System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 具有减少副振荡模的表面声波器件制造技术_技高网

具有减少副振荡模的表面声波器件制造技术

技术编号:40828595 阅读:9 留言:0更新日期:2024-04-01 14:50
本发明专利技术涉及表面声波(surface acoustic wave,SAW)器件。本发明专利技术提供了一种具有多层堆叠的SAW器件,所述多层堆叠包括YAG作为新型声学材料。所述SAW器件具体包括YAG层、布置在所述YAG层上的交织层和布置在所述交织层上的压电层。此外,所述SAW器件包括布置在所述压电层上或上方的两个或两个以上电极。所述电极形成叉指换能器(interdigital transducer,IDT),所述叉指换能器用于将电信号转换为在所述压电层中传播的SAW。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及表面声波(surface acoustic wave,saw)器件,尤其涉及薄膜saw(thin-film saw,tf-saw)器件。本专利技术提供了一种具有多层堆叠的saw器件,所述多层堆叠包括yag作为新型声学材料。本专利技术的目的是改善saw器件的机械质量因子(q)、机电耦合系数和带外副振荡模响应。例如,这有利于基于多层saw器件制造的微机械滤波器。


技术介绍

1、saw器件等微声器件是信号处理、频率产生、滤波和感测应用的关键部件。gsm、umts、2g/3g/4g/lte/5g、蓝牙和wlan等移动通信系统可以节约地利用频率分配、数字无线电质量和洲际漫游。市场对移动通信系统的需求推动了微声的两个领域的巨大发展和技术进步。

2、无线通信设备严重依赖高性能带通传输滤波器,这种滤波器用于拒绝任何不需要的传入rf信号,并仅保留所需的传输信号。在一些无线通信应用中,带通传输滤波器需要对传入信号具有极好的选择性,这意味着只允许通过传入频谱的非常窄的条带。

3、此类过滤器的一些关键技术要求可总结为:

4、·高频;

5、·高选择性,用于抑制杂散信号;

6、·大带宽,用于实现高数据速率;

7、·低插入损耗系数,用于实现低功耗;

8、·小型封装或集成芯片滤波器模块,用于小型手持设备。

9、具有这些特征的基于saw的频率滤波器用于大多数现有的移动电话系统。为了降低传统saw器件固有的高插入损耗,开发了各种特殊的低损耗技术,每种技术都针对特定应用进行了优化。首先是saw器件的模拟和设计,其次是完整的频率滤波器特性的模拟和设计,需要高度复杂的软件工具以及高度发达的算法和模型,以准确预测器件的积累特性及其物理行为。

10、rf滤波器的核心元件是谐振器,它通常以梯形配置进行电耦合,以产生所需的频率响应。在梯形配置中,谐振器简单地电连接在一起,并串联和并联以形成pi/t网络。因此,并联谐振器的频率低于串联谐振器,以便产生通带行为。

11、saw器件的核心元件是压电层,它设置在许多不同的材料层上(即,形成多层堆叠)。堆叠中不同材料的组合以及厚度和材料特性的适当选择可以显著改善压电层中的声能限制。这种效应降低了声损耗和进入支撑衬底的辐射,并改善了基于saw器件生产的rf滤波器的整体响应(其中,这种rf滤波器由单位晶胞谐振器结构的电气和机械级联组成)。

12、在saw器件的层堆叠中具有多个埋层,这也增加了允许传播的声波和机械模的数量。这些波可以在远离saw器件/rf滤波器的主工作频段的某些频率上积累。在现代无线通信标准中,带外响应需要被严格控制,因为前端电路依赖于严格的带外信道衰减水平,以防止不同通信信道和/或标准之间的任何相互作用。

13、因此,开发一种技术上合理的方法来降低基于saw的rf滤波器的带外副振荡模内容是很重要的。为此,需要彻底了解这些副振荡模积累的来源,然后需要提供降低或消除副振荡模的无源方案。

14、到目前为止,已通过以下方式解决了其中一些问题:

15、使用片外无源部件(例如电容器、电感器、变压器等的组合)解决带外衰减特性,以在整个rf滤波器的传输特性中产生所需的极点/零点。缺点是,这需要兼容的技术来生产片外无源部件。此外,与saw器件的高q相比,rf无源部件有电损耗,这增加了rf滤波器的整体损耗并降低了其性能。此外,集成这些无源部件所需的尺寸和复杂封装也是一个缺点,而且始终存在由于非理想无源部件而影响带内滤波器响应的风险。


技术实现思路

1、对于本专利技术及其实施例,专利技术人还认为,通常,示例性saw器件的优化可以基于:

2、·使用高压电材料,例如,设置在多层衬底上的钽酸锂(lithium tantalate,lt)、铌酸锂(lithium niobate,ln)、氮化铝(aluminum nitride,aln)的不同晶体切割。

3、·使用由高声速支撑材料(例如硅)组成的衬底。但是,仅使用高速衬底的主要缺点是高阶和带外副振荡模的自然积累。

4、·在saw器件的多层堆叠中添加附加层,例如二氧化硅,以满足温度补偿要求。但是,已知硅/氧化硅界面会产生附加的界面电荷,这可能会显著降低saw器件的rf性能。

5、·使用称为“富陷阱”(trap-rich,tr)层的粗糙或多晶硅薄层(例如,1μm厚),以防止通过衬底产生不必要的rf耦合。但是,这降低了rf滤波器的性能。此外,这显著增加了制造复杂性,从而限制了替代沉积技术的选择或构成堆叠的其它层的优化。

6、鉴于上述情况,本专利技术的目的是提供一种用于saw器件的替代多层堆叠,以便提高saw器件的rf性能,同时保持其制造复杂性和低成本。具体地,目标是降低带外副振荡模的数量。为此,本专利技术的另一个目的是寻找用于层堆叠的替代材料。

7、这些和其它目的通过本专利技术实施例实现,如所附独立权利要求中所述。这些实施例的有利实现方式在从属权利要求中进一步定义。

8、具体地,所公开的实施例提供了一种包括钇铝石榴石(yttrium-aluminum-garnet,yag)材料(或其对应的掺杂版本)的saw器件。

9、本专利技术的第一方面提供了一种saw器件,所述saw器件包括:yag层;布置在所述yag层上的交织层;布置在所述交织层上的压电层;布置在所述压电层上或上方的两个或两个以上电极,所述电极形成叉指换能器,所述叉指换能器用于将电信号转换为在所述压电层中传播的saw。

10、电极可以包括第一电极和第二电极,它们布置在压电层上,以形成谐振器区域。谐振器区域包括位于第一电极与第二电极之间的压电层的区域。

11、yag层可以作为低声损耗衬底材料包括在层堆叠中。或者,它可以作为附加层键合到层堆叠中,该附加层可以电气和声学地将saw器件的谐振器区域与衬底(在这种情况下可以是硅,或任何对应的高速衬底,如石英、蓝宝石、碳化硅等)隔离。

12、因此,带外副振荡模的数量减少。这提高了saw器件的rf性能。但是,saw器件的制造复杂性和成本保持较低。交织层可以用作rf隔离。

13、具体地,在堆叠中具有yag层的saw器件的优点包括:

14、·yag本质上是一种低声损耗材料。

15、·由于快速的纵向/剪切体波,使用saw器件可以实现高

16、·由于波导效应,高q因子谐振器可以基于saw器件构建。

17、·yag的热膨胀系数(coefficient of thermal-expansion,cte)相对于saw器件的压电材料的不匹配可以改善saw器件的核心谐振器的被动温度补偿和温度诱导的频率漂移。

18、·在与交织层的接口处不需要复杂的tr层。

19、在第一方面的一种实现方式中,所述saw器件包括衬底层;其中,所述yag层布置在所述衬底层上或由所述衬底层提本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种表面声波SAW器件(10),其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的SAW器件(10),其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述的SAW器件(10),其特征在于:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

7.根据权利要求6所述的SAW器件(10),其特征在于:

8.根据权利要求6或7所述的SAW器件(10),其特征在于:

9.根据权利要求6至8中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

10.根据权利要求6至9中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

11.根据权利要求6至10中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

12.根据权利要求7至11中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

13.根据权利要求7至12中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

14.根据权利要求1至13中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

15.根据权利要求1至14中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于,还包括:

16.根据权利要求15所述的SAW器件(10),其特征在于:

17.根据权利要求15或16所述的SAW器件(10),其特征在于:

18.根据权利要求1至17中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

19.根据权利要求1至18中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

20.根据权利要求1至19中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

21.根据权利要求1至20中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

22.根据权利要求1至21中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于:

23.根据权利要求1至22中任一项所述的SAW器件(10),其特征在于,还包括:

24.一种用于制造表面声波SAW器件(10)的方法(120),其特征在于,所述方法(120)包括:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种表面声波saw器件(10),其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的saw器件(10),其特征在于,包括:

3.根据权利要求2所述的saw器件(10),其特征在于:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

5.根据权利要求1至4中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

6.根据权利要求1至5中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

7.根据权利要求6所述的saw器件(10),其特征在于:

8.根据权利要求6或7所述的saw器件(10),其特征在于:

9.根据权利要求6至8中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

10.根据权利要求6至9中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

11.根据权利要求6至10中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

12.根据权利要求7至11中任一项所述的saw器件(10),其特征在于:

13.根据权利要求7至12中任一项所述的saw器件...

【专利技术属性】
技术研发人员:安德烈·亚埃尔布斯文特西斯拉夫·扬切夫
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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