一种声表面波谐振结构滤波器制造技术

本发明专利技术涉及电子信息器件技术领域，尤其是一种声表面波谐振结构滤波器，包括压电晶片、压电晶片表面制作的多个谐振器单元和电连接金属电极结构，谐振器单元由周期金属电极和汇流导电金属电极构成，至少有一个谐振器单元为弯曲声道谐振器单元，该弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道的中心轨迹相切，偏离声波传播方向的角度沿轨迹方向变换，且声波传播方向也可能与其他谐振器单元不一致，本发明专利技术用于设计低通带内插入损耗、高Q值、具有横波模式寄生抑制的滤波器。

【技术实现步骤摘要】
一种声表面波谐振结构滤波器
本专利技术涉及电子信息器件
，具体领域为一种声表面波谐振结构滤波器。
技术介绍
随着声表面波技术的快速发展，声表面波滤波器在通信
得到广泛应用，特别是用于移动通信中的基站和移动终端射频、中频部分。应当前4G、5G通信技术的发展要求，对声表面波滤波器、双工器、多工器等器件的性能提出了更高的要求，声表面波器件应用材料和换能器结构创新，来实现高世代声表面波滤波器关键技术的突破。当前谐振结构型声表面波滤波器是射频通信主流的声表面波滤波器形式，即由具有压电效应的压电晶片上制作的多个谐振器单元电连接而成。为实现低插入损耗、更高频率段应用、低频率温度系数(TCF)、高Q值等的滤波器特性，温度补偿型声表面波(TC-SAW)滤波器、薄膜型声表面波(TF-SAW)滤波器应用而生。在公开资料【文献1】中公知的声表面波器件中，利用声波器件工作的损耗机制：声波在纵向或横向上离开声轨迹，尤其是由于声轨迹的有限孔径，可能通过衍射效应产生横向模态，即存在产生横波寄生(横模脉动)的问题。对于压电晶体衬底沉积金属电极形成的声表面波谐振器(STD-SAW)中，存在的横波模式寄生对滤波器性能的影响一般不明显，通过适当的叉指换能器(IDT)设计可避免，但对于温度补偿型声表面波滤波器、薄膜型声表面波滤波器，从公开资料【文献2】中公知横波模式寄生影响很明显，这会使得声表面波滤波器的通带内出现大量纹波，增大插入损耗，劣化声表面波器件的滤波器特性。因此，为了解决实际应用中滤波器的性能的劣化问题，充分抑制谐振器中寄生的横波模式，对TC-SAW滤波器、TF-SAW滤波器是至关重要的。【文献1】WHHaydl,BDischler,andPHiesinger."MultimodeSAWResonators-AMethodtoStudytheOptimumResonatorDesign."UltrasonicsSymposiumIEEE,1976.【文献2】HNakamura,HNakanishi,RGoto,etal."SuppressionMechanismofTransverse-ModeSpuriousResponsesinSAWResonatorsonaSiO2/Al/LiNbO3Structure."UltrasonicsSymposiumIEEE,2011.
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于设计低通带内插入损耗、高Q值、具有横波模式寄生抑制的声表面波谐振结构滤波器。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种声表面波谐振结构滤波器，包括压电晶片、压电晶片表面制作的多个谐振器单元和电连接金属电极结构，谐振器单元由周期金属电极和汇流导电金属电极构成，至少有一个谐振器单元为弯曲声道谐振器单元，该弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道的中心轨迹相切，偏离声波传播方向的角度沿轨迹方向变换，且声波传播方向也可能与其他谐振器单元不一致。优选的，所述的弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道由周期金属电极加权结构形成，所述的弯曲声道谐振器单元通过周期金属电极加权结构形成的有效声传输通道配用金属电极几何的声道修饰技术。优选的，还包括压电性基板、以及设置在压电性基板上的叉指换能器，叉指换能器的电极设置于压电性基板上，所述的压电性基板由压电膜层、低声速膜层、高声速层和支撑基板组成。优选的，所述的高声速层与支撑基板合二为一形成高声速支撑组件，所述低声速膜层层叠于高声速支撑组件的上表面。优选的，所述高声速支撑组件中传播的声波波速高于压电膜层中传播的声波波速，所述低声速膜层中传播的声波波速低于压电膜层中传播的声波波速。优选的，其特征在于：所述压电膜层为旋转Y切X传播的钽酸锂晶体材料，其切割角度为30°～60°范围内；所述的压电膜层也可以为旋转Y切X传播的铌酸锂晶体材料，其切割角为83°～145°范围内。优选的，所述的弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道由压电晶片表面镶崁微金属体或镶崁微介质体构成，且可配合周期金属电极加权结构形和/或金属电极几何的声道修饰技术。优选的，所述的弯曲声道谐振器单元的有效声波传输通道制作在压电晶片表面电畴反转区域。优选的，所述的弯曲声道谐振器单元的有效声波传输通道制作在压电晶片表面金属扩散掺杂层区域。优选的，所述的弯曲声道谐振器单元的弯曲声波通道的谐振器单元上方叠加制作一层准周期性条阵介质膜结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：根据本专利技术，能够提供具有抑制横波模式寄生的谐振器，用于设计谐振型声表面波滤波器，使得滤波器能够减小插入损耗、提高Q值，更重要的是能够抑制横波模式寄生造成的通带纹波劣化。附图说明图1为本专利技术所涉及的一阶正弦加权型IDT电极以及反射器的示意性俯视图。图2为本专利技术所涉及的二阶正弦加权型IDT电极以及反射器的示意性俯视图。图3为本专利技术所涉及的三阶正弦加权型IDT电极以及反射器的示意性俯视图。图4为本专利技术所涉及的两个一阶加权IDT以及反射栅构成的谐振器的示意图。图5为本专利技术所涉及的三个一阶加权IDT以及反射栅构成的谐振器的示意图。图6为本专利技术中第1实施方式所涉及的谐振器单元的压电性基板结构的示性局部图。图7为本专利技术中第2实施方式谐振器单元S2(a)结构横截面示意图。图8为本专利技术中第2实施方式谐振器单元的IDT电极反射器的示意性俯视图。图9为本专利技术中与第2实施方式中具有相同压电性基板的谐振器单元的IDT电极的示意图。图10为本专利技术中与第2实施方式中具有相同压电性基板的谐振器单元的IDT电极的示意图。图11为本专利技术中第3实施方式的IDT电极以及反射器的示意性俯视图。图12为本专利技术中第4实施方式的谐振器单元的局部横截面示意图。图13为本专利技术中第5实施方式的谐振器单元的局部横截面示意图。图14为本专利技术中第6实施方式的谐振器单元的局部横截面示意图。图15为本专利技术中第7实施方式的谐振器单元的局部俯视图。图16为本专利技术中第7实施方式的谐振器单元的局部横截面示意图。图中：S1(a)、声表面波谐振器单元a；S1(b)、声表面波谐振器单元b；S2(a)、声表面波谐振器单元a；S2(b)、声表面波谐振器单元b；11、支撑基板；12、高声速层或高声速支撑组件；13、低声速层；13a、SiO2层；13b、SiO2层；14、压电膜层；15、IDT电极膜层；15a、IDT电极膜层；15b、IDT电极边缘加厚金属层；16、Dots加厚金属块；17、畴反转区域；18、金属掺杂区域；2a、一阶正弦加权型IDT；2b、二阶正弦加权型IDT；2c、三阶正弦加权型IDT；21、假电极指条；31、假电极指条；22、有效电极指条；32、有效电极指条；23、汇流条电极；23a、汇流条电极；23b、汇流条电极；33、汇流条电极；24、反射器；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：包括压电晶片、压电晶片表面制作的多个谐振器单元和电连接金属电极结构，谐振器单元由周期金属电极和汇流导电金属电极构成，至少有一个谐振器单元为弯曲声道谐振器单元，该弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道的中心轨迹相切，偏离声波传播方向的角度沿轨迹方向变换，且声波传播方向也可能与其他谐振器单元不一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：包括压电晶片、压电晶片表面制作的多个谐振器单元和电连接金属电极结构，谐振器单元由周期金属电极和汇流导电金属电极构成，至少有一个谐振器单元为弯曲声道谐振器单元，该弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道的中心轨迹相切，偏离声波传播方向的角度沿轨迹方向变换，且声波传播方向也可能与其他谐振器单元不一致。


2.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：所述的弯曲声道谐振器单元的有效声传输通道由周期金属电极加权结构形成，所述的弯曲声道谐振器单元通过周期金属电极加权结构形成的有效声传输通道配用金属电极几何的声道修饰技术。


3.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：还包括压电性基板、以及设置在压电性基板上的叉指换能器，叉指换能器的电极设置于压电性基板上，所述的压电性基板由压电膜层、低声速膜层、高声速层和支撑基板组成。


4.根据权利要求3所述的一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：所述的高声速层与支撑基板合二为一形成高声速支撑组件，所述低声速膜层层叠于高声速支撑组件的上表面。


5.根据权利要求4所述的一种声表面波谐振结构滤波器，其特征在于：所述高声速支撑组件中传播的声波波速高于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜建利，李勇，陈培杕，黄亮，夏前亮，朱卫俊，施旭霞，彭晓雨，
申请(专利权)人：中电科技德清华莹电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33