[发明专利]一种底电极激发式声表面波器件结构

说明书

本发明涉及一种底电极激发式声表面波器件结构，包括支撑衬底层、绝缘层和压电材料层；所述支撑衬底层上设置有所述绝缘层，所述绝缘层的厚度小于所述支撑衬底层的厚度，所述压电材料层设置于所述绝缘层上，所述绝缘层内间隔设置有叉指换能器结构和输入/输出电极结构，且所述输入/输出电极结构连接端延伸出所述压电材料层或所述支撑衬底层并形成焊球或者焊点，所述焊球或者焊点位于所述支撑衬底层表面或压电材料层表面。本发明能有效的减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。

技术领域

本发明涉及声表面波滤波器技术领域，尤其是涉及一种底电极激发式声表面波器件结构。

背景技术

声表面波滤波器(surface acoustic wave，SAW)是一种用于通信、电台、雷达及其他相关射频前端领域的声学器件。

现阶段，相关SAW器件主要包括：传统SAW,TC-SAW,IHP-SAW等多类多种不同结构。其中TC-SAW是一种通过在基础SAW结构上外覆SiO₂温补膜层的方式实现抑制温漂作用的声学器件，被广泛应用于通讯终端之中；IHP-SAW也称之为TF-SAW是一种通过多层膜结构优化改性压电基底，最终实现更高性能的新型声学器件。无论是何种结构，SAW器件的工作原理基本相同，通过半导体加工工艺在压电材料或带有压电材料层的基体表面制备梳齿状的叉指换能器，通过压电层的压电与逆压电效应实现信号的电-声-电传播，进而实现对通信信号的筛选。常用的压电材料多为钽酸锂(LiTaO₃,LT)、铌酸锂(LiNbO₃,LN)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)等，其中以LT与LN最为常见。LT与LN多为人工合成材料，其本身具有高的塑性和很强的耐腐蚀性，故相关材料难以进行精细化加工，如采用通孔工艺对LT及LN进行开孔加工时，常规的加工深度只能维持在数百纳米到1微米之间，很难实现微米等级的加工。另外相关材料的热膨胀系数等关键材料参数也与硅基材料不兼容，因此，压电材料难以与主流的硅基半导体工艺进行集成，这导致相关器件在集成化与小型化方面有着天然的劣势。此外，对于多数SAW器件而言，其有效功能区的梳齿结构位于芯片的最表面，不仅在声波的传播上容易受外部环境改变的影响，而且未经保护的梳齿结构极易受到外部多余物的破坏进而影响器件整体的性能，故相关器件几乎没有任何裸芯片方案可供给通信领域使用。这也进一步限制了相关器件在小型化与集成化方面的应用。

因此，本领域技术人员致力于开发一种底电极激发式声表面波器件结构，减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种底电极激发式声表面波器件结构，减少声表面波器件受到外部环境的影响，也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，此外，相关器件在Q值也有大幅提升并适用于硅基半导体加工工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种底电极激发式声表面波器件结构，包括支撑衬底层、绝缘层和压电材料层；

所述支撑衬底层上设置有所述绝缘层，所述绝缘层的厚度小于所述支撑衬底层的厚度，所述压电材料层设置于所述绝缘层上，所述绝缘层内间隔设置有叉指换能器结构和输入/输出电极结构，且所述输入/输出电极结构连接端延伸出所述压电材料层或所述支撑衬底层外并形成焊球或者焊点，所述焊球或者焊点位于所述支撑衬底层表面或压电材料层表面

本发明的有益效果是：将叉指换能器结构和输入/输出电极结构置于压电材料层下方，将梳齿状换能器结构由器件上方的压电材料层和下方的绝缘层、支撑衬底层进行包裹，解决了声表面波器件容易受到外部环境影响的缺点，同时也可实现温补作用以控制器件的温漂在合适范围内，器件也满足以裸芯片方式进行后续集成化的需求，相关器件不仅可以与硅基工艺兼容有利于后续实现集成化，更可以进一步提升器件的Q值与机电耦合系数，有利于提升器件的性能。