具有单向转换器的表面声波器件制造技术

技术编号:25234061 阅读:91 留言:0更新日期:2020-08-11 23:20
本发明专利技术公开了一种表面声波(surface acoustic wave,SAW)器件(200)。所述SAW器件(200)包括压电层(304)和具有多个电极(214)的转换器(204、206)。所述电极(214)分别与相互平行且垂直于波传播方向(220)的纵向轴对齐。每个电极(214)包括:第一导电层(216),在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度;第二导电层(218),具有与第一厚度相比可忽略不计的第二厚度。所述第一层(216)和所述第二层(218)相互电接触,以提供在所述波传播方向(220)上电极(214)的总宽度范围内的电传导,该总宽度大于所述第一层(216)的所述第一宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有单向转换器的表面声波器件相关申请案交叉申请本申请要求于2018年1月19日递交的专利技术名称为“具有单向转换器的表面声波器件(SURFACEACOUSTICWAVEDEVICEWITHUNIDIRECTIONALTRANSDUCER)”的美国专利申请案第15875174号的优先权,其内容通过引用的方式并入本文本中。
本专利技术涉及表面声波(surfaceacousticwave,SAW)器件,尤其涉及一种用于单向波传播的SAW器件。
技术介绍
在通信系统(例如,包括终端和基站基础设施)中,广泛使用滤波器和谐振器等表面声波(surfaceacousticwave,SAW)器件。SAW器件可以使用数字间转换器(interdigitaltransducer,IDT)实现。IDT生成的SAW一般是双向的。在横向SAW滤波器的情况下,SAW器件具有输入IDT和输出IDT。输入IDT生成的SAW双向传播,使得仅50%的生成能量沿着输出IDT的方向传播,其余50%则远离输出IDT传播。因此,SAW滤波器由于其转换器的双向性的原因而有约6dB损耗,每个IDT具有约3dB损耗。减小横向SAW滤波器插入损耗的一种方法是设计一个SAW滤波器,使输入转换器生成的SAW进行单向传播。类似地,输出转换器也应该单向设计(与输入转换器相反的方向)来接收SAW。为了实现这种单向波的传播,设计了单相单向转换器(Single-phaseunidirectionaltransducer,SPUDT)。SPUDT的示例包括自然型SPUDT(naturalSPUDT,NSPUDT)、浮动电极单向转换器(floatingelectrodeunidirectionaltransducer,FEUDT)和薄膜厚度差型SPUDT等。然而,这样的设计也有缺点。例如,使用NSPUDT的器件依赖于晶体基板的不对称性(即,正反向声波传播特性的差异),在输入转换器实现单向波的传播,但由于输出转换器位于同一晶体基板上,因此输出转换器的波方向不会发生反转。在使用FEUDT的器件中,转换器设计需要窄的电极,设计所述窄电极的宽度对应于工作波长的一小部分(例如,工作波长的1/12)。由于电极的最小宽度受到实际制造考虑因素下可能的最小特征尺寸的限制(通常约为0.2μm),因此,可能无法实现极高的工作频率(即,极短的工作波长)。对于使用薄膜厚度差型SPUDT的器件,电极设计比较复杂,通常导致制造困难。最好能提供一种具有单向转换器的SAW器件,而不必依赖于晶体基板的不对称性,并且具有相对简单的制造过程,但要实现非常高的工作频率。
技术实现思路
在本文描述的各种示例中,描述了具有单向转换器的SAW器件。所述转换器中的每个电极包括相互电接触的第一层和第二层。第一层和第二层之间导电。然而,第二层的机械重量可以忽略不计。结果表明,电极的转换中心Tc和反射中心Rc在空间上是分开的。当转换中心Tc和反射中心Rc的偏移为工作波长λ的1/8时,所述转换器产生的SAW进行单向传播。在一些方面,本专利技术描述了包括压电层和耦合到所述压电层的转换器的SAW器件。所述转换器包括多个电极。所述多个电极分别与相互平行且垂直于波传播方向的纵向轴对齐。所述转换器的每个电极包括:第一导电层,在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度;第二导电层,具有与第一厚度相比可忽略不计的第二厚度。所述第一层和所述第二层相互电接触,以提供在所述波传播方向的电极的总宽度范围内的电传导,该总宽度大于所述第一层的所述第一宽度。在上述任一方面/实施例中,所述电极可以具有实质上仅由所述第一层提供的质量。在上述任一方面/实施例中,所述第二层可以包括石墨烯或硼烯。在上述任一方面/实施例中,每个电极具有与所述电极的反射中心存在空间偏移的转换中心,所述每个电极的所述转换中心与所述反射中心之间在所述波传播方向上的偏移可以等于所述SAW器件的工作波长的八分之一。在上述任一方面/实施例中,所述第一层的所述第一宽度等于所述SAW器件的工作波长的四分之一。在上述任一方面/实施例中,所述第一层的所述第一宽度可以约等于0.2μm。在上述任一方面/实施例中,在每个电极中,所述第一层可以与所述第二层至少部分重叠,所述第一层可以与所述第二层在所述波传播方向上存在空间偏移。在上述任一方面/实施例中,所述第一层和所述第二层之间的偏移可以等于所述SAW器件的工作波长的八分之一。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可以包括在所述压电层的第一表面处耦合到所述压电层的高声速层。至少一个转换器位于所述压电层和所述高声速层之间。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可包括耦合到所述压电层的第二表面的导电层,所述第二表面与所述压电层的所述第一表面相对。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可以包括在所述压电层的第一表面处耦合到所述压电层的高声速层。所述转换器可以在所述压电层的第二表面处耦合到所述压电层,所述第二表面与所述压电层的所述第一表面相对。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可包括耦合到所述压电层与所述高声速层之间的导电层。所述压电层和所述高声速层可以通过所述导电层相互耦合。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可以包括两个转换器,包括输入转换器和输出转换器。输入转换器可用于以工作波长生成SAW,该SAW沿波传播方向向输出转换器传播。所述输入转换器的每个电极具有反射中心,所述反射中心可在所述波传播方向上与所述电极的转换中心在空间上偏移所述工作波长的八分之一。所述输出转换器的每个电极具有反射中心,所述反射中心可在与所述波传播方向相反的方向上与所述电极的转换中心在空间上偏移所述工作波长的八分之一。在上述任一方面/实施例中,所述SAW器件可以包括两个转换器,包括输入转换器和输出转换器。输入转换器可用于以工作波长生成SAW,该SAW沿波传播方向向输出转换器传播。所述压电层可以呈现所述波传播方向和与所述波传播方向相反的方向之间的波传播特性的差异。所述输入转换器的每个电极可具有与所述电极的转换中心在空间上重合的反射中心。所述输出转换器的每个电极具有反射中心,所述反射中心可在与所述波传播方向相反的方向上与所述电极的转换中心在空间上偏移所述工作波长的二分之一。在一些方面中,本专利技术提供一种制造SAW器件的方法,所述SAW器件具有转换器,所述转换器具有多个电极,所述多个电极分别与相互平行且垂直于波传播方向的纵向轴对齐。所述方法包括在基板上形成电极的第一导电层,形成的所述第一层在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度。所述方法还包括形成所述电极的第二导电层,所述第二层具有与所述第一厚度相比可忽略不计的第二厚度。形成的所述第一层和所述第二层相互电接触,以提供在所述电极的总宽度范围内的电传导,所述总宽度在所述波传播方向上且大于所述第一层的所述第一宽度。在上述任一方面/实施例中,可以在形成所述第一层之前形成所述第二层。在上述任一方面/实施例中,可以在形成所述第本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种表面声波(surface acoustic wave,SAW)器件,其特征在于,包括:/n压电层;/n转换器,耦合到所述压电层,所述转换器包括多个电极,所述多个电极分别与相互平行且垂直于波传播方向的纵向轴对齐;/n所述转换器的每个电极包括:/n第一导电层,在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度;/n第二导电层,具有与所述第一厚度相比可忽略不计的第二厚度;/n所述第一层和所述第二层相互电接触,以提供在所述波传播方向上电极的总宽度范围内的电传导,该总宽度大于所述第一层的所述第一宽度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180119 US 15/875,1741.一种表面声波(surfaceacousticwave,SAW)器件,其特征在于,包括:
压电层;
转换器,耦合到所述压电层,所述转换器包括多个电极,所述多个电极分别与相互平行且垂直于波传播方向的纵向轴对齐;
所述转换器的每个电极包括:
第一导电层,在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度;
第二导电层,具有与所述第一厚度相比可忽略不计的第二厚度;
所述第一层和所述第二层相互电接触,以提供在所述波传播方向上电极的总宽度范围内的电传导,该总宽度大于所述第一层的所述第一宽度。


2.根据权利要求1所述的SAW器件,其特征在于,所述电极具有实质上仅由所述第一层提供的质量。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的SAW器件,其特征在于,所述第二层包括石墨烯或硼稀。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的SAW器件,其特征在于,每个电极具有与所述电极的反射中心存在空间偏移的转换中心,其中,所述每个电极的所述转换中心与所述反射中心之间在所述波传播方向上的偏移等于所述SAW器件的工作波长的八分之一。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的SAW器件,其特征在于,所述第一层的所述第一宽度等于所述SAW器件的工作波长的四分之一。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的SAW器件,其特征在于,所述第一层的所述第一宽度约等于0.2μm。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的SAW器件,其特征在于,在每个电极中,所述第一层与所述第二层至少部分重叠,所述第一层与所述第二层在所述波传播方向上存在空间偏移。


8.根据权利要求7所述的SAW器件,其特征在于,所述第一层与所述第二层之间的所述偏移等于所述SAW器件的工作波长的八分之一。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的SAW器件,其特征在于,还包括:
高声速层,在所述压电层的第一表面处耦合到所述压电层;
其中,所述转换器位于所述压电层和所述高声速层之间。


10.根据权利要求9所述的SAW器件,其特征在于,还包括:
导电层,耦合到所述压电层的第二表面,所述第二表面与所述压电层的所述第一表面相对。


11.根据权利要求1至8中任一项所述的SAW器件,其特征在于,还包括:
高声速层,在所述压电层的第一表面处耦合到所述压电层;
其中,所述转换器在所述压电层的第二表面处耦合到所述压电层,所述第二表面与所述压电层的所述第一表面相对。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的SAW器件,其特征在于,还包括:
导电层,耦合于所述压电层和所述高声速层之间,其中所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈卓辉
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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