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新材料技术

声表面波器件是移动通讯、物联网发展的核心器件。目前国际上声表滤波器技术正在朝着小体积、高功率、高频率和高稳定等几个方向发展。而在声表面波滤波器研发制备方面，我国与国外仍有不少差距。因此，加快自主知识产权的声表面波高端芯片材料、制备、产业化技术研发，对移动通讯和智能制造领域的发展以及国防安全具有重大意义。 　　项目开展了声表面波滤波器用高功率耐受性叉指换能器电极材料、温 度补偿材料及高性能声表面波器件制备技术的研究。突破了高性能声表面 波器件的设计与微纳尺度精准加工技术；研发出 2-3 种高性能的叉指换能 器材料、抑制温度漂移的材料和高性能压电薄膜材料；攻克了高频声表面 波滤波器功率耐受性和温度补偿控制难题。基于上述材料与技术突破，研 制出 6 GHz 以上声表面波滤波器件。建立具有自主知识产权的高频声表面 波材料与器件体系，推动高世代移动通讯的发展。

（1）应用多层膜界面工程原理，研究了压电衬底与换能器电极材料间耦 合效应，阐明了换能器材料受高频交变应力条件下电迁移规律，发展出多种具 有强（111）织构的高性能多层结构换能器材料，成功地解决了随着滤波器频 率不断提高、声表面波的重复应力急剧增加，因换能器电迁移而导致器件损坏 的难题。器件抗电迁移能力提高 10 倍，滤波器功率从 25dBm 提升至 35dBm （功率提升 10 倍），已成为国际高功率滤波器的主流方案。（2）采用谱域分析、边界元等方法模拟衬底与叉指换能区物性，结合格 林函数方法，研究复合结构声波传播特性，突破叉指换能器耦合模/全波分析 设计关键技术，设计制备了温度补偿器件。突破了非均匀温度补偿薄膜制备技 术，研发出非均匀叉指换能区大面积沉积均匀厚度的温度匹配与补偿多层薄 膜设计与制备的技术，将传统器件温漂系数-40~-80 ppm/°C 降低到 10 ppm/°C ，解决频率随温度漂移的难题（3）突破了高性能声表面波器件的设计与微纳尺度精准加工技术，攻克 了换能器分层分剂量曝光与干法刻蚀难题，设计研究出高频 6GHz 滤波器，器件尺寸减小至 0.8mm×0.6mm。

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