一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器制造技术

本申请公开了一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器。该横向激励薄膜体声波谐振器包括带空腔的衬底、位于所述衬底上的声布拉格反射栅、位于所述声布拉格反射栅上的压电层、位于所述压电层上的叉指电极结构；声布拉格反射栅和空腔构成谐振器的双反射结构；一方面声布拉格反射栅能够为压电材料提供良好的支撑，提高谐振器的机械稳定性；另一方面声布拉格反射栅和空腔能够将声波进行反射，减少声波能量损耗；另外，合理地选择声布拉格反射栅的组成材料可以改善器件的温度系数(TCF)；这种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器相比于传统横向激励薄膜体声波谐振器具有更强的机械稳定性、更优的温度系数(TCF)。更优的温度系数(TCF)。更优的温度系数(TCF)。

【技术实现步骤摘要】
一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器


[0001]本申请涉及谐振器的
，尤其涉及一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器。

技术介绍

[0002]5G通讯技术的发展对声学滤波器的性能提出了更高的要求。作为滤波器的设计单元，传统声学谐振器也面临着新的机遇和挑战。随着5G的来临，5G通讯频段的数量也随之增加，这些新增的频段具有更高的频率和更大的带宽。由于光刻精度的限制，传统的声表面波谐振器适用于2.5GHz以下的工作频率。传统的薄膜体声波谐振器具有更高的工作频率和更大的机电耦合系数，但受限于压电薄膜制备技术难以量产。
[0003]近年来，横向激励薄膜体声波谐振器因为具有高谐振频率和较高的机电耦合系数而成为研究热点。然而现有的空腔型薄膜体声波谐振器工艺不成熟，加工的空腔结构内应力大，容易造成压电薄膜撕裂而影响器件性能，另外空气的导热能力有限，导致器件的散热能力差，最重要的是空腔型横向激励薄膜体声波谐振器机械稳定性差，严重影响器件的工作精度和使用寿命。
[0004]因此，如何提升横向激励薄膜体声波谐振器的机械稳定性，改善器件的性能，成为目前体声波谐振器领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种横向激励薄膜体声波谐振器，其不仅能够避免空腔结构对压电薄膜的损坏，还能有效提高横向激励薄膜体声波谐振器的机械稳定性，并且改善横向激励薄膜体声波谐振器的散热性能，改善器件的温度系数(TCF)。
[0006]本申请提供一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器，包括带空腔的衬底、位于所述衬底上的声布拉格反射栅、位于所述声布拉格反射栅上的压电层、位于所述压电层上的叉指电极结构。所述横向激励薄膜体声波谐振器的空腔结构形成于所述衬底上。
[0007]所述横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅由高声阻抗材料和低声阻抗材料沿垂直于衬底表面方向交替堆叠，其中一层高声阻抗材料或一层低声阻抗材料均视为堆叠一层。
[0008]所述横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的堆叠总层数至少为2层，且堆叠总层数既可以为奇数，也可以为偶数。
[0009]所述横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的堆叠厚度为λ/4，其中λ为所述谐振器激发的声波在高声阻抗材料或低声阻抗材料中的波长。
[0010]所述横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的俯视图形状可以为四边形、五边形或椭圆形。
[0011]所述横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的堆叠顺序有两种，即，从压电层向衬底看，以高声阻抗材料为始进行交替堆叠和以低声阻抗材料为始进行交替堆叠。
[0012]所述的横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的高声阻抗材料或低声阻抗材料均可同时采用一种或多种。
[0013]以上提供的一种横向激励薄膜体声波谐振器，通过在衬底和压电层间加入声布拉格反射栅，不仅避免了空腔结构对压电薄膜的损坏，还增强了所述谐振器的机械稳定性，而且起到了反射声波的作用，另外，通过选择合适的布拉格反射栅材料改善器件的散热性能和温度系数(TCF)。
附图说明
[0014]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0015]图1是传统横向激励薄膜体声波谐振器的截面图。
[0016]图2是本专利技术一种带声布拉格反射栅的横向激励薄膜体声波谐振器的三维视图。
[0017]图3是横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的第一种堆叠顺序。
[0018]图4是横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的第二种堆叠顺序。
[0019]图5是横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的一种俯视图形状。
[0020]图6～图15是带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器的制备流程图。
[0021]其中，图中元件标识如下：
[0022]100
‑
衬底；200
‑
高声阻抗材料；300
‑
低声阻抗材料；400
‑
压电材料；500
‑
电极汇电区；600
‑
叉指电极；700
‑
声布拉格反射栅；800
‑
空腔；900
‑
牺牲层。
具体实施方式
[0023]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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
[0024]在本申请的描述中，需要理解的是，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地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。
[0026]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以
意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0027]图1是传统的横向激励薄膜体声波谐振器的截面图。谐振器工作时在叉指电极输入交变电压，压电薄膜由于压电效应产生声波，经过空腔发生反射，最终在压电材料激发出所需模态。加工的空腔往往内应力比较大，容易对压电薄膜造成损坏。另外，空气的散热能力较差，严重影响了器件的温度系数(TCF)。空腔的存在影响了器件的机械稳定性，进而影响器件的工作精度和寿命。
[0028]图2是一种带声布拉格反射栅的横向激励薄膜体声波谐振器，包括带空腔衬底100，声布拉格反射栅700，压电材料400，叉指电极600，电极汇电区500。通过声布拉格反射栅的支撑，不仅能够反射声波能量使能量聚集到压电材料层，而且能够能加器件的机械稳定性，还能改善器件的散热性能，进而改善器件的温度系数(TCF)。
[0029]图3展示了横向激励薄膜体声波谐振器的声布拉格反射栅的堆叠方式。从压电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带双反射结构的横向激励薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括带空腔的衬底、位于所述衬底上的声布拉格反射栅、位于所述声布拉格反射栅上的压电层，和位于所述压电层上的叉指电极结构。2.根据权利要求1所述的横向激励薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述声布拉格反射栅由高声阻抗材料和低声阻抗材料沿垂直于所述衬底表面方向交替堆叠而成。3.根据权利要求2所述的横向激励薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述声布拉格反射栅的交替堆叠总层数至少为2层。4.根据权利要求2所述的横向激励薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述声布拉格反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成亮，陈祥，刘炎，蔡耀，刘文娟，曲远航，魏民，丁嘉祺，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：