[发明专利]一种便于射频前端集成的温度补偿声表面波器件及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种便于射频前端集成的温度补偿声表面波器件及其制备方法与应用。该器件由下至上依次包括压电基片、温度补偿薄膜、叉指换能器和压电薄膜。它制备方法，包括如下步骤：1)采用物理气相沉积或化学气相沉积，在压电基片上沉积温度补偿薄膜；2)利用光刻技术和电子束蒸镀方法，在温度补偿薄膜上制备叉指换能器叉指换能器；3)采用磁控溅射方法，在叉指换能器叉指换能器上生长压电薄膜，即得到声表面波器件。本发明器件应用于宽禁带半导体射频前端的集成和/或具有温度补偿功能的声表面波器件的制备中。本发明能够实现对器件温度补偿性能的调控，从而实现器件的温度稳定性；具有更大的带宽；制备工艺简单，易于推广。

技术领域

本发明涉及一种便于射频前端集成的温度补偿声表面波器件及其制备方法与应用，属于电子信息材料领域。

背景技术

声表面波是在压电材料表面传播的一种机械波。声表面波器件是利用声表面波进行信号处理的器件，已在移动通信领域得到了广泛的应用。而随着通信行业的不断发展，人们对声表面波器件的需求还会越来越高。

在半导体行业的发展浪潮中，GaN、GaAs、SiC等宽禁带半导体材料逐渐成为热点。GaN、GaAs正逐渐占据射频前端功率放大器的主流市场。声表面波器件作为射频前端的一部分，实现与整个射频前端的集成有利于降低成本，同时缩小器件体积。另一方面，在未来的通信系统中，温度漂移较小的声表面波器件具有较大的应用前景，因此对于温度稳定性的控制也是声表面材料发展的一大关键。而现有的声表面波器件均难以同时实现上述几个目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于射频前端集成的温度补偿声表面波器件及其制备方法与应用，本发明能够实现对器件温度补偿性能的调控，从而实现器件的温度稳定性；具有更大的带宽；制备工艺简单，易于推广。

本发明提供的一种便于射频前端集成的温度补偿声表面波器件，该器件由下至上依次包括压电基片、温度补偿薄膜、叉指换能器和压电薄膜。

上述的器件中，所述压电基片的材质为GaN、GaAs或者其他基片上的GaN薄膜；所述其他基片包括蓝宝石基片、Si基片和SiC基片中的至少一种。具体可为厚度为500μm的GaN基片或生长在c面蓝宝石上厚度超过20μm的GaN薄膜、厚度为500μm的GaAs基片。

上述的器件中，所述温度补偿薄膜的材质为二氧化硅和/或氮氧化硅。

所述温度补偿薄膜的厚度可为40nm～40μm，具体可为1μm、800nm、800nm～1μm、800nm～20μm或100nm～30μm，具体可根据实际需要确定。

上述的器件中，所述叉指换能器包括依次设置在所述温度补偿薄膜上的金属打底层和金属主体层。

上述的器件中，制成所述金属打底层的金属包括Ti、Ni、Zr和Cr中的至少一种；

制成所述金属主体层的金属包括Al、Cu、Pt和Mo中的至少一种；

所述金属打底层的厚度可为1nm～50nm，具体可为5nm、10nm、5nm～10nm或5nm～30nm；

所述金属主体层的厚度可为80nm～200nm，具体可为80nm、160nm或80nm～160nm。

上述的器件中，所述叉指换能器的线宽可为100nm～5μm，具体可为0.5μm、0.25μm、0.25μm～0.5μm、0.20μm～1μm或0.20μm～3μm，金属化比可为0.3～0.8，具体可为0.5、0.3～0.5、0.5～0.8或0.4～0.7，周期可为400nm～20μm，具体可为1μm、2μm、1～2μm、1μm～10μm或500nm～15μm。

本发明中，通过所述叉指环能器线宽和金属化比即可确定周期，周期＝线宽/金属化比×2。