1 引言
　　隨著晶片材料和半導體工藝技術(shù)水平的快速發(fā)展，本文作者通過扇型結(jié)構(gòu)聲表面波換能器的拓撲設(shè)計，晶片材料和制作工藝流程的優(yōu)化設(shè)計，研制出S、C波段聲表面波（SAW）微波延遲線，它比聲體波（BAW）微波延遲線的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝流程更加簡單，體積更小，延時精準度高、一致性好、可靠性高，更適合量產(chǎn)。可廣泛應(yīng)用于雷達、電子對抗、高度計、通信、引信、信號處理器、目標模擬、微波信號存儲和鑒頻等系統(tǒng)中。在空間設(shè)備中應(yīng)用具有強抗輻照能力。
　　2 SAW微波延遲線基本工作原理
　　SAW微波延遲線的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所示，它由壓電晶片、輸入/輸出叉指換能器（IDT）、金屬屏蔽條和反射吸聲層組成。其工作原理是當電信號加載到輸入換能器后， 利用逆壓電效應(yīng)將電信號轉(zhuǎn)換成聲信號并以聲的速度（比電磁信號慢105）沿晶片表面?zhèn)鞑ヒ欢尉嚯x，經(jīng)輸出換能器接收，利用壓電效應(yīng)把聲信號還原成電信號，形成電信號的延遲。顯然改變兩個換能器間的相對距離，就可得到不同延遲時間的電信號，金屬屏蔽柵條用于輸入/輸出換能器間的電磁屏蔽，吸聲層用于吸收聲波反射。
　　
　　圖1 SAW微波延遲線的基本結(jié)構(gòu)示意圖
　　3 SAW微波延遲線的研制
　　3.1 扇形拓撲IDT結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　SAW延遲線要實現(xiàn)微波頻段的工作頻率、寬的工作帶寬、高的三次渡越抑制、低的插入損耗和小的帶內(nèi)波動， 關(guān)鍵是IDT設(shè)計。根據(jù)工程項目的應(yīng)用要求，同時考慮到溫度（-55℃～＋85℃）變化可能引起的漂移，以及工藝過程可能帶來的誤差，我們建立了一種扇形拓撲IDT的理論模型，經(jīng)仿真優(yōu)化確定了IDT拓撲設(shè)計新結(jié)構(gòu)，從研制出的幾種SAW微波延遲線試驗結(jié)果和最終產(chǎn)品測試結(jié)果證明，這種新結(jié)構(gòu)設(shè)計完全實現(xiàn)了項目要求的S、C波段工作頻率，寬的工作帶寬（200～500MHz），延時時間（0.05～3us），三次渡越抑制（40dB～55dB）和直通抑制（30dB～45dB）等指標要求。
　　3.2 晶片材料選擇（2～4英寸圓晶片）
　　由于表面聲波是沿晶片表面?zhèn)鞑?，所以在晶片材料的選擇上對其表面狀態(tài)的要求很高。對工作在微波頻段的SAW器件來講，在工藝制作過程中晶片材料的透光性可導致晶片背面形成漫散射，從而降低光刻襯度，導致失真的線寬，至使工作頻率、帶寬等性能產(chǎn)生偏差，同時IDT的指間隔非常小（1/4λ），很容易受到靜電釋放影響，導致IDT的燒毀。為此我們選用了具有弱熱釋電效應(yīng)的2～4英寸標準晶片見圖2，有效解決了靜電釋放導致IDT燒毀和晶片開裂現(xiàn)象，同時光的漫散射也得到了有效抑制，成品率大幅提高。