一种具有横向模抑制效果的声表面波滤波器谐振器结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有横向模抑制功能的SAWR结构，利用本发明专利技术结构的声表面波谐振器，通过对结构参数的优化设计可以有效抑制SAWR的横向模，从而实现非常高的品质因素。此高性能声表面波滤波器的谐振器结构是由压电单晶基板、以Al或Cu金属材料为主的叉指电极IDT和反射栅、以Al或Cu金属材料为主的汇流排以及Si基完美匹配层构成。所述IDT和反射栅电极的标准化厚度h满足如下关系0.02λ≤h≤0.2λ。孔径w取值范围 20λ≤w≤50λ，假指长度

【技术实现步骤摘要】
一种具有横向模抑制效果的声表面波滤波器谐振器结构
本专利技术涉及声表面波滤波器谐振器结构，特别是一种可以有效抑制横向模的谐振器结构。
技术介绍
谐振器是声表面波滤波器的核心，设计出高性能的SAW谐振器是提升SAW滤波器品质和拓宽其应用领域的关键所在，也是不同产品和同厂家的技术秘密所在，鲜见公开报道。目前高性能谐振器一般采用加权或异步谐振器结构，这种结构设计过程复杂，材料参数、COM参数的准确性和工艺水平要求很高。本专利技术提供了一种简单的通过假指来抑制SAWR横向模，通过有限元仿真优化谐振器结构参数，实现高性能声表面波滤波器的谐振器结构。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种通过引入假指来抑制横向模的SAWR结构，利用本专利技术结构的声表面波谐振器，通过对结构参数的优化设计可以有效抑制SAWR的横向模，从而实现非常高的品质因素。所述结构包括压电单晶基板、以Al或Cu金属材料为主的叉指电极IDT和反射栅、以Al或Cu金属材料为主的汇流排以及Si基完美匹配层构成。所述IDT和反射栅电极的标准化厚度he满足如下关系0.02λ≤he≤0.2λ。孔径w取值范围20λ≤w≤50λ，假指长度l取值范围2λ≤l≤10λ，假指间隙g取值范围0.2λ≤g≤0.5λ，金属化比r取值范围0.4λ≤r≤0.8λ，其中λ为谐振波长。本专利技术提供的SAWR结构通过添加假指和调节假指长度能够有效抑制SAWR器的横向模干扰。优选的，所述一种抑制SAWR横向模的谐振器结构，其特征在于所述的结构包括叉指换能器及假指、汇流排、压电单晶基底和完美匹配层。优选的，所述假指用于抑制SAW器件横向模干扰，通过优化假指长度和其他结构参数，将集中在孔径区域的能量转移到假指区域，实现横向漏模的抑制。优选的，所述结构参数包括叉指换能器结构周期、叉指厚度、金属化率、叉指孔径、假指长度、孔径间隙、压电单晶基底厚度、汇流排宽度、完美匹配层厚度。优选的，完美匹配层用于吸收反射干扰和减小模型尺寸。优选的，根据权利要求1所述的抑制SAW器件横向模干扰的器件结构，其特征在于所述汇流排、假指、叉指为同种金属材料，材料属性包括杨氏模量、泊松比、密度和相对介电常数。优选的，所述汇流排、假指、叉指金属材料，一般为Al或Cu金属材料为主。优选的，所述压电基底的材料一般为压电单晶，常用的有石英、铌酸锂、钽酸锂等。优选的，所述压电基底的材料属性包括弹性系数矩阵、压电系数矩阵、介电系数矩阵和密度。优选的，所述抑制横向模的SAWR结构，其特征在与具体结构参数通过有限元综合优化仿真来确定。与现有技术相比，本专利技术其显著优点：1、结构简单，降低了优化设计计算难度和对材料参数准确性的要求，同时也降低了对加工工艺水平的要求；2、本专利技术结构的准确结构参数可通过商业化的有限元仿真软件进行优化确定，降低了对专用设计软件的依赖程度；3、本专利技术的结构通过在孔径方向添加假指，通过调节假指结构参数，能够有效横向模，实现高性能声表面波滤波器。附图说明图1为谐振器结构的剖面图，其中1为压电单晶基板、2为叉指电极IDT和反射栅、4为Si基完美匹配层。a为叉指宽度，b为叉指间隙，p=a+b为插指周期，金属化比定义为r=a/p，波长λ=2p，h为标准化金属厚度；图2为谐振器结构俯视图，其中3为汇流排，w为孔径，l为假指长度，g为孔径间隙；图3为完整谐振器平面结构图；图4为假指长度为2*p时的频率-相对导纳曲线；图5为假指长度为2.1*p时的频率-相对导纳曲线。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。本专利技术提供一种具有横向模抑制效果的SAWR结构，所述结构包括：压电单晶基板、叉指电极IDT和反射栅、汇流排、Si基完美匹配层。本实例选取的电极和汇流排材料为Al，压电基底为42度Y切X传钽酸锂。本实施例的结构参数叉指换能器周期为p=1.755um，金属化率0.5，孔径长21*p，汇流排宽度7*p，假指长度为2*p，孔径间隙0.3*p，指厚0.08*p，压电基底厚5*p，完美匹配层厚度2*p。依据上述参数，对建立3D有限元模型和加载边界条件，对模型进行谐波分析，扫频范围为2.2GHz-2.35GHz，扫频间隔为1MHz，得到假指长度为2*p时的频率—相对导纳曲线，如图4所示。调节模型中的假指长度，通过有限元仿真优化，设计出最佳假指长度，达到抑制横向模干扰的效果。如图5所示，为假指长度为2.1*p时的频率—相对导纳曲线。从图4中可以看出，当假指长度为2*p时，在主谐振频率附近，导纳曲线呈现出不光滑的毛刺，此毛刺即由SAW器件中横向模传播引起。从图5中可以看出，当调节假指长度为2.1*p时，这种毛刺消失，主模附近导纳曲线变得光滑，横向模干扰被有效抑制。由此实例证明，本专利技术结构能够有效的表征和抑制SAW器件设计中的横向模干扰响应。以上仅为本专利技术的实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本专利技术的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制SAWR横向模的谐振器结构，其特征在于所述的结构包括叉指换能器及假指、汇流排、压电基底和完美匹配层，其中假指用于抑制SAW器件横向模干扰，完美匹配层用于吸收反射干扰和减小模型尺寸，结构参数包括叉指换能器结构周期、叉指厚、金属化率、叉指孔径、假指长度、孔径间隙、压电基底厚度、汇流排宽度、完美匹配层厚度。

【技术特征摘要】
1.一种抑制SAWR横向模的谐振器结构，其特征在于所述的结构包括叉指换能器及假指、汇流排、压电基底和完美匹配层，其中假指用于抑制SAW器件横向模干扰，完美匹配层用于吸收反射干扰和减小模型尺寸，结构参数包括叉指换能器结构周期、叉指厚、金属化率、叉指孔径、假指长度、孔径间隙、压电基底厚度、汇流排宽度、完美匹配层厚度。2.根据权利要求1所述的抑制SAW器件横...

【专利技术属性】
技术研发人员：周一峰，沈旭铭，陈景，吴长春，沈晓燕，
申请(专利权)人：海宁市瑞宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33