[发明专利]一种高频声波谐振器及其制备方法

说明书

本申请提供一种高频声波谐振器及其制备方法，该高频声波谐振器包括：高声速支撑衬底；绝缘介质层，绝缘介质层位于高声速支撑衬底的上表面；压电膜，压电膜位于绝缘介质层的上表面；叉指电极，叉指电极位于压电膜的上表面。通过在压电膜下方设置高声速支撑衬底可以增大压电膜中所激发传播的目标弹性波的声速，并可有效约束目标弹性波的传播，提高高频声波谐振器的谐振频率；通过在压电膜与高声速支撑衬底之间设置绝缘介质层，可以有效降低压电膜中电场能量的泄露，可增强高频声波谐振器的机电耦合系数；通过选择合适的绝缘介质层，可以对高频声波谐振器进行温度补偿，降低高频声波谐振器的温漂，提高高频声波谐振器的温度稳定性。

技术领域

本申请涉及半导体制备技术领域，特别涉及一种高频声波谐振器及其制备方法。

背景技术

随着互联网和5G技术的发展，市场对射频器件的需求持续增长。声表面波滤波器被广泛应用于射频前端，其工作频率主要由叉指电极周期和压电材料中所激发的弹性波波速决定。现有声表面波滤波器的工作频率一般低于3GHz，而5G通信中的FR1频段最高可达到6GHz，现有的声表面滤波器存在谐振频率较低、机电耦合系数不高且存在温漂等问题而无法完全满足5G通信需求。减小叉指电极周期虽然可以提高工作频率，但是制作成本和工艺难度随之提升，器件性能也会恶化。

发明内容

本申请要解决是现有技术中声波谐振器谐振频率较低、机电耦合系数不高且存在温漂的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种高频声波谐振器，包括：

高声速支撑衬底；

绝缘介质层，绝缘介质层位于高声速支撑衬底的上表面；

压电膜，压电膜位于绝缘介质层的上表面；

叉指电极，叉指电极位于压电膜的上表面。

所述压电膜的厚度与所述压电膜3激发的目标弹性波的波长λ的比值在0.05到0.5之间；

所述绝缘介质层的电阻率大于10¹²Ω·cm，所述绝缘介质层的厚度介于0.01λ～λ之间。

进一步地，所述压电膜激发的目标弹性波包括S波、SH波、瑞利(Rayleigh)波和A波。

进一步地，高速支撑衬底的材料包括碳化硅、金刚石或蓝宝石；

绝缘介质层的材料包括二氧化硅、氮化硅或氧化铝；

压电膜的材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、石英或氧化锌。

压电膜的材料与绝缘介质层的材料能够匹配并形成温度补偿。

进一步地，压电膜的厚度与压电膜激发的目标弹性波的波长λ的比值在0.1到0.35之间。

进一步地，高声速支撑衬底中传播的体波的声速大于压电膜中传播的目标弹性波的声速。

本申请实施例另一方面公开一种高频声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取高声速支撑衬底；

于高声速支撑衬底的上表面制备形成绝缘介质层；

于绝缘介质层的上表面制备形成压电膜；

于压电膜的上表面制备形成叉指电极。；

所述压电膜的厚度与所述压电膜激发的目标弹性波的波长λ的比值在0.05到0.5之间；

所述绝缘介质层的电阻率大于10¹²Ω·cm，所述绝缘介质层的厚度介于0.01λ～λ之间。

进一步地，所述压电膜激发的目标弹性波包括S波、SH波、瑞利(Rayleigh)波和A波。