一种滤波器及其制备方法与流程

本申请涉及滤波器，具体而言，涉及一种滤波器及其制备方法。

背景技术：

1、随着移动通信技术的快速发展，射频前端器件面临着高频化、小型化和宽带化的迫切需求。声波滤波器作为射频前端的核心组件，其性能直接影响通信系统的整体质量。目前，声波谐振器主要分为声表面波器件和体声波器件两大类。其中，薄膜体声波谐振器（fbar）因具有体积小、插入损耗低、品质因子高等优点，成为5g通信领域的研究热点。典型的fbar器件采用由底电极-压电层-顶电极构成的三明治叠层结构，通过压电效应实现电信号与机械谐振的相互转换。

2、然而，现有fbar技术仍存在诸多不足。例如，当谐振器之间距离过近时，声波容易通过衬底发生泄露和耦合，造成带外杂散现象突出、隔离度变差，从而影响滤波器的声学绝缘性能。此外，压电材料和电极材料的刚度随温度升高而降低，导致声速下降、频率漂移，严重影响器件在高温高湿环境下的性能稳定性。现有方案多采用自下而上的加工方式，虽能实现基本功能，但在衬底声学绝缘性、温度漂移抑制及声波能量约束等方面仍存在显著不足，亟需进一步优化。

3、针对上述问题，现有技术亟需改进。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种滤波器及其制备方法，通过在滤波器中引入用于改善复合衬底的声学绝缘性能的富陷阱层和全覆盖滤波器上表面的介质层，解决现有声波滤波器在声学绝缘性能、高温高湿稳定性以及声波能量泄漏抑制方面存在不足的问题，通过引入富陷阱层和全覆盖的介质层，能够在改善复合衬底的声学绝缘性能的同时，有效保护滤波器在高温高湿度条件下的性能稳定，提高了滤波器的可靠性。

2、第一方面，本申请提供了一种滤波器，包括从下到上依次叠加的复合衬底、下电极层、压电层、上电极层和介质层；

3、所述复合衬底包括从下到上依次叠加的衬底层、富陷阱层和支撑层；

4、所述富陷阱层用于改善所述复合衬底的声学绝缘性能；

5、所述介质层全覆盖所述滤波器的上表面，所述介质层用于抑制所述滤波器的声波能量泄漏，并保持所述滤波器在高温高湿度条件下的性能稳定。

6、本申请提供的滤波器，通过在滤波器中引入用于改善复合衬底的声学绝缘性能的富陷阱层和全覆盖滤波器上表面的介质层，解决现有声波滤波器在声学绝缘性能、高温高湿稳定性以及声波能量泄漏抑制方面存在不足的问题，通过引入富陷阱层和全覆盖的介质层，能够在改善复合衬底的声学绝缘性能的同时，有效保护滤波器在高温高湿度条件下的性能稳定，提高了滤波器的可靠性。

7、可选地，所述复合衬底内部设置有凹槽；所述凹槽位于所述支撑层中，使所述富陷阱层与所述下电极层之间形成有空腔结构。

8、本申请提供的滤波器，通过在复合衬底内部设置凹槽并形成空腔结构，能够进一步优化声波传播路径，增强声学绝缘效果，有效抑制声波在衬底中的泄漏和耦合，从而提高滤波器的带外抑制能力和隔离度。

9、可选地，所述衬底层的材质为单晶硅、多晶硅、蓝宝石、尖晶石、钽酸锂、铌酸锂、镓酸锂、氧化锌、氧化锆陶瓷中的至少一种。

10、可选地，所述富陷阱层的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

11、可选地，所述支撑层的材质为单晶硅、多晶硅、蓝宝石、尖晶石、钽酸锂、铌酸锂、镓酸锂、氧化锌、氧化锆陶瓷中的至少一种。

12、可选地，所述下电极层的材质为铜、金、银、铬、铂、铝、钼、钨、钛、钌中的至少一种。

13、可选地，所述压电层的材质为单晶氮化铝、多晶氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、钽酸锂、聚偏二氟乙烯中的至少一种。

14、可选地，所述上电极层的材质为铜、金、银、铬、铂、铝、钼、钨、钛、钌中的至少一种。

15、可选地，所述介质层的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

16、第二方面，本申请提供了一种滤波器的制备方法，用于制备如上文所述的滤波器，包括：

17、在衬底层上形成富陷阱层后，将所述富陷阱层与支撑层进行低温键合，得到第一复合衬底；

18、对所述第一复合衬底表面的支撑层进行凹槽刻蚀，得到具有空腔结构的第二复合衬底；

19、在所述第二复合衬底上方依次沉积下电极层、压电层和上电极层，得到具有叠层结构的初始滤波器；

20、在所述初始滤波器的上表面沉积全覆盖的介质层，得到滤波器。

21、本申请提供的滤波器的制备方法可以实现对滤波器的制备，通过低温键合、凹槽刻蚀和分层沉积等工艺，能够精确控制各层结构，有效形成具有优异声学绝缘性能和环境稳定性的滤波器，为批量生产提供了可靠的工艺基础。

22、有益效果：本申请提供的滤波器及其制备方法，通过在滤波器中引用于改善复合衬底的声学绝缘性能的入富陷阱层和全覆盖滤波器上表面的介质层，解决现有声波滤波器在声学绝缘性能、高温高湿稳定性以及声波能量泄漏抑制方面存在不足的问题，通过引入富陷阱层和全覆盖的介质层，能够在改善复合衬底的声学绝缘性能的同时，有效保护滤波器在高温高湿度条件下的性能稳定，提高了滤波器的可靠性。

1.一种滤波器，其特征在于，包括从下到上依次叠加的复合衬底（1）、下电极层（2）、压电层（3）、上电极层（4）和介质层（5）；

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述复合衬底（1）内部设置有凹槽；所述凹槽位于所述支撑层（8）中，使所述富陷阱层（7）与所述下电极层（2）之间形成有空腔结构（9）。

3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述衬底层（6）的材质为单晶硅、多晶硅、蓝宝石、尖晶石、钽酸锂、铌酸锂、镓酸锂、氧化锌、氧化锆陶瓷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述富陷阱层（7）的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述支撑层（8）的材质为单晶硅、多晶硅、蓝宝石、尖晶石、钽酸锂、铌酸锂、镓酸锂、氧化锌、氧化锆陶瓷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述下电极层（2）的材质为铜、金、银、铬、铂、铝、钼、钨、钛、钌中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述压电层（3）的材质为单晶氮化铝、多晶氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、钽酸锂、聚偏二氟乙烯中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述上电极层（4）的材质为铜、金、银、铬、铂、铝、钼、钨、钛、钌中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述介质层（5）的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的至少一种。

10.一种滤波器的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至9任一项所述的滤波器，包括：