[发明专利]一种声表面波谐振结构滤波器

说明书

本发明涉及一种声表面波谐振结构滤波器，在钽酸锂晶体或铌酸锂晶体的压电晶片表面进行隔离还原处理，在还原区上形成谐振器单元电极。利用还原的压电晶片表面消除压电晶体热释电效应对谐振器单元周期电极线条的破坏，同时，防止了晶片全表面还原处理造成的谐振器单元间电隔离的减弱。

技术领域

本发明涉及一种声表面波谐振结构滤波器。

背景技术

现今在射频通信的基站和移动终端中，用于射频接收/发射单元的滤波器较多使用了声表面波滤波器，而谐振结构滤波器是其主要结构形式。声表面波谐振结构滤波器是由在具有压电效应的压电晶片上制作的多个声表面波谐振器单元电连接而成，谐振器单元由周期性电极（叉指换能器IDT和反射栅）和汇流电极构成。压电晶片材料主要是钽酸锂或铌酸锂，因为他们具有较大的机电耦合系数，可实现宽频带低衰减的滤波器特性。

在声表面波滤波器的制造过程中，必须有烘烤、冷却等热应力过程，压电晶片在温度急剧变化的情况下，晶片会发生极化，形成电荷的分离，即热释电效应。普通钽酸锂或铌酸锂晶体的压电晶片表面电导率很低，无法对分离的电荷有效释放，造成静电大量积累。当电荷分离形成的静电足够使靠得很近的叉指电极线条间的气氛击穿时，叉指电极线条被烧毁，导致器件失效。随着应用频率的提升，声表面波器件中的周期电极线条宽度越来越细，叉指电极由于压电晶片热释电效应导致的静电烧毁十分严重。

为此，目前国内外大都采用晶片表面还原法（也称压电晶片黑化法）：通过降低钽酸锂或铌酸锂晶体压电晶片表面的氧含量，使晶片表面的电导率得以提高，在电荷分离的过程中形成了电荷释放的通路，不再有静电的积累，从而极大减少了叉指电极线条破坏。

还原法处理后，压电晶片表面颜色变深，从透明变成灰色或黑色。晶片表面还原处理，除了带来消除热释电的好处外，晶片颜色的变深也可以降低光刻过程的光波的反射，有利于光刻分辨率的提高。

通常，还原法处理过程是对压电晶片全表面实施，但由于晶片表面电导率升高，导致谐振器单元之间的电隔离减弱，造成了声表面波滤波器的电性能下降，如插入损耗加大、带外抑制减弱等。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种插入损耗低、带外抑制好的声表面波谐振结构滤波器。

本发明中的一种声表面波谐振结构滤波器，包括压电晶片、压电晶片上设有的多个谐振器单元和电连接金属电极，其特征是：

所述压电晶片是采用提拉法生长的铌酸锂、钽酸锂单晶加工制作的晶圆；

所述压电晶片表面上至少有一个还原表面区；

至少有一个谐振器单元制作在还原表面区上；

谐振器单元所在的还原表面区是不相连接的。

根据IEC标准，铌酸锂晶片体电导率为：（1.0 * 10^-12 ~ 1.0* 10 ^-8）S/cm，钽酸锂晶片体电导率为：（1.0*10^-13~ 1.0*10^-10）S/cm。

作为优选，所有谐振器单元均制作在还原表面区上。直接电连接的谐振器单元的电连接金属电极结构，也可以制作在还原表面区上。

还原表面区，可采用二氧化硅作为制作还原表面区工艺的隔离层。

声表面波谐振结构滤波器谐振器单元，其金属电极是单种金属或多层金属构成的。一般采用的金属是Al，Cu，或Al/Cu。

为提升声表面波谐振结构滤波器的温度性能和可靠性，还在压电晶片上多个谐振器单元和电连接金属电极结构上方制作有多层介质膜。

多层介质膜最底层为二氧化硅，作为温度补偿；为降低滤波器带外干扰，二氧化硅膜表面是平化的。