【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于mems器件，具体涉及一种滤波器、有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件及其制备方法。
技术介绍
1、随着移动通信和国防电子装备系统技术的飞速发展，通信频段进一步扩展到更高频率，而高频薄膜体声波谐振滤波器（film bulk acoustic resonator filter, fbarfilter）是系统中滤除其它频段和恶意干扰信号的关键器件；面对日趋复杂的使用环境，军民用通信系统、雷达、导航等装备对 fbar 滤波器的温度稳定性都提出了更高要求。由于常规 fbar 滤波器的温度稳定性较低（频率温度系数较大），导致需要增加系统信号的保护带宽，进入接收端的干扰信号增多，恶化信噪比和灵敏度，增大整机误码率、缩短通信和探测距离，使通信系统和装备系统无法在恶劣环境下正常工作。
2、此外，载波聚合(ca)和多输入多输出(mimo)技术的实施，通过并行使用多个数据通信信道进一步提高数据速率。这种场景将进一步增加滤波器的数量，并且在许多情况下，需要在相邻频带之间进行高隔离滤波，以避免同时工作的不同数据通信链路之间的干扰。
3、常规 fbar 滤波器的体积较大，通常通过外部级联无源器件的方式来实现较高滚降，使系统的体积再次增大，无法进一步实现小型化。因此，制备具有高滚降、高温度稳定性以及小型化的滤波器对当前以及未来移动通讯、整机系统和武器装备的发展具有重要意义。
4、公开号为cn113746446a的专利技术提供了一种具有稳定频率功能的体声波谐振器，通过形成温度补偿层以实现对温度频率系数的
5、公开号为cn111327295a的专利技术提供一种实现压电滤波器质量负载 的方法、压电滤波器、双工器、高频前端电路以及通信装置。该方法中，所述压电滤波器包括串联支路和并联支路，所述串联支路包括三个以上串 联在所述压电滤波器的输入输出端之间的体声波谐振器，相邻谐振器的连接点与接地端之间设置有并联电路，在该方法中，将谐振器的温度补偿层作为质量负载，并且：所有串联谐振器均为相同的谐振器，各串联谐振器具有或不具有温度补偿层；所有并联谐振器均具有温度补偿层并且厚度大于所述串联谐振器的温度补偿层。采用该专利申请的技术方案，兼顾了滤波器的左侧滚降，以及通带插入损耗性能的较优选择。该专利申请提供的温度补偿层作为质量负载，虽然兼顾了滤波器的左侧滚降，但大幅降低了滤波器的带宽，针对未来移动通信技术所要求的大带宽具有较高的限制，同时温度补偿的功能并未较好的实现，仅可实现单边温度补偿。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，该温度补偿型baw器件能够实现对有效机电耦合系数的调节，实现与外部级联无源器件相同的效果。
2、本专利技术提供了一种有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，包括：
3、绝缘衬底；
4、压电震荡堆，包括顺序堆叠在所述衬底上的第一电极、压电层、第二电极和钝化保护层；
5、温度补偿层，位于第一电极和压电层之间，或者位于第二电极与压电层之间；
6、空腔，设置在衬底和第一电极之间；
7、其中，所述温度补充层的厚度和压电层的厚度的关系满足下式：0.01≤温度补偿层/压电层的厚度≤0.5。
8、当温度补偿层/压电层的厚度满足上述关系式时，由于两个电极上的电势差，此时额外增加的温度补偿层会使baw谐振器额外引入寄生电容，导致此时的谐振器能够实现与baw谐振器外部级联无源电容时对有效机电耦合系数相同的调节功能，若该比例过高，会导致有效机电耦合系数调节过度，不利于实际应用，同时会大幅增加构成的滤波器插入损耗；若该比例过低，则难以起到对有效机电耦合系数的调节以及温度补偿的作用。
9、本专利技术提供的温度补偿层位于压电层上或压电层下时，均能够通过调节温度补偿层的厚度实现有效机电耦合系数的相应调节，实现了对外接无源器件的替代，有利于实现所构建的滤波器的小型化。
10、优选地，所述第一电极的厚度为10nm-1000nm，所述第二电极的厚度为10nm-1000nm，所述压电层的厚度为10nm-4000nm，所述温度补偿层的厚度为10nm-2000nm。
11、本专利技术通过控制电极、压电层和温度补偿层的厚度，在较低的温度补偿层厚度下就能够得到合适的有效机电耦合系数。
12、优选地，所述绝缘衬底包括绝缘层和衬底，绝缘层位于低阻衬底上，空腔内，所属低阻衬底的材料为电阻率小于10ω·cm的硅；当衬底的电阻率较低时，衬底会发生导电行为，分流来自薄膜体声波谐振器的射频信号，干扰最终设备的电气操作，因此本专利技术在低阻衬底上设置绝缘层；
13、或绝缘衬底为高阻衬底，所述高阻衬底的材料为电阻率大于1000ω·cm的硅、陶瓷、蓝宝石等材料中的一种或其任意组合。
14、优选地，所述温度补偿层位于空腔的上方。
15、优选地，所述温度补偿层的材料为二氧化硅、掺杂二氧化硅、铬或氧化碲。
16、另一方面，本专利技术还提供了所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件的制备方法，包括：
17、s1、绝缘衬底内设有空腔；
18、s2、填平所述空腔形成牺牲层，所述牺牲层的材料为zno；
19、s3、在绝缘衬底和牺牲层上形成压电震荡堆；
20、s4、刻蚀压电震荡堆形成第一窗口、第二窗口和释放孔，通过第一窗口暴露第一电极，通过第二窗口暴露第二电极；
21、s5、在压电震荡堆的第一电极和第二电极上形成金属pad层以将第一电极和第二电极引出；
22、s6、通过释放孔采用稀盐酸溶液腐蚀第一牺牲层形成谐振腔下方空气隙。
23、优选地，所述压电震荡堆的制备方法，包括：
24、在绝缘衬底和牺牲层上形成第一电极，在第一电极上，且空腔的上方形成温度补偿层，在第一电极和温度补偿上形成压电层，在压电层上形成第二电极，在第二电极上形成钝化保护层；
25、或者，在绝缘衬底和牺牲层上形成第一电极，在第一电极上形成压电层，在压电层上，且空腔的上方形成温度补偿层，在压电层和温度补偿层上形成第二电极，在第二电极上形成钝化保护层。
26、另一方面，本专利技术还提供了一种滤波器，包括串联支路和并联支路，所述串联支路包括至少两个串联在所述滤波器的输入输出端之间的串联体声波谐振器，相邻串联体声波谐振器的连接点与接地端之间设置有并联支路，并联支路包括一个并联体声波谐振器或多个相互串联的并联体声波谐振器，至少有一个串联或并联体声波谐振器为所述的有效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，所述第一电极的厚度为10nm-1000nm，所述第二电极的厚度为10nm-1000nm，所述压电层的厚度为10nm-4000nm，所述温度补偿层的厚度为10nm-2000nm。
3.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，所述绝缘衬底包括绝缘层和低阻衬底，绝缘层位于低阻衬底上，所述低阻衬底的材料为电阻率小于10Ω·cm的硅；
4.根据权利要求3所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，所述高阻衬底的材料为硅、陶瓷、蓝宝石等材料中的一种或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，所述温度补偿层位于空腔的上方。
6.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件，其特征在于，所述温度补偿层的材料为TeOx、Cr、SiO2、掺杂SiO2、ZrW2O8、Zr
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件的制备方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件的制备方法，所述压电震荡堆的制备方法，包括：
9.一种滤波器，包括串联支路和并联支路，所述串联或并联支路包括至少两个串联在所述滤波器的输入输出端之间的串联体声波谐振器，相邻串联体声波谐振器的连接点与接地端之间设置有并联支路，并联支路包括一个并联体声波谐振器或多个相互串联的并联体声波谐振器，其特征在于，至少有一个串联或并联体声波谐振器为权利要求1-8任一项所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型BAW器件。
...【技术特征摘要】
1.一种有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，其特征在于，所述第一电极的厚度为10nm-1000nm，所述第二电极的厚度为10nm-1000nm，所述压电层的厚度为10nm-4000nm，所述温度补偿层的厚度为10nm-2000nm。
3.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，其特征在于，所述绝缘衬底包括绝缘层和低阻衬底，绝缘层位于低阻衬底上，所述低阻衬底的材料为电阻率小于10ω·cm的硅；
4.根据权利要求3所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，其特征在于，所述高阻衬底的材料为硅、陶瓷、蓝宝石等材料中的一种或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度补偿型baw器件，其特征在于，所述温度补偿层位于空腔的上方。
6.根据权利要求1所述的有效机电耦合系数可调的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：轩伟鹏，郭欣宇，董树荣，金浩，李文钧，孙玲玲，刘军，骆季奎，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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