于：所述压电材料层(40)内设置有第一通孔，所述第一通孔内填充有第一电镀材料(60)，所述第一电镀材料(60)两端分别与所述输入/输出电极结构(51)和所述焊球或者焊点(80)导通。3.根据权利要求1所述的底电极激发式声表面波器件结构，其特征在于：所述支撑衬底层(10)内设置有第二通孔，所述第二通过内设置有与所述支撑衬底层(10)隔离的绝缘隔离层(61)，所述绝缘隔离层(61)内填充有第二电镀材料(62)，所述第二电镀材料(62)两端分别与所述输入/输出电极结构(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海洋，康绍峥，张倩，倪烨，李希雯，周培根，
申请(专利权)人：北京航天微电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：