一种声学谐振器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微电子器件技术领域，本发明专利技术提供一种声学谐振器及其制备方法。该声学谐振器由于在第一支撑层内设有弹性波陷阱结构；弹性波陷阱结构的弹性力学参数与支撑衬底的材料的弹性力学参数不相等，该弹性波陷阱结构可以阻碍谐振器工作模式向衬底的传播，将能量约束在衬底上方压电薄膜上表面处，从而减少了声波能量向衬底的泄漏，可以提高器件的品质因数，并拓宽了谐振器工作模式的选择范围，提高了工作频率和带宽。作频率和带宽。作频率和带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种声学谐振器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微电子器件
，特别涉及一种声学谐振器及其制备方法。

技术介绍

[0002]一般，声学谐振器能够利用压电薄板中具有较高声速和较大机电耦合系数的板波模式，可制备高频大带宽的声学滤波器，因此受到了广泛关注。但现有技术中的声学谐振器一般包括依次层叠设置的衬底、压电薄膜和叉指电极结构，在声波传导过程中，易造成声波能量向衬底泄露的情况，降低了器件的品质因数Q。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的是现有技术中声学谐振器中的声波能量向衬底泄露，进而造成器件品质因数Q低的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本申请于一方面公开了一种声学谐振器，其包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜和叉指换能器；
[0005]支撑衬底包括叠层的第一支撑层和第二支撑层；
[0006]第一支撑层与压电薄膜连接；
[0007]第一支撑层内设有弹性波陷阱结构；弹性波陷阱结构的弹性力学参数与支撑衬底的材料的弹性力学参数不相等。
[0008]可选的，弹性波陷阱结构用于将声学谐振器产生的弹性波约束在弹性波陷阱结构的缺陷能带中。
[0009]可选的，弹性波陷阱结构包括子缺陷结构；
[0010]子缺陷结构的分布密度为650个/平方厘米～105个/平方厘米。
[0011]可选的，子缺陷结构包括微管缺陷；
[0012]或者，子缺陷结构包括六方空洞缺陷；六方空洞缺陷的横截面积与第一支撑层的横截面积之比大于等于8.2％且小于20％。
[0013]可选的，子缺陷结构包括多个晶格损伤区，多个晶格损伤区中的每个晶格损伤区的宽度为0.1
‑
10微米。
[0014]可选的，叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极对；
[0015]叉指电极对包括第一电极和第二电极；
[0016]第一电极与第一汇流条连接；
[0017]第二电极与第二汇流条连接。
[0018]可选的，支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、二氧化硅、绝缘体上硅(Silicon
‑
On
‑
Insulator，SOI)、锗、石英、蓝宝石中的至少一种。
[0019]可选的，叉指换能器的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银和金中的至少一种金属材料。
[0020]本申请于另一方面还公开了一种声学谐振器的制备方法，其包括以下步骤：
[0021]提供一支撑衬底；第一支撑衬底包括层叠的第一支撑层和第二支撑层，第一支撑
层内设有弹性波陷阱结构；弹性波陷阱结构的弹性力学参数与支撑衬底的材料的弹性力学参数不相等；
[0022]在支撑衬底上制备压电薄膜；
[0023]在压电薄膜上制备叉指换能器。
[0024]可选的，弹性波陷阱结构包括第一子缺陷结构；第一子缺陷结构的分布密度范围小于650个/平方厘米；
[0025]支撑衬底包括第一面；
[0026]第一面与压电薄膜连接；
[0027]在支撑衬底上制备压电薄膜之前，还包括：
[0028]沿第一面向支撑衬底进行离子注入，形成第二子缺陷结构，第二子缺陷结构的分布密度为650个/平方厘米～105个/平方厘米。
[0029]采用上述技术方案，本申请提供的声学谐振器具有如下有益效果：
[0030]本申请提供的该声学谐振器由于在第一支撑层内设有弹性波陷阱结构；弹性波陷阱结构的弹性力学参数与支撑衬底的材料的弹性力学参数不相等，该弹性波陷阱结构可以阻碍谐振器工作模式向衬底的传播，将能量约束在衬底上方压电薄膜上表面处，从而减少了声波能量向衬底的泄漏，可以提高器件的品质因数，并拓宽了谐振器工作模式的选择范围(如原本能量泄漏严重的高阶兰姆波)，提高了工作频率和带宽。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本申请一种可选的声学谐振器的结构示意图；
[0033]图2为本申请一种可选的声学谐振器的制备流程示意图。
[0034]以下对附图作补充说明：
[0035]1‑
支撑衬底；11
‑
第一支撑层；12
‑
弹性波陷阱结构；2
‑
压电薄膜；3
‑
叉指换能器。
具体实施方式
[0036]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等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，术语“第一”、“第二”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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0038]尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
[0039]当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
[0040]在现有技术的声学谐振器中，其支撑衬底直接与压电薄膜连接，且在压电薄膜的顶部设置图形化的叉指电极结构，从而使得当该声学谐振器处于工作模式时，可以将在压电薄膜上激发产生声表面波，但该声波也会向支撑衬底传递，从而造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声学谐振器，其特征在于，包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜和叉指换能器；所述支撑衬底包括叠层的第一支撑层和第二支撑层；所述第一支撑层与所述压电薄膜连接；所述第一支撑层内设有弹性波陷阱结构；所述弹性波陷阱结构的弹性力学参数与所述支撑衬底的材料的弹性力学参数不相等。2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述弹性波陷阱结构用于将所述声学谐振器产生的弹性波约束在所述弹性波陷阱结构的缺陷能带中。3.根据权利要求2所述的声学谐振器，其特征在于，所述弹性波陷阱结构包括子缺陷结构；所述子缺陷结构的分布密度为650个/平方厘米～105个/平方厘米。4.根据权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，所述子缺陷结构包括微管缺陷；或者，所述子缺陷结构包括六方空洞缺陷；所述六方空洞缺陷的横截面积与第一支撑层的横截面积之比大于等于8.2％且小于20％。5.根据权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，所述子缺陷结构包括多个晶格损伤区，所述多个晶格损伤区中的每个晶格损伤区的宽度为0.1
‑
10微米。6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极对；所述叉指电极对包括第一电极和第二电极；所述第一电极与所述第一汇流条...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，姚虎林，张师斌，郑鹏程，吴进波，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：