CN114094981A - 一种双声表面波滤波器、双频组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种双声表面波滤波器，该双声表面波滤波器包括：压电衬底；在同一压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件；第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，第一滤波元件包括多个第一IDT电极，第一IDT电极具有第一厚度的第一金属薄膜；第二滤波元件响应于声表面的第二频率，第二滤波元件包括多个第二IDT电极，第二IDT电极具有第二厚度的第二金属薄膜；第一频率与第二频率不同；第一厚度与第二厚度不同；第一滤波元件的声表面波传播路径与第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。由此，根据本发明提供的双声表面波滤波器及其制作方法能够实现一种高功率耐受性且可靠性高的双声表面波滤波器。

Description

一种双声表面波滤波器、双频组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种双声表面波滤波器、双频组件及其制造方法。

背景技术

近年来，伴随无线通讯系统的迅猛发展，各种终端设备已经广泛支持诸如2G、3G、LTE、Wi-Fi、GPS等多种通信协议。为了实现这个目标，现有技术中，通信设备的射频前端由多个射频电路构成，每个射频电路均包含独立的滤波器、放大器等器件，具有不同的中心频率和带宽。使用射频开关选择不同中心频率的滤波器进行通信。虽然该方案可以支持多个通信标准的同时工作，但增加了通信系统的体积、功耗和成本。

为了解决上述方案的问题，双频组件应运而生，采用一个高速宽带A/D转换器与两个单通带声表面波滤波器组成，能够支持工作在在一定程度上减少了通信系统的体积。但由于两个单通带声表面波滤波器位于分立的衬底上，一般采用复合基板拼接的工艺实现，但会导致交界处的可靠性较差，而且加工成本高。同时，两个单通带声表面波滤波器采用开关进行信道切换，信号可能丢失，双频组件可靠性较差。

如何提高双频组件的可靠性，进一步缩小双频组件的体积，提高双频组件频率选择性和通带隔离度成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种双声表面波滤波器、双频组件及其制造方法，双声表面波滤波器设置在同一基板上，响应于两个不同的中心频率，能够提高声表面波滤波器的集成度，提高双频组件的可靠性，进一步缩小双频组件的体积，提高双频组件频率选择性和通带隔离度。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：根据本发明的第一个方面，一种双声表面波滤波器，所述双声表面波滤波器包括：压电衬底；在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件；所述第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，所述第一滤波元件包括多个第一IDT电极指，所述第一IDT电极指具有第一厚度的第一金属薄膜，多个所述第一IDT电极指沿着声表面波传播方向被安装在所述压电衬底上；所述第二滤波元件响应于声表面的第二频率，所述第二滤波元件包括多个第二IDT电极指，所述第二IDT电极指具有第二厚度的第二金属薄膜，多个所述第二IDT电极指沿着声表面波传播方向被安装在所述压电衬底上；所述第一频率与所述第二频率不同；所述第一厚度与第二厚度不同；所述第一滤波元件的声表面波传播路径与所述第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

在一些实施方式中，定义所述第一金属薄膜的第一厚度为H1，所述第二金属薄膜的第二厚度为H2，定义所述第一频率为f1，所述第二频率为f2，定义所述第一频率的频率响应速度为v1，所述第二频率的频率响应速度为v2，其中，所述第一金属薄膜的第一厚度、所述第二金属薄膜的第二厚度、所述第一频率、所述第二频率、所述第一频率的频率响应速度、所述第二频率的频率响应速度满足下述公式：7％<H1*f1/v1<12％；8％<H2*f2/v2<13％。

在一些实施方式中，将滤波元件的占空比定义为多个电极指各自的宽度相对于多个所述电极指各自的宽度和多个所述电极指包含的相邻的电极指的间隔之和的比，所述第一滤波元件具有第一占空比，所述第二滤波元件具有第二占空比，所述第一占空比与所述第二占空比不同，所述第一占空比是0.2以上且0.7以下，所述第二占空比是0.3以上且0.9以下。

在一些实施方式中，所述第一IDT电极指具有第一占空比，所述第二IDT电极指具有第二占空比，所述第一IDT电极指和所述第二IDT电极指均设置有金属薄膜结构，所述金属薄膜结构包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层包括Al，第二金属层为Cu、W、Mo、Cr、Ag、Au、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si、Sc的其中一种。

在一些实施方式中，所述压电衬底为压电单晶衬底，所述压电单晶衬底为钽酸锂或铌酸锂；所述第一IDT电极指和所述第二IDT电极指形成于所述压电单晶衬底的同一表面。

在一些实施方式中，所述压电衬底为压电单晶衬底，所述压电单晶衬底为钽酸锂或铌酸锂，所述单晶压电衬底具有平行设置的第一表面和第二表面，所述第一IDT电极指形成于所述第一表面，所述第二IDT电极指形成于所述第二表面。

在一些实施方式中，所述压电衬底包括：所述第一滤波元件与所述压电单晶衬底之间的取向角为ψ1，ψ1为0°，所述第二滤波元件与所述压电单晶衬底之间的取向角为ψ2，ψ2位于(-5，+5°)范围内。

在一些实施方式中，所述压电衬底包括：压电单晶薄膜，所述第一滤波元件和所述第二滤波元件位于所述压电单晶薄膜的同一表面上；接合层，设置于所述压电单晶薄膜远离第一滤波元件的表面上，所述接合层具有正的温度补偿系数；支撑衬底，设置于所述接合层远离所述压电单晶薄膜的表面上，所述支撑衬底为单晶硅衬底。

根据本发明的第二个方面，提供了一种双频组件，具备如权利要求1-8任一所述的双声表面波滤波器，其特征在于，容纳所述双声表面波滤波器的封装结构，所述封装结构与所述双声表面波滤波器通过凸块连接。

根据本发明的第三个方面，提供了一种双声表面波滤波器的制作方法，所述方法包括：提供一压电衬底；利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件；其中，所述第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，所述第一滤波元件包括多个第一IDT电极指，所述第一IDT电极指具有第一厚度的第一金属薄膜，将多个所述第一IDT电极指沿着声表面波传播方向安装在所述压电衬底上；所述第二滤波元件响应于声表面的第二频率，所述第二滤波元件包括多个第二IDT电极指，所述第二IDT电极指具有第二厚度的第二金属薄膜，将多个所述第二IDT电极指沿着声表面波传播方向安装在所述压电衬底上；所述第一频率与所述第二频率不同；所述第一厚度与第二厚度不同；所述第一滤波元件的声表面波传播路径与所述第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

在一些实施方式中，利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件，包括：将所述压电衬底划分为用于形成第一滤波元件的第一设定区域和用于形成第二滤波元件的第二设定区域；在所述压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖一层金属薄膜；对所述第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；在所述第一IDT电极指和所述第二设定区域覆盖一层金属薄膜；对所述第二设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案厚的组成第二IDT电极指的电极图案。

在一些实施方式中，利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件，包括：将所述压电衬底划分为用于形成第一滤波元件的第一设定区域和用于形成第二滤波元件的第二设定区域；在所述压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖多层金属薄膜；对所述第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；对所述第二设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案薄的组成第二IDT电极指的电极图案。

在一些实施方式中，压电衬底为压电单晶衬底，所述方法还包括：在所述压电单晶衬底的上表面涂覆金属薄膜；对所述金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；将所述压电单晶衬底翻转至下表面朝上；在所述压电单晶的下表面涂覆金属薄膜；对所述金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第二IDT电极指的电极图案；其中，组成第一IDT电极指的电极图案的厚度大于组成第二IDT电极指的电极图案。

在一些实施方式中，压电衬底的制作实现为包括：对压电衬底注入离子化的元素；在对所述压电衬底进行支撑的支撑衬底或所述压电衬底的至少一侧，形成含有二氧化硅的接合层；将所述结合层、所述压电衬底与所述支撑衬底进行接合生成压电衬底。

本发明取得的有益效果如下：

根据本发明提供一种双声表面波滤波器制造方法，可以在一片压电基板上，通过设置不同厚度的IDT电极满足双声表面波滤波器所需要的高低频率区域的设定，并且，通过对IDT电极结构的设计和压电基板的设定，可以满足更多种不同需求的双声表面波滤波器，制作工艺简单，设计难度低，并且有利于实现双声表面波滤波器的最优器件性能。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的一种现有技术中的双声表面波滤波器结构示意图；

图2是本发明的一种双声表面波滤波器结构示意图；

图3是本发明的一种双声表面波滤波器的多层电极结构示意图；

图4是本发明的一种双声表面波滤波器的IDT电极指结构示意图；

图5是本发明的一种双声表面波滤波器的不同切向欧拉角结构示意图；

图6是现有技术的整合前双频组件的低端频率波形性能图；

图7是现有技术的整合前双频组件的高端频率波形性能图；

图8是现有技术的双频组件的整体波形性能图；

图9是本发明的一种双声表面波滤波器的波形性能图；

图10是本发明的另一种双声表面波滤波器结构示意图；

图11是本发明的又一种双声表面滤波器结构示意图；

图12是本发明的一种双频组件的封装结构示意图；

图13是本发明的又一种双频组件的封装结构示意图；

图14是本发明的一种双声表面波滤波器制作流程示意图；

图15是本发明的又一种双声表面波滤波器制作流程示意图。

其中，图1至图15中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

11-单通带声表面波滤波器，12-粘合层；

1-压电衬底，21-第一IDT电极指，22-第二IDT电极指；

31-压电单晶薄膜，32-接合层，33-支撑衬底；

41-缓冲层，42-金属层；

8-封装结构，801-第一封装结构，802-第二封装结构；

802-1第二封装结构的第一层，802-2第二封装结构的第二层；

9-凸块，901-基底电极，902-中间凸块电极，903-封装电极；

10-双声表面波滤波器。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在现有技术中的双声表面波滤波器结构中，如图1所示，通常采用一个高速宽带A/D转换器与两个单通带声表面波滤波器11组成，能够支持工作在在一定程度上减少了通信系统的体积。但由于两个单通带声表面波滤波器11位于分立的衬底上，一般采用复合基板拼接，例如增加粘合层12的工艺实现，但会导致交界处的可靠性较差，而且加工成本高。同时，两个单通带声表面波滤波器采用开关进行信道切换，信号可能丢失，双频组件可靠性较差。

实施例1

本发明的一个具体实施例，如图2所示，公开了一种双声表面波滤波器结构示意图，该双声表面波滤波器包括：

压电衬底1，在压电衬底1上设置第一滤波元件和第二滤波元件。第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，第一滤波元件包括多个第一IDT电极指21，第一IDT电极指21具有第一厚度的第一金属薄膜，多个第一IDT电极指21沿着声表面波传播方向被安装在压电衬底上。

进一步地，第二滤波元件响应于声表面的第二频率，第二滤波元件包括多个第二IDT电极指22，第二IDT电极指具有第二厚度的第二金属薄膜，多个第二IDT电极指沿着声表面波传播方向被安装在压电衬底上。

其中，第一频率与第二频率不同。第一厚度与第二厚度不同。

第一滤波元件的声表面波传播路径与第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

对于本申请所提到的第一IDT电极指或第二IDT电极指实质指代为IDT换能器。

由于，第一IDT电极指21和第二IDT电极指22形成于同一压电衬底上，通过不同厚度的金属薄膜形成的IDT电极指达到具有不同频率的双声表面波滤波器，从而降低双声表面波滤波器的设计难度，在同一基片上得到不同中心频率的IDT电极指。示例性地，第一IDT电极的金属薄膜厚度大于第二IDT电极的金属薄膜厚度为200um，所形成的相对电极为第一IDT电极为双声表面波滤波器中的高中心频率电极，第二IDT电极的为双声表面波滤波器中的低中心频率电极为100um。

进一步地，对于第一IDT电极21和第二IDT电极22的结构，可以设置为均有金属薄膜结构，如图3所示，示例性地，该金属薄膜结构可以为双层结构，包括第一金属层41和第二金属层42，其中，第一金属层41包括含有Al，在其他实施方式中可以实现为Si、Cu。第二金属层42包括Cu、W、Mo、Cr、Ag、Au、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si、Sc的其中一种，在将IDT电极的电极周期所确定的弹性波的波长设为λ时，缓冲层的厚度为0.5％λ以下。

在其他实施方式中，第一金属层41与第二金属层42的成分和厚度相同，例如两者的成分都是钛或者都是铬，或者是成分配比相同的钛铬合金，并且两者的厚度相同。

进一步地，对于第一IDT电极21和第二IDT电极22的结构，还可以设置为均包含有铝电极，在铝电极下还设置有不同金属元素的金属薄膜以实现强支撑结构的IDT电极。该强支撑结构的IDT电极以铝元素作为基底，具体地，每个IDT电极包括设置在压电衬底上的第一缓冲层和设置在第一缓冲层上的第一金属层。第一缓冲层包括金属钛或铬中的至少一种，在将IDT电极的电极周期所确定的弹性波的波长设为λ时，第一缓冲层的厚度为0.5％λ以下。第一金属层包括金属铝，Al层厚度的范围在声表面波的波长的1％-30％之间。

IDT电极的电极周期所确定的弹性波的波长λ为2μm时，第一缓冲层的厚度为10nm以下，在优选的方式中，可以将第一缓冲层的厚度设为2nm，能够获得强Al织构，得到的Al薄膜组织均匀致密，临界载荷增加，与压电基板的附着力显著增强。

此外，在Al电极与基板之间设置钛缓冲层，可以防止Al向基板的迁移。

对第一金属层Al层的厚度进行设计，采用厚度为1％λ-30％λ之间的金属Al层与Ti缓冲层一起形成IDT电极指，具有抗电迁移性能好，化学性质稳定的优点。

作为一种优选实施方式，如图4上部分图所示，将第一金属薄膜的第一厚度定义为H1，第二金属薄膜的第二厚度定义为H2，将第一频率定义为f1，,第二频率定义为f2，定义第一频率的频率响应速度v1，第二频率的频率响应速度为v2，其中，第一金属薄膜的第一厚度、第一频率和第一频率的频率响应速度满足：7％<H1*f1/v1<12％；第二金属薄膜的第二厚度、第二频率和第二频率的频率响应速度满足：8％<H2*f2/v2<13％。在本实施例中，将第一金属薄膜的第一厚度与对应的第一频率，以及第二金属薄膜的第二厚度与对应的第二频率建立了联系，于此，能够抑制双声表面波滤波器的频率偏移，进而减少通带内的高频侧的插入损耗。

作为一种优选实施方式，如图4下部分图所示，将滤波元件的占空比定义为多个电极指各自的宽度相对于多个电极指各自的宽度和多个电极指包含的相邻的电极指的间隔之和的比，其中，第一滤波元件具有第一占空比，第二滤波元件具有第二占空比，第一占空比与所述第二占空比不同，第一占空比是0.2以上且0.7以下，第二占空比是0.3以上且0.9以下。对于第一滤波元件和第二滤波元件的占空比是构成该滤波元件的多个电极指的占空比的平均值。对于占空比的具体实现方式，是通过第一滤波器或第二滤波器的IDT电极指宽度W相对于电极指宽度W与电极指间间隙G之和的比，即占空比＝W/(W+G)。

作为一种优选实施方式，压电衬底为压电单晶衬底，其中，第一IDT电极指21和第二IDT电极指22形成于压电单晶衬底的同一表面。示例性地，该第一IDT电极指21和第二IDT电极指2可以在同一压电单晶衬底的同一面上平行设置，更进一步地，可以在同一压电单晶衬底的同一表面上呈IDT电极指夹角ψ位于(-5°，+5°)范围内设置，压电单晶衬底为钽酸锂或铌酸锂，36度到52度的Y方向切割、X方向传播的LiTaO3基片，即欧拉角为(0°，36°-52°，ψ)。其中，压电单晶衬底包括具有不同切向欧拉角的第一频段区域和第二频段区域，第一滤波元件与所述压电单晶衬底之间的取向角为ψ1，ψ1为0°，ψ1＝0°(图中未示)代表第一滤波元件的声表面波传播路径与第二滤波元件的声表面波传播路径平行。第二滤波元件与压电单晶衬底之间的取向角为ψ2，ψ2位于(-5°，+5°)范围内。如图5所示，当ψ2位于(-5°，+5°)范围内，代表第一滤波元件的声表面波传播路径与第二滤波元件的声表面波传播路径相交。

作为本实施例的一种应用效果实例，请参见图6、图7、图8和图9所示，在采用本实施例的内容之前，对于现有技术的双频组件的两个单通带滤波器的频率波形性能图可以依次参照图6和图7所示，将两个单通带滤波器通过粘合层组合成双频组件的频率波形性能图可以参照图8所示。可见由于在1995MHZ滤波器高端处有以频率偏低，导致凸起处与2185MHZ低端叠加后的总隔离度为28dB，虽然将高端和底端通过粘合层整合后的双频组件，在2185MHZ的低端隔离度可达30dB，整体隔离度小于30dB，但还是不满足双频通信的指标。但是，在本申请的实施例下的如图9所示的双滤波器频率波形性能图中，调整1995MHZ高端谐振器的结构，使得“小凸起”靠近2185MHZ的低端，例如采用零极点重构方法后的波形。可见此时，不仅1995MHZ的高端隔离度提高到31dB，且2185MHZ的低端隔离度也增大到33dB，通带隔离度整体水平超过了要求的30dB。

进一步地，对于不同频段区域的欧拉角的角度可以利用干法刻蚀或者湿法刻蚀在压电薄膜上形成沟壑(gully)或斜坡形状，以形成多个不同的欧拉切角。这样，在同一片压电薄膜上形成多个不同欧拉切角，从而满足双声表面波滤波器需要的高低两个频段、两种带宽的需求，进而避免两次切割压电薄膜，有效降低了制作成本。

实施例2

本发明的一个具体实施例还公开了一种双声表面波滤波器结构示意图，如图10所示，该双声表面波滤波器包括：

第一IDT电极指21形成于压电单晶衬底的上表面，第二IDT电极指22形成于压电单晶衬底的下表面。使得整个IDT电极指在压电单晶衬底上呈凹凸设置。该凹凸结构的深度小于等于压电单晶衬底的深度。具体地，凹凸结构对应表面IDT电极设置实现为或者与IDT电极交错设置，或者每两个凹凸对应一个IDT电极指的宽度，由此可以降低插入损耗。

具体地，第一IDT电极指21或第二IDT电极指22远离压电单晶衬底的表面形成粗糙底表面，粗糙底表面的粗糙度为0.2μm～0.4μm，粗糙底表面上的峰和谷之间的平均高度差可以2.5μm，优选大于4.5μm。衬底的底表面被粗糙化以减少声波反射回体双声表面波滤波器。在粗糙化的基底表面上的峰和谷之间的平均横向距离可以小于0.05μm，优选小于0.03μm。底面的粗糙化可以通过机械粗糙化来实现。在其他实施方式中，底面的粗糙化可以通过砂磨来实现。在其他实施方式中，底表面的粗糙化也可以通过蚀刻，优选湿法蚀刻来实现。基板底面粗糙化的效果是声波滤波器产生的到达基板底面的声波在粗糙化的底面基本被散射。因此，减少了实际上反射双声表面波滤波器的声波部分，这又改善了双声表面波滤波器的性能特性。以这种方式，双声表面波滤波器可以达到与桥式滤波器类似的性能水平，但是避免了桥式滤波器在生产复杂性方面的缺点。粗糙化的步骤可以与衬底的减薄同时进行。在这种情况下，不需要额外的工艺步骤，特别是不需要额外的蚀刻步骤，降低了双声表面波滤波器衬底的成本。

实施例3

本发明的一个具体实施例，如图11所示，公开了又一种双声表面波滤波器结构示意图，该双声表面波滤波器包括压电衬底，该压电衬底包括：

压电单晶薄膜31，第一滤波元件和所述第二滤波元件位于所述压电单晶薄膜的同一表面上。

接合层32，设置于压电单晶薄膜远离第一滤波元件的表面上，接合层具有正的温度补偿系数TCF，例如可以实现为二氧化硅。支撑衬底33，设置于接合层32远离压电单晶薄膜的表面上，支撑衬底为单晶硅衬底。由此，该双声表面波滤波器可以形成于具有高低音速层的衬底上。

实施例4

本发明的一个具体实施例，如图12所示，公开了一种双频组件，该双频组件具备如实施例一至实施例三的双声表面波滤波器，其中，容纳双声表面波滤波器的封装结构8如图12所示，该封装结构与双声表面波滤波器10通过凸块9连接。

封装结构8包括第一封装结构801和第二封装结构802，第一封装结构801与第二封装结构802围成中空结构，双声表面波滤波器10位于中空结构内。

凸块9可以为多个。为了提高凸块9与封装结构8和双声表面波滤波器10的连接强度，凸块9采用三层复合凸块结构。每个凸块9包括基底电极901、中间凸块电极902和封装电极903，其中基底电极901设置在双声表面波滤波器的表面上，基底电极901由NiCr合金制成，厚度为10nm，中间凸块电极902通过球体焊接的方法与基底电极901连接，中间凸块电极902为Au或含有Au的合金制成的球形或椭球型结构，封装电极903通过超声波压焊工艺连接至中间凸块电极902。采用三层复合凸块，能够减少施加至声表面滤波器元件1表面的应力，提高封装结构的机械强度和可靠性，减少基板破裂引起的器件失效。

进一步地，在其他实施方式中，如图13所示，第二封装结构802为双层结构，包括第一层802-1与第二层802-2，第二层802-2嵌合于第一层802-1的内表面，第二层802-2的厚度小于第一层802-1，支撑层203与第二层802-2相接触，使得声表面滤波器元件10具有良好的散热性和密封性。

实施例5

本发明的一个具体实施例，如图14所示，提供了一种双声表面波滤波器的制作方法，该方法包括：

401、提供一压电衬底。

选取一片用于制备双声表面波滤波器的压电衬底，对压电衬底的表面进行清洗。

402、利用金属蒸镀法在同一压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件。其中，第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，第一滤波元件包括多个第一IDT电极指，第一IDT电极指具有第一厚度的第一金属薄膜，将多个第一IDT电极指沿着声表面波传播方向安装在所述压电衬底上。第二滤波元件响应于声表面的第二频率，第二滤波元件包括多个第二IDT电极指，第二IDT电极具有第二厚度的第二金属薄膜，将多个第二IDT电极沿着声表面波传播方向安装在压电衬底上；第一频率与所述第二频率不同；第一厚度与第二厚度不同。第一滤波元件的声表面波传播路径与第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

具体地，在利用金属蒸镀法在同一压电衬底上形成第一IDT电极指和第二IDT电极指实现为包括：先将压电衬底划分为用于形成第一IDT电极的第一设定区域和用于形成第二IDT电极指的第二设定区域，一般根据频率需求对双声表面波滤波器的高频区和低频区进行事先划分，以避免现有的双声表面波滤波器在完成整体的制造后再对高频区和低频区的电极频率进行设计所导致的设计复杂，操作不便的问题，之后在压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖一层金属薄膜，所覆盖的金属薄膜可以实现为包含Al、Cu、Zr、Mg等元素或化合物，本发明不对金属薄膜的材料进行限定。之后，对第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案，实现第一次的电极镀膜处理，之后，在第一IDT电极指和第二设定区域覆盖一层金属薄膜，对第二设定区域的金属薄膜采用旋转涂胶的方式铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案厚的组成第二IDT电极指的电极图案，实现第二次的电极镀膜处理。其中，在剥离光刻胶时可以将压电晶片浸入到玻璃液中，以去除剩余的光刻胶及其上面的多余金属镀膜。由此，通过在一块基本上进行镀膜和铺设光刻胶的处理使得在一个操作流程下得到两种设计好频率的多层结构的电极区域，以实现双声表面波滤波器的最优性能。

具体地，利用金属蒸镀法在同一压电衬底上形成第一IDT电极指和第二IDT电极指，第一IDT电极指和第二IDT电极指为强支撑结构时，该方法包括：先将压电衬底划分为用于形成第一IDT电极指的第一设定区域和用于形成第二IDT电极指的第二设定区域，一般根据频率需求对双声表面波滤波器的高频区和低频区进行事先划分，以避免现有的双声表面波滤波器在完成整体的制造后再对高频区和低频区的电极频率进行设计所导致的设计复杂，操作不便的问题，之后，在压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖多层金属薄膜，该多层薄膜可以实现为铝元素作为基底的双层结果，在其他实施方式中，也可以包括金(Au)元素，钼(Mo)元素，在该基底上继续堆叠金属薄膜的结构，其中，所堆叠的金属薄膜包括第一IDT电极指和第二IDT电极指所需要的金属薄膜要素，之后，对第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案，再对第二设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案薄的组成第二IDT电极指的电极图案。由此，通过在一块基本上进行镀膜和铺设光刻胶的处理使得在一个操作流程下得到两种设计好频率的强支撑结构的电极区域，以实现双声表面波滤波器的最优性能。

在其他优选实施方式中，压电衬底可以实现为压电单晶衬底，该方法还包括：首先，在压电单晶衬底的上表面涂覆金属薄膜，之后对金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案，再将压电单晶衬底翻转至下表面朝上，在压电单晶的下表面涂覆金属薄膜，再对金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第二IDT电极指的电极图案，其中，组成第一IDT电极指的电极图案的厚度大于组成第二IDT电极指的电极图案。由此，可以实现具有凹凸的IDT电极结构的压电单晶，可以适配于更多种双声表面波滤波器的选择。

实施例6

本发明的一个具体实施例，如图15所示，提供了又一种双声表面波滤波器的制作方法，该方法包括：

501、对压电衬底注入离子化的元素。

压电衬底可以为钽酸锂、铌酸锂等压电体，向压电体基板的表面注入离子，在压电体基板内在距离表面规定深度的区域中，就可以形成缺陷层。例如，向LiTaO3压电体基板注入H+离子。注入能量为150KeV，剂量为9×1016cm-1。此时，就形成高音速支撑层，在该高音速支撑层中，H+离子分布于距离压电体衬底的表面约1μm左右的深度处。

502、在对压电衬底进行支撑的支撑衬底或压电衬底的至少一侧，形成含有二氧化硅的接合层。

503、将结合层、压电衬底与支撑衬底进行接合生成压电衬底。

之后，再在该压电衬底上利用上述实施例公开的方法进行双声表面波滤波器的制作，从而可以得到具有支撑衬底的双声表面波滤波器。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”表示两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种双声表面波滤波器，其特征在于，所述双声表面波滤波器包括：

压电衬底；

在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件；

所述第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，所述第一滤波元件包括多个第一IDT电极指，所述第一IDT电极指具有第一厚度的第一金属薄膜，多个所述第一IDT电极指沿着声表面波传播方向被安装在所述压电衬底上；

所述第二滤波元件响应于声表面的第二频率，所述第二滤波元件包括多个第二IDT电极指，所述第二IDT电极指具有第二厚度的第二金属薄膜，多个所述第二IDT电极指沿着声表面波传播方向被安装在所述压电衬底上；

所述第一频率与所述第二频率不同；

所述第一厚度与第二厚度不同；

所述第一滤波元件的声表面波传播路径与所述第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

2.根据权利要求1所述的双声表面波滤波器，其特征在于，定义所述第一金属薄膜的第一厚度为H1，所述第二金属薄膜的第二厚度为H2，定义所述第一频率为f1，所述第二频率为f2，定义所述第一频率的频率响应速度为v1，所述第二频率的频率响应速度为v2，其中，所述第一金属薄膜的第一厚度、所述第一频率、所述第一频率的频率响应速度满足：

7％<H1f1/v1<12％；

所述第二金属薄膜的第二厚度、所述第二频率、所述第二频率的频率响应速度满足：

8％<H2f2/v2<13％。

3.根据权利要求1所述的双声表面波滤波器，其特征在于，将滤波元件的占空比定义为多个电极指各自的宽度相对于多个所述电极指各自的宽度和多个所述电极指包含的相邻的电极指的间隔之和的比；

所述第一滤波元件具有第一占空比，所述第二滤波元件具有第二占空比，所述第一占空比与所述第二占空比不同，所述第一占空比是0.2以上且0.7以下，所述第二占空比是0.3以上且0.9以下。

4.根据权利要求1所述的双声表面波滤波器，其特征在于，所述第一IDT电极指具有第一占空比，所述第二IDT电极指具有第二占空比，所述第一IDT电极指和所述第二IDT电极指均设置有金属薄膜结构，所述金属薄膜结构包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层包括Al，第二金属层为Cu、W、Mo、Cr、Ag、Au、Pt、Ga、Nb、Ta、Au、Si、Sc的其中一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的双声表面波滤波器，其特征在于，所述压电衬底为压电单晶衬底，所述压电单晶衬底为钽酸锂或铌酸锂；

所述第一IDT电极指和所述第二IDT电极指形成于所述压电单晶衬底的同一表面。

6.根据权利要求1-4任一所述的双声表面波滤波器，其特征在于，所述压电衬底为压电单晶衬底，所述压电单晶衬底为钽酸锂或铌酸锂，所述单晶压电衬底具有平行设置的第一表面和第二表面，所述第一IDT电极指形成于所述第一表面，所述第二IDT电极指形成于所述第二表面。

7.根据权利要5所述的双声表面波滤波器，其特征在于，所述压电衬底包括：

所述第一滤波元件与所述压电单晶衬底之间的取向角为ψ1，ψ1为0°，所述第二滤波元件与所述压电单晶衬底之间的取向角为ψ2，ψ2位于(-5°，+5°)范围内。

8.根据权利要求5所述的双声表面波滤波器，其特征在于，所述压电衬底包括：

压电单晶薄膜，所述第一滤波元件和所述第二滤波元件位于所述压电单晶薄膜的同一表面上；

接合层，设置于所述压电单晶薄膜远离第一滤波元件的表面上，所述接合层具有正的温度补偿系数；

支撑衬底，设置于所述接合层远离所述压电单晶薄膜的表面上，所述支撑衬底为单晶硅衬底。

9.一种双频组件，具备如权利要求1-8任一所述的双声表面波滤波器，其特征在于，容纳所述双声表面波滤波器的封装结构，所述封装结构与所述双声表面波滤波器通过凸块连接。

10.一种双声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一压电衬底；

利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件；

其中，所述第一滤波元件响应于声表面波的第一频率，所述第一滤波元件包括多个第一IDT电极指，所述第一IDT电极指具有第一厚度的第一金属薄膜，将多个所述第一IDT电极指沿着声表面波传播方向安装在所述压电衬底上；

所述第二滤波元件响应于声表面的第二频率，所述第二滤波元件包括多个第二IDT电极指，所述第二IDT电极指具有第二厚度的第二金属薄膜，将多个所述第二IDT电极指沿着声表面波传播方向安装在所述压电衬底上；

所述第一频率与所述第二频率不同；

所述第一厚度与第二厚度不同；

所述第一滤波元件的声表面波传播路径与所述第二滤波元件的声表面波传播路径平行或相交。

11.根据权利要求10所述的双声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，所述利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件，包括：

将所述压电衬底划分为用于形成第一滤波元件的第一设定区域和用于形成第二滤波元件的第二设定区域；

在所述压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖一层金属薄膜；

对所述第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；

在所述第一IDT电极指和所述第二设定区域覆盖一层金属薄膜；

对所述第二设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案厚的组成第二IDT电极指的电极图案。

12.根据权利要求10所述的双声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，所述利用金属蒸镀法在同一所述压电衬底上设置第一滤波元件和第二滤波元件，包括：

将所述压电衬底划分为用于形成第一滤波元件的第一设定区域和用于形成第二滤波元件的第二设定区域；

在所述压电衬底的第一设定区域和第二设定区域内覆盖多层金属薄膜；

对所述第一设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；

对所述第二设定区域的金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成比第一IDT电极指的电极图案薄的组成第二IDT电极指的电极图案。

13.根据权利要求10所述双声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，所述压电衬底为压电单晶衬底，所述方法还包括：

在所述压电单晶衬底的上表面涂覆金属薄膜；

对所述金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第一IDT电极指的电极图案；

将所述压电单晶衬底翻转至下表面朝上；

在所述压电单晶的下表面涂覆金属薄膜；

对所述金属薄膜铺设光刻胶，利用光刻法剥离多余的光刻胶形成组成第二IDT电极指的电极图案；

其中，组成第一IDT电极指的电极图案的厚度大于组成第二IDT电极指的电极图案。

14.根据权利要求10-13任一项所述的双声表面波滤波器的制作方法，其特征在于，所述压电衬底的制作实现为包括：

对压电衬底注入离子化的元素；

在对所述压电衬底进行支撑的支撑衬底或所述压电衬底的至少一侧，形成含有二氧化硅的接合层；

将所述结合层、所述压电衬底与所述支撑衬底进行接合生成压电衬底。

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