[发明专利]一种体波滤波器及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种体波滤波器，依次包括：基底层、聚合物空腔层、支撑膜、底电极、压电膜层和上电极，其中，聚合物空腔层中空气腔上部与支撑膜接触的边界厚度为1～3um。本发明实施例利用双光子聚合工艺制造聚合物空气微腔，并在聚合物层直接制造支撑膜，可以极大的简化工艺。当体声波在聚合物空腔层和压电薄膜层之间来回反射时会产生谐波，从而有效的提高该类器件的滤波频段。

技术领域

本发明实施例涉及滤波器技术领域，尤其是一种体波滤波器及其制备方法。

背景技术

滤波器在射频通信、卫星通信等的信号滤波领域具有重要的应用价值。传统的LC或陶瓷类陷波滤波器具有体积较大和重量大，易受到外界干扰等缺点，限制了它们的应用范围。另一方面，随着5G/6G通信系统的发展，对滤波器的滤波频段提出了更高频率的要求。

传统的声表滤波器，其工作频率只能工作在2.5GHz以下，已经不能满足5G/6G射频通信的滤波需求。体波滤波器通过压电膜层的纵波的驻波调制，可以获得较高的的滤波频段，是未来5G/6G滤波器的主流。传统的体波滤波器结构是利用半导体工艺刻蚀空腔，需要在支撑层位置做孔，使得刻蚀的材料可以刻蚀出来，工艺难度很大，成品率很低。

发明内容

本发明实施例提供一种体波滤波器及其制备方法。

一种体波滤波器，依次包括：基底层、聚合物空腔层、支撑膜、底电极、压电膜层和上电极，其中，聚合物空腔层中空气腔上部与支撑膜接触的边界厚度为1～3um。

进一步地，空气腔的长度和宽度均为200～300um。

进一步地，聚合物空腔层为通过双光子聚合3D打印工艺制备。

一种体波滤波器的制备方法，包括：

利用双光子聚合3D打印工艺在基底层上打印聚合物空腔层，在聚合物空腔层上镀支撑膜，其中，聚合物空腔层中空气腔上部与支撑膜接触的边界厚度为1～3um；

利用预先设计的相位掩膜版在支撑膜上镀底电极，除去相位掩膜版后在器件表面镀压电膜层；

在压电膜层表面镀上电极后形成体波滤波器。

进一步地，基底层为Si或SiO₂，厚度为200～500um。

进一步地，空气腔的长度和宽度均为200～300um。

进一步地，支撑膜为Si₃N₄或SiO₂，厚度为1～3um。

进一步地，压电薄膜层为AlN、ZnO、铌酸锂、钽酸锂或AlN、ZnO、铌酸锂和钽酸锂的复合材料，厚度为1～3um。

进一步地，底电极的长度和宽度为300um～600um，厚度为100nm-200nm。

进一步地，上电极和底电极为Al、Pt、Mo或Au或Al、Pt、Mo和Au的复合材料，上电极的长和宽为300～800um，厚度为100nm-200nm。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例利用双光子聚合工艺制造聚合物微腔，并在聚合物层直接制造支撑膜，可以极大的简化工艺。聚合物空腔薄膜层具有很低的声阻抗，因此对体声波具有较大的反射率，这样体声波在聚合物空腔薄膜层和压电薄膜层之间来回反射时会产生谐波，从而有效的提高该类器件的滤波频段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种体波滤波器的结构示意图；