【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可调谐滤波器，具体涉及一种k波段可调谐铁电滤波器及其制备方法。
技术介绍
1、滤波器是通信和雷达系统的核心技术之一，可调谐滤波器可以起到滤除杂散信号和无用信号的作用，还能起到选频的作用，将需要的频率信号从大量的信息中筛选出来，从而提高收发系统的灵敏度。可调谐滤波器不仅具有收发机尺寸小、电路简单、成本低等优点，还能够在一定程度上节约频谱资源，尤其是如今通信设备与系统向着高速、宽带、高度集成化的方向发展，对无线通信技术提出了更高的要求。而可调谐滤波器不仅可以灵活地调整中心频率和带宽，且调频范围宽、速度快。因此可调谐滤波器在高频下功耗较高的问题必然是未来的研究热点。
2、现有的可调谐滤波器包括：(1)以可调腔体滤波器为主的机械调谐滤波器；(2)以yig(钇铁石榴石)滤波器为主的磁可调谐滤波器；(3)包括mems(微机电系统)可调滤波器、变容二极管调谐滤波器和铁电调谐滤波器的电可调谐滤波器。
3、以可调腔体滤波器为主的机械调谐滤波器，通过调整机械元件的参数来选择特定频率范围内的信号，存在体积大、调谐率低、调节速度慢、易受环境影响等缺点。以yig滤波器为主的磁可调谐滤波器解决了机械调谐滤波器存在的调谐率低等问题，由于其采用铁磁共振原理，调节过程中存在滞后问题，导致调节速率变差，调谐率在5％-55％之间。在电可调谐滤波器中，现有的mems可调滤波器可在20ghz以上正常工作，甚至调谐率可达到50％，但由于其生产工艺限制，器件尺寸大多在40mm2以上，虽然缓解了前期滤波器尺寸大的问题，但还是无法满足如今的
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种k波段可调谐铁电滤波器及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种k波段可调谐铁电滤波器，包括自下而上依次设置的衬底、第一保护层和传输线金属电极，其中，
3、在所述传输线金属电极上表面设置有多个间隔的mim氧化铪基铁电电容；在所述多个间隔的mim氧化铪基铁电电容上设置有第二保护层，所述第二保护层能够包覆每个mim氧化铪基铁电电容；
4、在所述第二保护层的上表面设置有s信号传输线电极和g信号传输线电极，所述s信号传输线电极的下端通过贯穿所述第二保护层的金属连接线连接至所述传输线金属电极；
5、所述g信号传输线电极通过贯穿所述第二保护层的金属连接线连接至所述传输线金属电极和所述mim氧化铪基铁电电容的上表面。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述衬底的材料包括硅、锗、soi、氮化镓或砷化镓；所述第一保护层的材料包括二氧化硅、钛化硼、氧化铝或氮化硅；所述传输线金属电极的材料包括铜、铝、钨或银。
7、在本专利技术的一个实施例中，所述mim氧化铪基铁电电容自下而上依次包括第一电极层、氧化铪铁电薄膜层和第二电极层，其中，
8、所述氧化铪铁电薄膜层的厚度为2～300nm，所述第一电极层和所述第二电极层的厚度为10～500nm。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述第一电极层和所述第二电极层的材料包括tin、w、pt、hfn、ir、iro2、wox或tan；所述氧化铪铁电薄膜层中的掺杂元素包括硅、锆、铪、铝、镧、钇、铈、氮、镨中的一种或几种。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述第二保护层上开设有平行于所述第二保护层边缘且延伸至所述传输线金属电极上表面的条状孔，所述条状孔的两侧分别开设有多个方形孔，所述方形孔包括延伸至所述mim氧化铪基铁电电容上表面的第一方形孔，以及延伸至所述传输线金属电极上表面的第二方形孔；
11、所述条状孔、所述第一方形孔和所述第二方形孔均填充有金属以形成金属连接线。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述mim氧化铪基铁电电容均设置在所述s信号传输线电极的垂直投影的两侧。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述s信号传输线电极和所述g信号传输线电极均呈条状，所述s信号传输线电极位于所述条形孔的上方，所述g信号传输线电极位于所述第一方形孔和所述第二方形孔的上方。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述第二保护层的材料包括二氧化硅、氧化铝或氮化硅。
15、本专利技术的另一方面提供了一种k波段可调谐铁电滤波器的制备方法，用于制备上述实施例中任一项所述的k波段可调谐铁电滤波器，所述制备方法包括：
16、选取衬底并在所述衬底上依次形成第一保护层和传输线金属电极；
17、在所述传输线金属电极上表面形成多个间隔的mim氧化铪基铁电电容；
18、在所述多个间隔的mim氧化铪基铁电电容上形成第二保护层，用于包覆每个mim氧化铪基铁电电容；
19、在所述第二保护层的上表面向下打孔，形成延伸至所述传输线金属电极上表面的条状孔、延伸至所述mim氧化铪基铁电电容上表面的第一方形孔，以及延伸至所述传输线金属电极上表面的第二方形孔；
20、在所述条状孔、所述第一方形孔和所述第二方形孔中沉积金属，形成金属连接线；
21、在所述第二保护层的上表面沉积金属并进行图像化，形成彼此间隔的s信号传输线电极和g信号传输线电极，其中，所述s信号传输线电极位于所述条形孔的上方，所述g信号传输线电极位于所述第一方形孔和所述第二方形孔的上方。
22、在本专利技术的一个实施例中，在所述传输线金属电极上表面形成多个间隔的mim氧化铪基铁电电容，包括：
23、在所述传输线金属电极上表面依次形成第一电极层、氧化铪铁电薄膜层和第二电极层并进行退火，退火温度为300～700℃，退火时间为1～600s；
24、利用光刻工艺对退火后的第一电极层、氧化铪铁电薄膜层和第二电极层进行图形化光刻，形成位于所述传输线金属电极上表面的多个间隔的mim氧化铪基铁电电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底(1)、第一保护层(2)和传输线金属电极(3)，其中，
2.根据权利要求1所述的K波段可调谐铁电滤波器的制备方法，其特征在于，所述衬底(1)的材料包括硅、锗、SOI、氮化镓或砷化镓；所述第一保护层(2)的材料包括二氧化硅、钛化硼、氧化铝或氮化硅；所述传输线金属电极(3)的材料包括铜、铝、钨或银。
3.根据权利要求1所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述MIM氧化铪基铁电电容(4)自下而上依次包括第一电极层(41)、氧化铪铁电薄膜层(42)和第二电极层(43)，其中，
4.根据权利要求3所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述第一电极层(41)和所述第二电极层(43)的材料包括TiN、W、Pt、HfN、Ir、IrO2、WOx或TaN；所述氧化铪铁电薄膜层(42)中的掺杂元素包括硅、锆、铪、铝、镧、钇、铈、氮、镨中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述第二保护层(5)上开设有平行于所述第二保护层(5)边缘且延伸至
6.根据权利要求1所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述MIM氧化铪基铁电电容(4)均设置在所述S信号传输线电极(6)的垂直投影的两侧。
7.根据权利要求5所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述S信号传输线电极(6)和所述G信号传输线电极(7)均呈条状，所述S信号传输线电极(6)位于所述条形孔(9)的上方，所述G信号传输线电极(7)位于所述第一方形孔(10)和所述第二方形孔(11)的上方。
8.根据权利要求3所述的K波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述第二保护层(5)的材料包括二氧化硅、氧化铝或氮化硅。
9.一种K波段可调谐铁电滤波器的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至8中任一项所述的K波段可调谐铁电滤波器，所述制备方法包括：
10.根据权利要求9所述的K波段可调谐铁电滤波器的制备方法，其特征在于，在所述传输线金属电极上表面形成多个间隔的MIM氧化铪基铁电电容，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种k波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底(1)、第一保护层(2)和传输线金属电极(3)，其中，
2.根据权利要求1所述的k波段可调谐铁电滤波器的制备方法，其特征在于，所述衬底(1)的材料包括硅、锗、soi、氮化镓或砷化镓；所述第一保护层(2)的材料包括二氧化硅、钛化硼、氧化铝或氮化硅；所述传输线金属电极(3)的材料包括铜、铝、钨或银。
3.根据权利要求1所述的k波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述mim氧化铪基铁电电容(4)自下而上依次包括第一电极层(41)、氧化铪铁电薄膜层(42)和第二电极层(43)，其中，
4.根据权利要求3所述的k波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述第一电极层(41)和所述第二电极层(43)的材料包括tin、w、pt、hfn、ir、iro2、wox或tan；所述氧化铪铁电薄膜层(42)中的掺杂元素包括硅、锆、铪、铝、镧、钇、铈、氮、镨中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的k波段可调谐铁电滤波器，其特征在于，所述第二保护层(5)上开设有平行于所述第二保护层(5)边缘且延伸至所述传输线金属电极(3)上表面的条状孔(9)，所述条...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖佳佳，赵志华，廖敏，刘马良，王子彧，王志鹏，周益春，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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