【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及信息電子材料與器件領(lǐng)域，特別是涉及一種鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波（saw）濾波器及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、高性能濾波器是通信產(chǎn)業(yè)的基石。其中，saw濾波器廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和手機(jī)通訊端，在通信領(lǐng)域占據(jù)了極其重要的地位。高品質(zhì)的saw濾波器襯底材料和設(shè)計(jì)，是決定器件性能的核心之一，更是實(shí)現(xiàn)器件后程工藝的基礎(chǔ)。
2、鈮酸鋰晶體由于較高的聲速、壓電系數(shù)和機(jī)電耦合系數(shù)，被作為壓電襯底廣泛應(yīng)用在高頻、大帶寬的saw濾波器中。對(duì)于基本的saw濾波器，主要由襯底材料和兩個(gè)叉指換能器（idts）組成。隨著大尺寸鈮酸鋰晶體的生長(zhǎng)技術(shù)日趨成熟，一般的制作程序是在一定尺寸的襯底上通過(guò)光刻、蒸鍍等工序制作叉指電極，除了上述提及的襯底性質(zhì)外，電極寬度同樣能決定saw濾波器最終的使用頻率。然而，由于商業(yè)化的鈮酸鋰透過(guò)率較高，在光透過(guò)襯底后往往會(huì)在襯底背面產(chǎn)生反射，影響光刻的精度，制約了精細(xì)叉指電極的制作。此外，鈮酸鋰晶體的高熱釋電系數(shù)使得襯底表面容易形成大量靜電荷，在釋放時(shí)極易損傷襯底。
3、為解決上述問(wèn)題，業(yè)界普遍采用“黑化”的方式將鈮酸鋰晶片還原處理成“黑片”，降低其透光率和熱釋電性能（cn106048735b；cn107604443a）。但“黑化”工藝步驟繁瑣，對(duì)襯底均勻性也存在影響，對(duì)于目前更大尺寸（>6英寸）的襯底實(shí)施存在較大考驗(yàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、專(zhuān)利技術(shù)目的：本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前基于鈮酸鋰襯底的saw濾波器存在的前期黑化工藝復(fù)
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采取的技術(shù)方案如下：
3、一種基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，包括：
4、壓電襯底，其為鐵摻雜鈮酸鋰晶片；
5、石墨烯膜，覆蓋于所述壓電襯底之上；
6、叉指換能器，制作在所述石墨烯膜之上，包括叉指電極、短路反射柵和匯流條。
7、本專(zhuān)利技術(shù)濾波器將高質(zhì)量鐵摻雜鈮酸鋰襯底與石墨烯薄膜結(jié)合，摻鐵可提高電導(dǎo)率抑制電荷積累，同時(shí)降低透光率減少漫反射提高光刻精度；結(jié)合石墨烯膜優(yōu)異的導(dǎo)電與導(dǎo)熱性能，可進(jìn)一步消除電荷積累并提高器件散熱性能。
8、具體地，所述的壓電襯底鐵摻雜鈮酸鋰晶片為提拉法或下降法制備的鐵摻雜鈮酸鋰單晶，其中鐵摻雜濃度為0.01～0.1?mol%。
9、具體地，所述的鐵摻雜鈮酸鋰晶片尺寸為2~8英寸，厚度為300～500?μm，切型選自y、15?yx、64?yx、128?yx中的任意一種。
10、具體地，所述的石墨烯膜厚度為0.3～3?nm。
11、具體地，所述的叉指換能器為單層或多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為50~150?nm。
12、具體地，所述的叉指換能器中，叉指電極寬度為1~20?μm，所述叉指電極對(duì)數(shù)大于40，所述短路反射柵對(duì)數(shù)大于20。
13、進(jìn)一步地，本專(zhuān)利技術(shù)還提供上述基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器的制備方法，包括如下步驟：
14、（1）制備鐵摻雜鈮酸鋰晶片；
15、（2）將步驟（1）制備的鐵摻雜鈮酸鋰晶片作為壓電襯底，清洗襯底表面；
16、（3）將石墨烯膜轉(zhuǎn)移至步驟（2）清洗干凈的壓電襯底上；
17、（4）依次采用光刻、蒸鍍或?yàn)R射鍍膜工藝，在石墨烯膜上制備叉指電極、短路反射柵和匯流條，即得。
18、具體地，步驟（1）中，對(duì)鐵摻雜鈮酸鋰晶體依次進(jìn)行極化、定向、滾圓、切割、研磨、拋光等工藝流程，制得鐵摻雜鈮酸鋰晶片；隨后在空氣氣氛中對(duì)鈮酸鋰晶片退火處理，為后續(xù)石墨烯轉(zhuǎn)移提供更為光滑的襯底表面。退火溫度為800～1100?c，退火時(shí)間為2～5h，升溫速率為5～10?c/min，降溫速率為2～5?c/min。
19、具體地，步驟（2）中，在銅箔上采用化學(xué)氣相沉積法制備大面積的石墨烯，然后采用通過(guò)單次或多次轉(zhuǎn)移覆蓋到所述壓電襯底上。
20、具體地，步驟（3）中，所述叉指電極、短路反射柵和匯流條由al、au、cr、ti、pt、ag金屬中的任意一種或兩種以上的合金制備。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果在于：
22、（1）本專(zhuān)利技術(shù)中壓電襯底采用鐵摻雜鈮酸鋰晶片，其中摻鐵的作用類(lèi)似于傳統(tǒng)黑化處理，有效降低了襯底的透過(guò)率，抑制了光刻過(guò)程中的反射現(xiàn)象。
23、（2）本專(zhuān)利技術(shù)在壓電襯底表面引入石墨烯膜，有效抑制了高熱釋電系數(shù)引起的電極損壞問(wèn)題，提高了saw濾波器的穩(wěn)定性和應(yīng)用性能。
24、（3）本專(zhuān)利技術(shù)的saw濾波器具有制作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、手機(jī)通訊端等通信領(lǐng)域的應(yīng)用。
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1.一種基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的壓電襯底鐵摻雜鈮酸鋰晶片為提拉法或下降法制備的鐵摻雜鈮酸鋰單晶，其中鐵摻雜濃度為0.01～0.1?mol%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的鐵摻雜鈮酸鋰晶片尺寸為2~8英寸，厚度為300～500?μm，切型選自Y、15?YX、64?YX、128?YX中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的石墨烯膜厚度為0.3～3?nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的叉指換能器為單層或多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為50~150?nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的叉指換能器中，叉指電極寬度為1~20?μm，所述叉指電極對(duì)數(shù)大于40，所述短路反射柵對(duì)數(shù)大于20。
7.權(quán)利要求1所述基于鐵摻
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，對(duì)鐵摻雜鈮酸鋰晶體依次進(jìn)行極化、定向、滾圓、切割、研磨、拋光，制得鐵摻雜鈮酸鋰晶片；隨后在空氣氣氛中對(duì)鈮酸鋰晶片退火處理，退火溫度為800～1100?C，退火時(shí)間為2～5h，升溫速率為5～10?C/min，降溫速率為2～5?C/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，在銅箔上采用化學(xué)氣相沉積法制備大面積的石墨烯，然后采用通過(guò)單次或多次轉(zhuǎn)移覆蓋到所述壓電襯底上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述叉指電極、短路反射柵和匯流條由Al、Au、Cr、Ti、Pt、Ag金屬中的任意一種或兩種以上的合金制備。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的壓電襯底鐵摻雜鈮酸鋰晶片為提拉法或下降法制備的鐵摻雜鈮酸鋰單晶，其中鐵摻雜濃度為0.01～0.1?mol%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的鐵摻雜鈮酸鋰晶片尺寸為2~8英寸，厚度為300～500?μm，切型選自y、15?yx、64?yx、128?yx中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的石墨烯膜厚度為0.3～3?nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的叉指換能器為單層或多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為50~150?nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵摻雜鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器，其特征在于，所述的叉指換能器中，叉指電極寬度為1~20?μm，所述叉指電極對(duì)數(shù)大...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吉成，暴寧鐘，王帥，張玲潔，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：合烯電子科技江蘇有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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