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体声波谐振器

文献发布时间:2023-06-19 09:46:20


体声波谐振器

本申请要求分别于2019年7月31日和2020年3月13日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0093323号和第10-2020-0031588号韩国专利申请的优先权的权益,所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及体声波谐振器。

背景技术

例如,体声波(BAW)滤波器是诸如智能手机、台式PC等前端模块中的核心组件。BAW滤波器允许期望频带的RF信号通过,同时阻挡不期望频带中的信号。随着移动装置市场的最近增长,特别是随着5G通信频带的最近发展,对BAW滤波器的需求正在增加。

为了跟上未来5G通信频带不断增长的市场,BAW滤波器中使用的频率应该更高。在这种情况下,由于谐振器的总厚度应等于垂直波的一半,所以当频率增加时谐振器的总厚度应减小。因此,由于在高频应用中设置在谐振器中的下电极和上电极的厚度变薄,所以当施加相对高的功率时,散热性能可能有问题或者谐振点处的Q性能可能降低,从而劣化谐振器的插入损耗(IL)性能。

为了解决这些问题,可增加谐振器的高宽比,并且可允许电流在谐振器的单轴方向上流动。例如,谐振器的形状的高宽比可增加,并且可允许电流在谐振器的单轴方向上流动,以减小谐振点处的电阻损耗。

然而,当谐振器的高宽比增大时,可能存在Q性能劣化的问题。

发明内容

提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍,并且下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征,也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面,一种体声波谐振器包括:基板;下电极,设置在所述基板上;压电层,至少部分地覆盖所述下电极;以及上电极,至少部分地覆盖所述压电层。在所述体声波谐振器的表面上,所述下电极、所述压电层和所述上电极全部彼此重叠的有效区域的质心与限定所述有效区域的高宽比的矩形的中心对准。所述有效区域具有相对于穿过限定所述高宽比的所述矩形的所述中心的至少一个轴对称的多边形的形状。所述高宽比大于等于2且小于等于10。

限定所述高宽比的所述矩形可以是在接触所述多边形的三个或更多个顶点的矩形中具有最大高宽比的矩形。

所述多边形可以是具有N个角的多边形,其中N是大于等于4的偶数。

所述体声波谐振器还可包括膜层,所述膜层与所述基板一起形成腔。

所述体声波谐振器还可包括蚀刻防止部,所述蚀刻防止部被设置为围绕所述腔。

所述体声波谐振器还可包括牺牲层,所述牺牲层设置在所述蚀刻防止部的外侧。

所述体声波谐振器还可包括插入层,所述插入层至少部分地设置在所述下电极和所述压电层之间。

所述体声波谐振器还可包括钝化层,所述钝化层被设置为暴露所述下电极的一部分和所述上电极的一部分。

所述体声波谐振器还可包括金属焊盘,所述金属焊盘接触所述下电极的暴露部分和所述上电极的暴露部分。

在另一总体方面,一种体声波谐振器包括:基板;下电极,设置在所述基板上;压电层,至少部分地覆盖所述下电极;以及上电极,至少部分地覆盖所述压电层。所述下电极、所述压电层和所述上电极全部彼此重叠的有效区域的质心与限定所述有效区域的高宽比的矩形的中心的第一轴坐标值匹配,并且所述有效区域的质心与限定所述有效区域的高宽比的矩形的中心的第二轴坐标值不匹配。所述第一轴坐标值是相对于限定所述高宽比的矩形的第一轴的坐标值,并且所述第二轴坐标值是相对于限定所述高宽比的矩形的第二轴的坐标值。所述体声波谐振器满足y'/h≤0.067,y'为所述有效区域的质心与所述矩形的中心之间在所述第二轴的方向上的间隔距离,h为所述有效区域在所述第二轴的方向上的长度。

所述有效区域可相对于所述第一轴对称。

限定所述高宽比的矩形可以是在接触所述有效区域的周边形状的三个或更多个顶点的矩形中具有最大高宽比的矩形。

所述体声波谐振器还可包括插入层,所述插入层部分地设置在所述下电极和所述压电层之间。

所述插入层可具有环形。

在另一总体方面,一种体声波谐振器包括:下电极,设置在基板上;压电层,设置在所述下电极上;以及上电极,设置在所述压电层上。所述下电极、所述压电层和所述上电极全部彼此重叠的有效区域的周边具有多边形的形状,所述多边形的形状相对于穿过限定所述多边形的高宽比的矩形的中心的至少一个轴对称。所述多边形的质心与限定所述高宽比的矩形的中心对准。所述高宽比大于等于2且小于等于10。

所述至少一个轴可仅包括一个轴。

所述多边形可以是菱形、六边形和八边形中的任意一个。

所述高宽比可大于等于2.4且小于等于5.6。

限定所述高宽比的矩形可以是在接触所述多边形的三个或更多个顶点的矩形中具有最大高宽比的矩形。

在另一总体方面,一种体声波谐振器包括:下电极,设置在基板上;压电层,设置在所述下电极上;以及上电极,设置在所述压电层上。所述下电极、所述压电层和所述上电极全部彼此重叠的有效区域具有多边形的形状。所述多边形的质心与限定所述多边形的高宽比的矩形的中心的第一轴坐标值匹配,并且所述有效区域的质心与限定所述多边形的所述高宽比的矩形的中心的第二轴坐标值不匹配,所述第一轴坐标值是相对于限定所述高宽比的矩形的第一轴的坐标值,并且所述第二轴坐标值是相对于限定所述高宽比的矩形的第二轴的坐标值。所述体声波谐振器满足y'/h≤0.067,y'为所述有效区域的质心与所述矩形的中心之间在所述第二轴的方向上的间隔距离,h为所述有效区域在所述第二轴的方向上的长度。

所述有效区域可相对于所述第一轴对称。

所述多边形可以是六边形。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求,其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据实施例的体声波谐振器的示意性平面图。

图2是沿图1的线I-I'截取的截面图。

图3是沿图1的线II-II'截取的截面图。

图4是示出非对称多边形的高宽比和质心的示例说明图。

图5是示出限定非对称多边形的高宽比的矩形的示例说明图。

图6是示出根据示例的根据高宽比的体声波谐振器的性能的曲线图。

图7是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为1的示例的示意性平面图。

图8是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。

图9是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。

图10是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。

图11是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为3.0的示例的示意性平面图。

图12是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

图13至图15是示出根据示例的体声波谐振器的示意性平面图,其中,体声波谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状。

图16是根据示例的示出了图13至图15的体声波谐振器的寄生噪声的根据频率的S21的曲线图。

图17是示出根据示例的根据轴对称菱形之间的夹角的每条边的法向量的重叠面积比的曲线图。

图18是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为1的示例的示意性平面图。

图19是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。

图20是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。

图21是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。

图22是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为3.0的示例的示意性平面图。

图23是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

图24是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状并且高宽比为1的示例的示意性平面图。

图25是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。

图26是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。

图27是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。

图28是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为3的示例的示意性平面图。

图29是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

图30是示出体声波谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为2.4的示例的示意性平面图。

图31是示出体声波谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。

图32是示出体声波谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。

图33是示出体声波谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为12.4的示例的示意性平面图。

图34是示出根据示例的根据图30至图33中示出的体声波谐振器的频率的阻抗值的曲线图。

图35是示出根据示例的图30至图33中示出的体声波谐振器的寄生噪声的根据频率的S21的曲线图。

图36是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为2.4的示例的示意性平面图。

图37是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。

图38是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。

图39是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为12.4的示例的示意性平面图。

图40是示出根据示例的根据图36至图39中示出的体声波谐振器的频率的阻抗值的曲线图。

图41是示出根据示例的图36至图39中示出的体声波谐振器的寄生噪声的根据频率的S21的曲线图。

图42是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。

图43是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为4.8的示例的示意性平面图。

图44是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。

图45是示出体声波谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.6的示例的示意性平面图。

图46是示出根据示例的根据图42至图45中示出的体声波谐振器的频率的阻抗值的曲线图。

图47是示出根据示例的示出了图42至图45中示出的体声波谐振器的寄生噪声的根据频率的S21的曲线图。

图48是示出体声波谐振器的示例说明图,其中,体声波谐振器的有效区域具有X轴对称多边形,并且有效区域的质心和限定高宽比的矩形的中心在Y轴方向上彼此间隔开。

图49是示出根据示例的取决于有效区域的质心的间隔比的衰减性能的曲线图。

在所有的附图和具体实施方式中,相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,为了清楚、说明及便利起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本申请的公开内容后,这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是显而易见的。例如,这里所描述的操作顺序仅仅是示例,其并不局限于这里所阐述的顺序,而是除了必须以特定顺序发生的操作之外,可做出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可按照不同的形式实施,并且将不被解释为被这里所描述的示例所限制。更确切地说,提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是显而易见的实施这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些方式。

在此,注意到的是,关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如,关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在其中包括或实现这种特征的至少一个示例或实施例,而所有示例和实施例不限于此。

在整个说明书中,当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,该元件可直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件,或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下,当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,可能不存在介于两者之间的其他元件。

如这里所使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说,这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而,在不脱离示例的教导的情况下,这里所描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了易于描述,这里可使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”、“下”、“在……前方”、“在……后方”以及“在……侧”的空间关系术语,以描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系。这种空间关系术语意图包含除了图中所描绘的方位以外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置翻转,则被描述为“在”另一元件“上方”或“上”的元件于是将“在”另一元件“下方”或“下”。因而,术语“在……上方”根据装置的空间方位包括上方和下方两种方位。又例如,如果图中的装置被翻转,则被描述为相对于另一个元件“前”的元件将相对于另一个元件“后”。因此,根据装置的空间方位,术语“前”涵盖前方位和后方位两者。装置也可其他方式(例如,旋转90度或处于其他方位)定位且这里使用的空间关系术语将得到相应解释。

这里使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差,如图所示的形状可能发生变型。因而,这里所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状,而是包括在制造期间所发生的形状上的变化。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容后将是显而易见的各种方式进行组合。此外,尽管这里所描述的示例具有各种构造,但是在理解本申请的公开内容后将是显而易见的其他构造是可能的。

图1是示出根据实施例的体声波谐振器100的示意性平面图。图2是沿图1的线I-I'截取的截面图。图3是沿图1的线II-II'截取的截面图。

参照图1至图3,体声波谐振器100可例如包括基板110、牺牲层120、蚀刻防止部130、下电极150、压电层160、上电极170、插入层180、钝化层190和金属焊盘195。

基板110可以是硅基板。例如,基板110可以是硅晶片或绝缘体上硅(SOI)型基板。

绝缘层112可形成在基板110的上表面上,并且可将基板110与设置在其上的结构电隔离。另外,当在制造工艺中形成腔C时,绝缘层112可防止基板110被蚀刻气体蚀刻。作为示例,体声波谐振器还包括膜层,膜层与基板110一起形成腔。

在该示例中,绝缘层112可利用二氧化硅(SiO

牺牲层120可形成在绝缘层112上,腔C和蚀刻防止部130可设置在牺牲层120中。例如,可通过在制造工艺中去除牺牲层120的一部分来形成腔C。因此,因为腔C形成在牺牲层120中,所以布置在牺牲层120上的下电极150和其他层可形成为平面或基本上平面。

蚀刻防止部130可沿着腔C的边界设置。蚀刻防止部130可在形成腔C的操作中防止蚀刻进行到超过腔之外的区域。

下电极150的一部分可设置在腔C的上部。此外,下电极150可被配置为输入电极或输出电极,用于分别输入或输出诸如射频(RF)信号等的电信号。

例如,下电极150可利用诸如钼(Mo)或Mo的合金的导电材料形成。然而,下电极不限于利用Mo形成,并且可利用诸如钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)、铬(Cr)等的导电材料或者Ru、W、Ir、Pt、Cu、Ti、Ta、Ni或Cr的合金形成。

压电层160可形成为至少部分地覆盖设置在腔C的上部上的下电极150的一部分。压电层160可以是产生将电能转换为弹性波形式的机械能的压电效应的层,并且可利用氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)或锆钛酸铅(PZT;PbZrTiO

压电层160可包括压电部162和弯曲部164,压电部162设置在通常位于压电层160的中心区域中的平面部分S中,弯曲部164设置在延伸部分E中,延伸部分E设置在平面部分S的外侧。

压电部162可以是直接堆叠在下电极150的上表面上的部分。因此,压电部162可插入在下电极150和上电极170之间,以与下电极150和上电极170一起形成平面形状。

弯曲部164可以是从压电部162向外延伸并且位于延伸部分E中的部分。

弯曲部164可设置在插入层180(将在后面描述)上,并且弯曲部164可形成为具有根据插入层180的形状隆起的形状。因此,压电层160可在压电部162和弯曲部164之间的边界处弯曲,并且弯曲部164可对应于插入层180的厚度和形状而隆起。

弯曲部164可包括倾斜部164a和延伸部164b。

倾斜部164a是例如形成为沿着稍后描述的插入层180的倾斜表面L倾斜的部分。另外,延伸部164b是例如从倾斜部164a向外延伸的部分。

倾斜部164a可形成为平行于插入层180的倾斜表面L,并且倾斜部164a的倾斜角可形成为与插入层180的倾斜表面L的倾斜角θ相同。

上电极170可被形成为至少部分地覆盖压电层160的设置在腔C的上部的部分。上电极170可被配置为输入电极或输出电极,分别用于输入或输出电信号,诸如射频(RF)信号等。例如,当下电极150被配置为输入电极时,上电极170可被配置为输出电极,并且当下电极150被配置为输出电极时,上电极170可被配置为输入电极。

作为示例,上电极170可利用诸如钼(Mo)或Mo的合金的导电材料形成。然而,上电极不限于利用Mo形成,并且上电极170可利用诸如钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)铬(Cr)等的导电材料或者Ru、W、Ir、Pt、Cu、Ti、Ta、Ni或Cr的合金形成。

有效区域是例如下电极150、压电层160以及上电极170全部重叠的区域。

如图1所示,在体声波谐振器100的上表面上(例如,在俯视平面图中),有效区域的质心可与限定有效区域的高宽比的矩形的中心匹配(例如,下电极150、压电层160和上电极170全部彼此重叠的有效区域的质心与限定有效区域的高宽比的矩形的中心对准),并且有效区域可具有相对于穿过限定高宽比的矩形的中心的至少一个轴对称的多边形的形状。例如,多边形是具有N个角的多边形,其中N是大于等于4的偶数。在此,对有效区域的形状的描述描述了谐振器的上表面上的有效区域的整体平面形状或有效区域的周边的平面形状。

在该示例中,将更详细地描述高宽比的定义和限定高宽比的矩形的定义。

图4是示出非对称多边形的高宽比和质心的示例说明图。

参照图4,多边形中的高宽比可被定义为接触多边形的三个或更多个顶点的矩形的短轴和长轴的比率。例如,高宽比(AR)=h/b。

例如,在非对称多边形的情况下,如图4所示,可绘制接触三个顶点的矩形。如图4所示,当高宽比接近1时,接触多边形的矩形的中心(x,y)可几乎匹配多边形的质心(x',y'),但随着高宽比增大,矩形的中心(x,y)可越来越不匹配多边形的质心(x',y')。

图5是示出限定非对称多边形的高宽比的矩形的示例说明图。

如图5所示,接触非对称多边形的三个或更多个顶点的矩形可根据同一多边形的旋转角度被示出为各种类型的矩形。限定高宽比的矩形将被定义为在图5所示的各种类型的矩形中具有最大高宽比的矩形。例如,以0°的旋转角接触多边形的矩形可被定义为限定高宽比的矩形。

根据示例,高宽比可例如大于等于2且小于等于10。例如,如图6所示,可以理解,峰值插入损耗(Peak_IL)随着高宽比(AR)的增大而改善,并且寄生噪声也随着高宽比(AR)的增大而改善。

例如,随着高宽比(AR)增大,谐振点处的电阻损耗可减小。例如,可以理解,当高宽比大于2时,峰值插入损耗(Peak_IL)改善到约-0.06dB,并且当高宽比大于3时,峰值插入损耗(Peak_IL)改善到约-0.05dB。

另外,随着高宽比(AR)增大,从每一侧反射的谐波模式与谐振模式的重叠可减小,以改善寄生噪声。例如,可以理解,当高宽比大于2时,寄生噪声可小于0.08dB,并且当高宽比大于3时,寄生噪声可小于0.07dB。

作为示例,当有效区域具有菱形的形状,并且有效区域的高宽比(AR)为10或更大时,菱形中的夹角可能变得非常窄。也就是说,在菱形中具有公共顶点的边之间的至少一个角度可以是非常窄的。在这种情况下,谐波模式的重叠可能增加或者谐振本身可能不被顺利地驱动。

再次参照图2和图3,插入层180可设置在下电极150与压电层160之间。插入层180可利用诸如二氧化硅(SiO

另外,插入层180的至少一部分可设置在压电层160与下电极150之间。作为示例,插入层180可具有环形形状。

钝化层190可形成在不包括下电极150和上电极170的部分的区域中。钝化层190可防止在体声波谐振器100的操作期间对上电极170和下电极150的损坏。

作为示例,钝化层190可利用包含氮化硅(Si

金属焊盘195可形成在下电极150上和上电极170的其上未形成钝化层190的部分上。作为示例,金属焊盘195可利用诸如金(Au)、金-锡(Au-Sn)合金、铜(Cu)、铜-锡(Cu-Sn)合金、铝(Al)、铝合金等的材料制成。例如,铝合金可以是铝-锗(Al-Ge)合金。

如上所述,由于有效区域具有轴对称菱形的形状,因此可改善谐振驱动期间的Q性能。另外,由于有效区域具有轴对称形状,所以可降低寄生噪声。

图7是示出体声波谐振器(下文中,“谐振器”)的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为1的示例的示意性平面图。图8是示出谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。图9是示出谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。图10是示出谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。图11是示出谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为3.0的示例的示意性平面图。图12是示出谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

如图7至图12所示,可以看出,当谐振器的有效区域在谐振器的上表面上具有菱形的形状时(例如,在俯视平面图中),菱形的质心与限定菱形/有效区域的高宽比的矩形的中心匹配。

图13至图15是示出根据示例的谐振器的示意性平面图,其中,谐振器的有效区域具有轴对称菱形的形状。

在以下描述中,对菱形的夹角的引用描述菱形的夹角中的最小夹角。

图13所示的谐振器(AR 1.0)是菱形的夹角θ为90°并且菱形的高宽比为1的示例。在这种情况下,在每条边上的法向量的重叠面积(OA)可等于菱形的总面积(的100%)。

另外,图14所示的谐振器(AR 1.7)是菱形的夹角θ为60°且菱形的高宽比为1.7的示例。在这种情况下,每条边上的法向量的重叠面积(OA)可以是菱形的总面积的50%。

另外,图15所示的谐振器(AR 3.8)是菱形的夹角θ为26°并且菱形的高宽比为3.8的示例。在这种情况下,每条边上的法向量的重叠面积(OA)可以是菱形的总面积的12%。

如图16所示,谐振器的寄生噪声在AR 1.0的示例中可以是最大的,在AR1.7的示例中可小于AR 1.0的情况,并且在AR 3.8的示例中可以是最小的。

因为高宽比影响谐波模式与谐振模式的重叠量,所以寄生噪声根据具有菱形的形状的有效区域中的高宽比而改变。例如,在高宽比接近1.0的菱形的相对边平行布置的情况下,可能发生从各边反射的谐波模式与谐振模式的100%重叠,并且寄生噪声可能增加。

当高宽比增加时,菱形的相对边可平行地布置,但是每条边上的法向量的重叠面积(OA)的大小可相对地减小。在这种情况下,可减少从每条边反射的谐波模式与谐振模式的重叠。结果,在具有相对大的高宽比的轴对称多边形结构的情况下,通过该原理可降低寄生噪声。

例如,如图17所示,由于在轴对称菱形中每条边的长度可相同,因此可以看出,每条边的法向量的重叠面积比可根据菱形的夹角θ的值而改变。另外,为了减少寄生噪声,菱形的夹角θ可以是30°或更小。

当菱形的夹角θ为30°时,每条边的法向量的重叠面积比可为13.4%,并且在这种情况下,轴对称菱形的高宽比可为3.7。

下面的表1示出了图13至图15的谐振器的示例性能特性。

表1

在图13至图15所示的谐振器中,在图13所示的具有3.8的高宽比的谐振器的情况下,可以理解,谐振点处的插入损耗性能可显著改善,如上表1所示。这表明谐振点处的电阻损耗相对较小。在该示例中,“IL”指的是在谐振点处的幅度S21的最大值,并且“Attn.”指的是在反谐振点处的幅度S21的最小值。

图18是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为1的示例的示意性平面图。图19是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。图20是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。图21是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。图22是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为3.0的示例的示意性平面图。图23是示出谐振器的有效区域具有轴对称六边形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

如图18至图23所示,可以看出,当谐振器的有效区域在谐振器的上表面上具有六边形的形状时(例如,在俯视平面图中),六边形的质心与限定六边形/有效区域的高宽比的矩形的中心匹配。

如上所述,即使当轴对称六边形具有相对高的高宽比时,也可保持对称性以改善谐振驱动期间的Q性能。此外,在具有相对高的高宽比的六边形中,由于六边形的上边和下边的添加可能增加设计变量,所以可增加设计自由度以进一步减小谐振点电阻。在这种情况下,六边形的上侧边和下侧边可彼此平行,但是当形成具有相对高的高宽比的六边形时,六边形的上边和下边之间的距离可更长,以减小上边和下边对彼此的影响,从而抑制寄生噪声性能的劣化。

图24是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为1的示例的示意性平面图。图25是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形且高宽比为1.5的示例的示意性平面图。图26是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为2.0的示例的示意性平面图。图27是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为2.5的示例的示意性平面图。图28是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为3的示例的示意性平面图。图29是示出谐振器的有效区域具有轴对称八边形的形状且高宽比为3.5的示例的示意性平面图。

如图24至图29所示,可以看出,当谐振器的有效区域在谐振器的上表面上具有八边形的形状时(例如,在俯视平面图中),八边形的质心与限定八边形/有效区域的高宽比的矩形的中心匹配。

如上所述,即使当轴对称八边形具有相对高的高宽比时,也可保持对称性以改善谐振驱动期间的Q性能。此外,由于可进一步减小每条边(诸如八边形的上边和下边)上的法向量的重叠面积,因此高高宽比的八边形有利于改善寄生噪声性能。

图30是示出谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为2.4的示例的示意性平面图。图31是示出谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。图32是示出谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。图33是示出谐振器的有效区域具有非对称多边形的形状且高宽比为12.4的示例的示意性平面图。

可在图34所示的曲线图中看出根据图30至图33所示的谐振器的频率的阻抗值的示例。可在图35所示的曲线图中看出图30至图33所示的谐振器的寄生噪声的示例。如图35所示,可以理解,在图33所示的具有10或更小的高宽比的谐振器中,寄生噪声大大劣化。

如下面的表2所示,可以理解,随着高宽比增加,谐振点处的电阻损耗可减小以改善插入损耗,但是kt

表2

图36是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为2.4的示例的示意性平面图。图37是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。图38是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。图39是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为12.4的示例的示意性平面图。

可在图40所示的曲线图中看出根据图36至图39所示的谐振器的频率的示例阻抗值。可在图41中示出的曲线图中看出图36至图39中示出的谐振器的示例寄生噪声。如图41所示,可以理解,在图39所示的具有10或更小的高宽比的谐振器中,寄生噪声大大劣化。

表3

如表3所示,可以理解,轴对称多边形谐振器的插入损耗(IL)、kt

与在相对高高宽比结构中的非对称多边形谐振器相比,改善的性能可归因于Q性能通过轴对称多边形谐振器的更顺利的谐振驱动的改善。另外,如表3所示,当轴对称多边形谐振器的高宽比为12.4时,与非对称多边形谐振器的性能相比,可改善寄生噪声性能。

图42是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为3.8的示例的示意性平面图。图43是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为4.8的示例的示意性平面图。图44是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.1的示例的示意性平面图。图45是示出谐振器的有效区域具有轴对称多边形的形状且高宽比为5.6的示例的示意性平面图。

图42所示的谐振器是夹角θ为26°且一条边的长度为130μm的示例,图43所示的谐振器是夹角θ为13°且一条边的长度为130μm的示例。

另外,图44所示的谐振器是夹角θ为19°且一条边的长度为150μm的示例,图45所示的谐振器是夹角θ为15°且一条边的长度为150μm的示例。

可在图46所示的曲线图中看出根据图42至图45所示的谐振器的频率的示例阻抗值。可在图47所示的曲线图中看出图42至图45所示的谐振器的示例寄生噪声。

下面的表4示出了图42至图45的谐振器的示例性能特性。

表4

参照表4,当比较图42所示的谐振器的性能和图43所示的谐振器的性能时,可以理解,图43所示的谐振器具有改善的插入损耗(IL)性能和衰减性能。另外,当比较图44所示的谐振器的性能和图45所示的谐振器的性能时,可以理解,图45所示的谐振器具有改善的插入损耗(IL)性能和衰减性能。

图48是示出谐振器的示例说明图,其中,谐振器的有效区域具有X轴对称多边形的形状,并且有效区域的质心和限定高宽比的矩形的中心在Y轴方向上彼此间隔开。图49是示出根据示例的根据有效区域的质心的间隔比的衰减性能的曲线图。

如图48所示,谐振器的上表面上的有效区域的质心(例如,在俯视平面图中)与限定有效区域的高宽比的矩形的中心不匹配。可以看出,有效区域的质心的X轴(例如,第一轴)的坐标值可与限定有效区域的高宽比的矩形的中心的X轴的坐标值匹配,并且有效区域的质心的Y轴的坐标值可与限定有效区域的高宽比的矩形的中心的Y轴(例如,第二轴)的坐标值不匹配。

另外,根据实施例的体声波谐振器可满足y'/h<0.067,其中y'是有效区域的质心与矩形的中心之间在Y轴方向上的间隔距离,并且h是有效区域在Y轴方向上的长度。例如,如图49所示,可以理解,当y'/h的值大于0.067时,衰减性能可能快速劣化。此外,可以理解,当y'/h的值小于等于0.067时,即使在有效区域的对称性稍微错误的情况下,衰减性能也不会显著劣化。

即使当有效区域具有相对高的高宽比时,也可改善谐振点处的电阻损耗和寄生噪声性能,并且还可改善Q性能。

虽然本公开包括具体示例,但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神及范围的情况下,可对这些示例作出形式和细节上的各种变化。这里所描述的示例将仅被理解为描述性意义,而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被视为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术,和/或如果按照不同的形式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。另外,各个实施例可彼此组合。因此,本公开的范围并不通过具体实施方式限定,而是通过权利要求及其等同物限定,在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被理解为包括在本公开中。

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06120112290051