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表面声波(SAW)滤波器是一种沿着压电基片表面传播声波的滤波器。SAW最基本的结构由一个精确定向的压电晶体衬底和叉指电极换能器(IDT)构成。
📝 主旨内容
SAW的相关信息
中心频率f0
其中:
IDT的作用
IDT的核心作用是能量转换，在输入端把接受的电信号转变成声波，在输出端把接受的声波转变成电信号。
修频(Trimming)
为什么需要修频？
SAW滤波器在制备和使用过程中会因为热应力和重复应力造成Al原子的迁移，从而在纯Al电极和指条上产生一些小凸丘、小孔等微结构，会导致滤波器性能偏移、甚至失效。
1.影响滤波器频率从的因素有哪些？
- IDT叉指电极的对数、长度、宽度、厚度、占空比；
- 压电基片类型、切型；
- 有无质量负载层；
- 设计结构类型
2.修频的方法有哪些？
- 离子体刻蚀
- IDT厚度减薄或加厚：减薄金属膜,可使负载减少声度提升,从而使谐振器频率升高;减小负载介质膜膜厚,提高声波传播速度,进而提高频率
- 覆盖介质膜：沉积介电薄膜而改变晶圆的频率分布，但主要是用于保护器件表面或者改善器件工作频率随温度变化出现频率漂移 (即温漂)现象,由于很难实现分区域沉积不同厚度的介质,因此难以使SAW 晶圆的频率一致性得到很大改善。
- 聚合物质量负载
- 高能离子注入
- 采用化学腐蚀
- 化学机械抛光(CMP)
3.修频设备及修频过程
- Scia Trim 200型离子束刻蚀机台：使用局部离子束刻蚀来精确调整薄膜厚度进而调整SAW滤波器频率。机台的核心部件是一个束集离子束发射与加速器+可精确控制晶圆移动的移动装置。
- 离子束的典型直径为7~15mm，可确保刻蚀时有足够的横向分辨率和高通量。离子束修整使用带正电的氩离子（Ar+)束刻蚀晶圆或者器件的表面，离子束在晶圆某一位置上刻蚀停留的时间决定了其刻蚀量。
- 离子束刻蚀是离子束轰击表面膜层，碰撞后原子蹦出，造成厚度减小，刻蚀量越大，所需时间越长。
4.离子束修频会出现的问题
溅射功率大或者处理时间长时：
- 极易出现晶圆裂片
- IDT-电极连接处电打
- IDT指条间电打现象
5.如何降低碎片，电打等风险
- 降低修频刻蚀时的电流，进而降低功率
- 降低单次刻蚀厚度
📎 参考文章
- 离子束刻蚀技术在SAW滤波器频率修整上的应用