一种声表面波谐振器及其制作方法、滤波器
文献发布时间:2024-04-18 19:59:31
技术领域
本发明涉及声表面波谐振器技术领域,尤其涉及一种声表面波谐振器及其制作方法、滤波器。
背景技术
对于任何一种类型的SAW谐振器而言,横向传播的声波导致谐振器出现横向谐振模,即在通带内及通带附近出现杂波,该杂波会增大器件损耗,使品质因数Q值出现大幅度波动,降低谐振器、滤波器的性能。
针对如何在声表面波谐振器中抑制横向杂散模式,可以增加声速突变部,通过在电极指末端等位置增加能够改变声速的突变结构,实现抑制横向模式的效果,不过由于光刻工艺所限,声速突变部的形成往往受到尺寸限制,造成器件占用面积过大,同时也可能发生声波衍射;还可以增加假指,即通过在电极指对侧的汇流条上增加假指(dummy finger),来改变声速从而抑制横向模式,但是假指的横向模式抑制效果不佳,同时也会增加声学器件所占用的面积。
因此,如何在声表面波谐振器中抑制横向杂散模式的同时减小声学器件的占用面积,是本技术方案所要解决的关键问题。
发明内容
为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题,本发明的目的在于提供一种声表面波谐振器及其制作方法、滤波器,可以在抑制横向杂散的能量损耗,提高谐振器的性能的同时,减小声学器件的占用面积。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种声表面波谐振器,包括
压电衬底;
位于所述压电衬底沿第三方向一侧表面的叉指结构层;所述叉指结构层包括在第一方向上相对设置的第一汇流条和第二汇流条,以及位于所述第一汇流条和所述第二汇流条上交叉排布的指条;所述第一汇流条上的指条在第二方向上间隔排布,所述第二汇流条上的指条在第二方向上间隔排布;所述第一方向和第二方向平行于所述压电衬底表面,所述第一方向和第二方向互相垂直;其特征在于,
每个所述指条的末端设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述指条的边界,所述电极附加结构被设置在所述指条的第一表面或第二表面,所述第一表面为所述指条远离所述压电衬底的一侧,所述第二表面为所述指条靠近压电衬底的一侧;
所述指条上与相邻指条的末端的电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述指条的边界。
进一步的,每个所述指条的多个电极附加结构在第一方向上的宽度不同,和/或在第二方向上的宽度不同。
进一步的,所述电极附加结构的材质包括Cu或Pt。
进一步的,所述指条的材质包括Cu或Al。
进一步的,相邻电极附加结构的内间距为外间距的0.1~0.9倍。
进一步的,还包括位于所述叉指结构层两侧的一对反射栅,所述反射栅具有多个栅条,在所述栅条上与所述电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述栅条的边界。
进一步的,所述叉指结构层还包括假指,所述假指和所述指条在所述第一汇流条和所述第二汇流条上交替排布,第一汇流条上的指条与第二汇流条上的假指一一对应,第二汇流条上的指条与第一汇流条上的假指一一对应,相对应的所述指条和所述假指位于同一直线上,且所述指条和所述假指之间具有间隙;
所述假指的末端也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述假指的边界。
第二方面,本发明实施例提供了一种声表面波谐振器的制作方法,包括
提供压电衬底;
在压电衬底一侧形成叉指结构层,所述叉指结构层包括在第一方向上相对设置的第一汇流条和第二汇流条,以及位于所述第一汇流条和所述第二汇流条上交叉排布的指条;所述第一汇流条上的指条在第二方向上间隔排布,所述第二汇流条上的指条在第二方向上间隔排布;所述第一方向和第二方向平行于所述压电衬底表面,所述第一方向和第二方向互相垂直;
其特征在于,还包括:
在每个所述指条的末端形成至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述指条的边界,所述电极附加结构在所述指条的第一表面或第二表面,所述第一表面为所述指条远离所述压电衬底的一侧,所述第二表面为所述指条靠近压电衬底的一侧;
在所述指条上与相邻指条的末端的电极附加结构对应的部位也形成至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述指条的边界。
进一步的,每个所述指条的末端的多个电极附加结构在第一方向上的宽度不同,或在第二方向上的宽度不同。
进一步的,所述电极附加结构的材质包括Cu或Pt。
进一步的,所述指条的材质包括Cu或Al。
进一步的,相邻电极附加结构的内间距为外间距的0.1~0.9倍。
进一步的,还包括
在压电衬底一侧形成反射栅,所述反射栅沿第二方向分布在所述叉指结构层的两侧,所述反射栅具有多个栅条,在所述栅条上与所述指条对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述栅条的边界。
进一步的,所述叉指结构层还包括假指,所述假指和所述指条在所述第一汇流条和所述第二汇流条上交替排布,第一汇流条上的指条与第二汇流条上的假指一一对应,第二汇流条上的指条与第一汇流条上的假指一一对应,相对应的所述指条和所述假指位于同一直线上,且所述指条和所述假指之间具有间隙;
所述假指的末端也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,所述电极附加结构在第三方向上的投影不超过所述假指的边界。
第三方面,本发明实施例提供了一种滤波器,所述滤波器包括上述任一声表面波谐振器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过在指条的末端,以及在指条与相邻的指条末端对应的部位设置电极附加结构降低该区域的声速,并且对主声学模式传播方向以外的其他方向的声波,在声速交界面处产生反射从而耗散其能量,从而实现了横向杂散模式的去除;
电极附加结构的宽度在第一方向和/或第二方向上不一致,电极附加结构之间的间隙不一致,可以引入更多的声速的不连续性,从而更进一步抑制横向杂散模式,提高谐振器的性能;
由于电极附加结构都是在压电衬底的第三方向上设置,不用额外增加声学器件的占用面积。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的结构俯视图;
图3为本发明实施例提供的一种剖面线的示意图;
图4为本发明实施例提供的一种垂直于声波传播方向上声速改变的示意图;
图5为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器的结构俯视图;
图7为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图;
图8为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器的结构俯视图;
图10为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图;
图11为本发明实施例提供的一种带有反射栅的声表面波谐振器的结构俯视图;
图12为本发明实施例的电极附加结构埋入指条下方的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的一种电极附加结构埋入指条下方的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图;
图14为本发明实施例提供的一种TC-SAW谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图15为本发明实施例提供的一种TF-SAW谐振器在垂直截面上的结构示意图;
图16为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
声表面波(SAW)谐振器及滤波器是一种广泛应用于射频领域的声学器件,集较低的插损和良好的抑制性能于一体,同时体积也较小,主要利用压电效应将电能和机械能互相转换,用于组合对信号传输实现选通特性。
但是,对于无论哪一种类型的SAW谐振器而言,横向传播的声波导致谐振器会出现横向谐振模,即出现在通带内及通带附近的杂波,该杂波会增大器件损耗,使品质因数Q值出现大幅度波动,降低谐振器、滤波器的性能。
针对如何在声表面波谐振器中抑制横向杂散模式,可以增加声速突变部,通过在电极指末端等位置增加能够改变声速的突变结构,实现抑制横向模式的效果,不过由于光刻工艺所限,声速突变部的形成往往受到尺寸限制,造成器件占用面积过大,同时也可能发生声波衍射;还可以增加假指,即通过在电极指对侧的汇流条上增加假指(dummy finger),来改变声速从而抑制横向模式,但是假指的横向模式抑制效果不佳,同时也会增加声学器件所占用的面积。
因此,如何在声表面波谐振器中抑制横向杂散模式的同时减小声学器件的占用面积,是本技术方案所要解决的关键问题。
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明实施例提供了一种声表面波谐振器及制作方法,下面分别进行详细说明。
第一方面,本发明实施例提供了一种声表面波谐振器。
实施例一:
如图1所示,图1为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图,包括
压电衬底101;
叉指结构层102;
至少两个电极附加结构103;
与图1相应的,如图2所示,图2为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的结构俯视图。
叉指结构层202,位于压电衬底201沿第三方向一侧表面,包括在第一方向上相对设置的第一汇流条2021和第二汇流条2022,以及位于第一汇流条2021和所述第二汇流条2022上交叉排布的指条2023;第一汇流条2021上的指条2023在第二方向上间隔排布,第二汇流条2022上的指条2023在第二方向上间隔排布;第一方向和第二方向平行于压电衬底201表面,第一方向和第二方向互相垂直。
至少两个电极附加结构203,位于叉指结构层202远离压电衬底201的一侧,每个指条2023的末端设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构203,电极附加结构203在第三方向上的投影不超过指条2023的边界;
指条2023上与相邻指条的末端的电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构203,电极附加结构203在第三方向上的投影不超过指条2023的边界。
上述“第一方向”是指与指条平行的方向,“第二方向”是指与第一汇流条/第二汇流条平行的方向,“第三方向”是指垂直于压电衬底201任一表面所在平面的方向。
需要说明的是,图1示出的截面结构是“示意图”,因为需要在一幅图中同时表征汇流条、电极指条等结构特征,因此图1相当于是合成了两幅垂直截面图的特征部分。
如图3所示,图3为本发明实施例提供的一种剖面线的示意图。图3中包含两条剖面线,分别是AA’和BB’,沿着这两条剖面线截得的剖视图相组合,构成了图1所示的垂直截面示意图。
压电衬底201,其材料可采用石英、氮化铝、LN(铌酸锂,LiNbO3)、LT(钽酸锂,LiTaO3)等等,本发明对此不作限定,优选铌酸锂或钽酸锂材质,这种材质具有优良的压电效应和机电耦合效应等优势,被广泛运用于声表面波器件中。
叉指结构层202,叉指结构层202沉积于压电衬底201上,是构成声表面波谐振器最基本的单元,包括在第一方向上间隔相对设置的第一汇流条2021和第二汇流条2022,以及第一汇流条2021和第二汇流条2022上的指条2023。
以图1和图2为例,每个指条2023的末端都设置有三个电极附加结构,相邻电极附加结构之间具有一定的间隔,电极附加结构在第三方向上的投影不超过指条2023的边界;每个指条与相邻指条的末端对应的部位也设置有三个电极附加结构。
需要说明的是,对于每根指条而言,两端的电极附加结构的数量并不一定相等,也并不一定对称设置,只需保证位于同一根汇流条的指条上的电极附加结构在第二方向(即平行汇流条的方向)上保证处于同一直线即可;
其中,电极附加结构之间的间隙宽度可以不一致;指条的材质可以优选使用Cu或Al等金属材料;电极附加结构的材质优选密度较大、电阻率较低的金属,例如Pt或Cu等金属材料,从而在不影响指条性能的情况下,通过金属的质量加载效应降低该区域的声速。
通过改变声速,产生活塞模式(Piston Mode)效果,使得谐振器在平行指条方向上产生界限明显的不同声速区域,从而抑制该方向上杂波的谐振。
声波是一种典型的弹性波,弹性波在物质中传播时,遇到不同介质的交界面(即不同声速区域)会对传播方向不平行于交界面方向的波产生反射,可以避免杂模形成谐振,从而避免了能量耗散。所以通过设置电极附加结构降低该区域的声速,并且对主声学模式传播方向以外的其他方向的声波,在声速交界面处产生反射从而耗散其能量,从而实现了横向杂散模式的去除。
如图4所示,图4为本发明实施例提供的一种垂直于声波传播方向上声速改变的示意图。图4中,指条和汇流条之间空隙部分的声速是最高的,汇流条会降低声速;而电极附加结构由于是金属材质,可以降低声速,所以电极附加结构所在区域的声速低于两侧没有被电极附加结构覆盖的指条部分;声速呈现出更多的不连续性,从而进一步抑制杂散模式带来的能量耗散。
实施例二:
在实施例一的基础上,每个指条的末端的多个电极附加结构在第一方向上的宽度不同。
如图5所示,图5为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图。
与实施例一不同在于,电极附加结构501在指条方向上的宽度不一致,从而使得指条末端区域的电容产生变化的范围不同,引入更多的不连续性,使得声阻抗差异的范围有所不同,从而更好地抑制杂散模式带来的能量耗散。
与图5相应的,如图6所示,图6为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器的结构俯视图。
电极附加结构601在指条方向上的宽度不一致,以左侧第一根指条6021为例,指条末端部位的三个电极附加结构6011的宽度从下往上越来越大,与指条末端相向的部位设置的三个电极附加结构6012的宽度从上往下越来越大;但需要说明的是,电极附加结构的宽度不是必须要呈现递增或递减的趋势,只要保证宽度不一致即可。
如图7所示,图7为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第一方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图。图7中,指条和汇流条之间空隙部分的声速是最高的,汇流条会降低声速;而电极附加结构由于是金属材质,可以降低声速,所以电极附加结构所在区域的声速低于两侧没有被电极附加结构覆盖的指条部分;并且由于电极附加结构沿指条方向的宽度不同,降低声速的效果也不同,声速呈现出更多的不连续性,从而进一步抑制杂散模式带来的能量耗散。
实施例三:
在实施例一的基础上,每个指条的末端的多个电极附加结构在第二方向上的宽度不同。
如图8所示,图8为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图。
与实施例一不同在于,电极附加结构在垂直于指条方向上的宽度不一致,可以引入电容变化的更多的不连续性,形成不均匀变化的声阻抗差异区域,使得声速的变化大小也存在不同,以进一步地抑制杂散模的激发。需要说明的是,由于平行于指条方向上的宽度一致,所以按照左视图的截面得到的图8与图1没有区别,但实际上垂直于指条方向上的宽度是不一致的。
与图8相应的,如图9所示,图9为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器的结构俯视图。
电极附加结构901在垂直于指条方向上的宽度不一致,以左侧第一根指条9021为例,指条末端部位的三个电极附加结构9011的宽度从下往上越来越小,与指条末端相向的部位设置的三个电极附加结构9012的宽度从上往下越来越小;但需要说明的是,电极附加结构的宽度不是必须要呈现递增或递减的趋势,只要保证宽度不一致即可。
如图10所示,图10为本发明实施例提供的一种电极附加结构在第二方向上宽度不一致的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图。图10中,指条和汇流条之间空隙部分的声速是最高的,汇流条会降低声速;而电极附加结构由于是金属材质,可以降低声速,所以电极附加结构所在区域的声速低于两侧没有被电极附加结构覆盖的指条部分;并且由于电极附加结构沿垂直于指条方向的宽度不同,降低声速的效果也不同,声速呈现出更多的不连续性,从而进一步抑制杂散模式带来的能量耗散。
实施例四:
在实施例一的基础上,每个指条的末端的多个电极附加结构在第一方向上和第二方向上的宽度均不同。
与实施例一不同在于,电极附加结构在垂直于指条方向上的宽度不一致,在平行于指条方向上的宽度也不一致,可以引入电容变化的更多的不连续性,形成不均匀变化的声阻抗差异区域,使得声速的变化大小也存在不同,以进一步地抑制杂散模的激发。
实施例五:
在上述实施例一至实施例四中任一实施例的基础上,声表面波谐振器还包括位于叉指结构层两侧的一对反射栅,反射栅具有多个栅条,在栅条上与电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,电极附加结构在第三方向上的投影不超过指条的边界。
如图11所示,图11为本发明实施例提供的一种带有反射栅的声表面波谐振器的结构俯视图。
叉指结构层1101两侧都设置有反射栅1102,反射栅1102具有多个栅条11021,栅条11021上电极附加结构1103的布局方式与指条11011上的电极附加结构1103相同,可以采用实施例一至实施例四中任意一种电极附加结构的设置结构。反射栅可以反射声波从而帮助主声学模式传播方向的声波形成更好的谐振,从而提高谐振器的传输性能,而在反射栅的栅条上设置电极附加结构,同样可以进一步抑制杂散模式的能量耗散。
实施例六:
在上述实施例一至实施例四中任一实施例的基础上,叉指结构层还包括假指,假指和指条在第一汇流条和第二汇流条上交替排布,第一汇流条上的指条与第二汇流条上的假指一一对应,第二汇流条上的指条与第一汇流条上的假指一一对应,相对应的指条和假指位于同一直线上,且指条和假指之间具有间隙;
假指的末端也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,电极附加结构在第三方向上的投影不超过假指的边界。
对于本身带有假指结构的声表面波谐振器,同样可以利用实施例一至实施例四中任一实施例的设置方式在指条上设置电极附加结构,并且在假指末端上也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,位于同一侧汇流条的假指上的电极附加结构在第二方向上处于同一直线,假指上的电极附加结构在第三方向上的投影不超过假指的边界。
假指结构本就可以形成声速突变区域,从而通过反射减小横向模式的能量耗散,而本技术方案通过在假指末端设置至少两个电极附加结构,使声波传播在孔径区域与假指区域时具有更大的声速差,引入了更多的声速不连续性,从而进一步抑制横向模式。
实施例七:
在上述实施例一至实施例六中任一实施例的基础上,相邻电极附加结构的内间距为外间距的0.1~0.9倍。
当小于0.1倍时,电极附加结构间距相比于波长过小,不能在间距区域产生明显的声阻抗变化和反射效果;
同理,大于0.9倍时,电极附加结构在指条方向上的宽度相比于波长过小,不能在电极附加结构区域产生明显的声阻抗变化和反射效果。
实施例八:
与实施例一至实施例四中任一实施例不同的地方在于,电极附加结构被设置在指条的第二表面,即靠近压电衬底的一侧。
如图12所示,图12为本发明实施例的电极附加结构埋入指条下方的声表面波谐振器在垂直截面上的结构示意图。
将电极附加结构埋入指条的下方,即形成在压电衬底的表面凹槽中,也可以实现相同的效果,虽然会带来制造工艺的改变,但对后续的例如形成温补层、钝化层等工艺会带来一定的优势。
如图13所示,图13为本发明实施例提供的一种电极附加结构埋入指条下方的声表面波谐振器在垂直于声波传播方向上声速改变的示意图。图13中,指条和汇流条之间空隙部分的声速是最高的,汇流条会降低声速;而电极附加结构由于是金属材质,可以降低声速,所以电极附加结构所在区域的声速低于两侧没有被电极附加结构覆盖的指条部分;并且由于电极附加结构沿垂直于指条方向的宽度不同,降低声速的效果也不同,声速呈现出更多的不连续性,从而进一步抑制杂散模式带来的能量耗散。
实施例九:
上述实施例一至实施例八中任一实施例的电极附加结构的设计还可用于TC-SAW谐振器上。如图14所示,图14为本发明实施例提供的一种TC-SAW谐振器在垂直截面上的结构示意图,包括
压电衬底1401;
叉指结构层1402,位于压电衬底1401沿第三方向一侧表面,包括在第一方向上相对设置的第一汇流条14021和第二汇流条14022,以及位于第一汇流条14021和所述第二汇流条14022上交叉排布的指条14023;第一汇流条14021上的指条14023在第二方向上间隔排布,第二汇流条14022上的指条14023在第二方向上间隔排布;第一方向和第二方向平行于压电衬底1401表面,第一方向和第二方向互相垂直;
温度补偿层1403,位于压电衬底沿第三方向的一侧,并且在第三方向上完全覆盖叉指结构层;
电极附加结构1404,每个指条14023的末端设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构1404,电极附加结构1404在第三方向上的投影不超过指条14023的边界,电极附加结构1404被设置在指条14023的第一表面或第二表面,第一表面为指条14023远离压电衬底1401的一侧,所述第二表面为指条14023靠近压电衬底1401的一侧;
指条14023上与相邻指条14023的末端的电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构1404,电极附加结构1404在第三方向上的投影不超过指条14023的边界。
同实施例一至实施例八中任一实施例一样,引入电极附加结构设计的TC-SAW谐振器同传统的TC-SAW谐振器相比,可以引入避免杂模形成谐振,从而避免了能量耗散。通过电极附加结构降低该区域的声速,并且对主声学模式传播方向以外的其他方向的声波,在声速交界面处产生反射从而耗散其能量。
实施例十:
上述实施例一至实施例八中任一实施例的电极附加结构的设计还可用于TF-SAW谐振器上。如图15所示,图15为本发明实施例提供的一种TF-SAW谐振器在垂直截面上的结构示意图,包括
压电衬底1501;
压电薄膜1502,覆盖压电衬底1501;
叉指结构层1503,位于压电衬底1501沿第三方向一侧表面,包括在第一方向上相对设置的第一汇流条15031和第二汇流条15032,以及位于第一汇流条15031和所述第二汇流条15032上交叉排布的指条15033;第一汇流条15031上的指条15033在第二方向上间隔排布,第二汇流条15032上的指条15033在第二方向上间隔排布;第一方向和第二方向平行于压电衬底1501表面,第一方向和第二方向互相垂直。
电极附加结构1504,每个指条15033的末端设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构1504,电极附加结构1504在第三方向上的投影不超过指条15033的边界,电极附加结构1504被设置在指条15033的第一表面或第二表面,第一表面为指条15033远离压电衬底1501的一侧,所述第二表面为指条15033靠近压电衬底1501的一侧;
指条15033上与相邻指条15033的末端的电极附加结构对应的部位也设置至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构1504,电极附加结构1504在第三方向上的投影不超过指条15033的边界。
同实施例一至实施例八中任一实施例一样,引入电极附加结构设计的TF-SAW谐振器同传统的TF-SAW谐振器相比,可以引入避免杂模形成谐振,从而避免了能量耗散。通过电极附加结构降低该区域的声速,并且对主声学模式传播方向以外的其他方向的声波,在声速交界面处产生反射从而耗散其能量。
第二方面,与上述声表面波谐振器的实施例相对应的,本发明实施例还提供了一种声表面波谐振器的制作方法。
实施例十一:
如图16所示,图16为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的制作方法的流程图,包括如下步骤:
步骤1601,提供压电衬底。
具体的,可以采用物理气相沉积溅射或者化学气相沉积生长形成压电衬底,其材料可采用石英、氮化铝、LN(铌酸锂,LiNbO3)、LT(钽酸锂,LiTaO3)等等,本发明对此不作限定,优选铌酸锂或钽酸锂材质,这种材质具有优良的压电效应和机电耦合效应等优势,被广泛运用于声表面波器件中。
步骤1602,在压电衬底一侧形成叉指结构层,叉指结构层包括在第一方向上相对设置的第一汇流条和第二汇流条,以及位于第一汇流条和第二汇流条上交叉排布的指条;第一汇流条上的指条在第二方向上间隔排布,第二汇流条上的指条在第二方向上间隔排布;第一方向和第二方向平行于压电衬底表面,第一方向和第二方向互相垂直。
在压电衬底一侧沉积金属薄膜,通过刻蚀,形成指条、汇流条,构成叉指结构层。
步骤1603,在每个指条的末端形成至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,电极附加结构在第三方向上的投影不超过指条的边界,电极附加结构在指条的第一表面或第二表面,第一表面为指条远离压电衬底的一侧,第二表面为指条靠近压电衬底的一侧;
在指条上与相邻指条的末端的电极附加结构对应的部位也形成至少两个在第一方向上间隔的电极附加结构,电极附加结构在第三方向上的投影不超过指条的边界。
需要说明的是,若是在指条的第二表面形成电极附加结构,需要调换步骤1602和步骤1603的顺序,先在压电衬底一侧形成嵌入电极附加结构的凹槽,在凹槽中沉积金属形成电极附加结构后,再在压电衬底上沉积金属薄膜,通过刻蚀形成叉指结构层。这样,虽然带来制造工艺的改变,但对后续的例如形成温补层、钝化层等工艺会带来一定的优势。
优选的,电极附加结构在第一方向上的宽度不同,或在第二方向上的宽度不同。
优选的,相邻电极附加结构的内间距为外间距的0.1~0.9倍,电极附加结构之间的间隙宽度可以不一致。
优选的,指条的材质可以使用Cu或Al等金属材料;电极附加结构的材质选用密度较大、电阻率较低的金属,例如Pt或Cu等金属材料,从而在不影响指条性能的情况下,通过金属的质量加载效应降低该区域的声速。
通过改变声速,产生活塞模式效果,使得谐振器在平行指条方向上产生界限明显的不同声速区域,从而抑制该方向上杂波的谐振。
实施例十二:
第三方面,本发明实施例还提供了一种滤波器,该滤波器包括上述实施例所述的声表面波谐振器。
该滤波器具有与上述实施例中声表面波谐振器相同的效果。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
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