【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子元件领域，尤指一种单晶压电谐振器及机电耦合系数调整方法。
技术介绍
1、随着5g通信技术的日益发展，对数据传输速率的要求越来越高。与数据传输速率相对应的是频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模块，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除掉以满足射频系统和通信协议对于信噪比的要求。传统射频前端滤波器多采用基于块体铌酸锂或钽酸锂衬底的表面声波(saw)、基于aln或sc掺杂aln薄膜的体声波(baw)谐振器技术，其机电耦合系数通常在6％到10％左右，不易实现大带宽滤波器(如：5g频段n77、n78、wifi-6e)。
2、已有技术中的滤波器的串联谐振器和并联谐振器共同作用形成滤波器通带特性。相应滤波器可实现的最大带宽通常由谐振器机电耦合系数决定。一旦设计指标(带宽、插损、带外抑制等)确定，谐振器的kt2也就基本确定了。然而，在滤波器中采用较小的机电耦合系数kt2，可以获得更好的通带的滚降特性(或矩形系数)。因此，滤波器大带宽和滤波器高滚降特性对于谐振器机电耦合系数的需求是相互矛盾的，常规架构下大带宽滤波器设计很难实现良好的滚降特性。在上述性能需求下，亟需在同一个滤波器中集成大kt2的谐振器和小kt2的谐振器，甚至集成一系列具有不同kt2的谐振器，且这些谐振器的kt2调节范围跨度大，同时需要满足能够方便低成本的加工制造在单片晶圆上的要求。对于当前谐振器技术，一方面可实现的最大kt2值有限，不能满足大带宽滤波器对kt2的需求，另一方
技术实现思路
1、本申请目的在于提供一种单晶压电谐振器及机电耦合系数调整方法，通过单晶压电薄膜提高谐振器的机电耦合系数，通过机电耦合调整结构实现单片上大范围调节机电耦合系数，从而在获得大带宽的前提下，改善滤波器的滚降特性。
2、为达上述目的，本申请所提供的谐振器具体包含基底、单晶压电薄膜、第一电极层、第二电极层和调节区域；所述单晶压电薄膜位于所述基底上，且所述单晶压电薄膜靠近基底的一侧设置有声学镜；所述第一电极层设置于所述单晶压电薄膜一侧表面，所述第二电极层设置于所述单晶压电薄膜的另一侧表面，所述第一电极层、所述第二电极层和所述声学镜在所述单晶压电薄膜厚度方向上具有重叠区域；所述调节区域包含多个调节层，所述调节层至少分布于所述重叠区域中的所述第一电极层与所述单晶压电薄膜之间，和/或所述重叠区域中的所述第二电极层与所述单晶压电薄膜之间。
3、可选的，在本申请一实施例中，所述单晶压电薄膜为铌酸锂或钽酸锂，所述谐振器振动模式为厚度剪切振动模式。
4、可选的，在本申请一实施例中，所述声学镜为基底与所述单晶压电薄膜之间构建的空腔结构。
5、可选的，在本申请一实施例中，相邻两个所述调节层之间的距离小于声波波长，所述声波波长接近所述单晶压电薄膜厚度的2倍。
6、可选的，在本申请一实施例中，所述调节层的平面形状为圆形或多边形。
7、可选的，在本申请一实施例中，多个所述调节层中部分所述调节层呈现周期阵列排布。
8、可选的，在本申请一实施例中，多个所述调节层中至少部分所述调节层连通，以使所述第一电极层或所述第二电极层与所述单晶压电薄膜接触位置呈现离散分布。
9、可选的，在本申请一实施例中，所述调节层为空隙层和/或介质层。
10、可选的，在本申请一实施例中，当所述调节层为空隙层时，所述调节层的厚度取值范围为1至1000埃。
11、可选的，在本申请一实施例中，当所述调节层为介质层时，所述调节层的厚度取值范围为1至10000埃。
12、可选的，在本申请一实施例中，当所述调节层为空隙层时，所述第一电极层和所述调节层的重合区域设置有一个或多个释放窗口，所述释放窗口包含多个纵向穿透所述第一电极层的孔结构。
13、可选的，在本申请一实施例中，所述释放窗口的平面形状为圆形或多边形。
14、可选的，在本申请一实施例中，所述释放窗口的平面面积a与所述调节层的平面面积b满足关系式：a≤0.5b，其中a、b均大于0。
15、本申请还提供一种适用于所述的谐振器的机电耦合系数调整方法，所述方法包含：获取机电耦合系数调整参数和确定的调节层材料；根据所述机电耦合系数调整参数和调节层材料调整所述调节层的占空比、排布方式以及调节层厚度。
16、本申请还提供一种滤波器，所述滤波器包含所述的谐振器。
17、可选的，在本申请一实施例中，所述滤波器包含至少两个所述谐振器，且至少两个所述谐振器之间具有不同的调节层。
18、本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包含谐振器和/或具有所述滤波器的电气结构。
19、本申请的有益技术效果在于：随着离子切片技术的成熟，使得在硅衬底或其他复合衬底上能够实现百纳米到几微米厚度的铌酸锂(linbo3，简称ln)或钽酸锂(litao3，简称lt)单晶压电薄膜，本申请利用这类单晶压电薄膜的谐振器工作在厚度剪切振动模式下，一般可以达到20％以上的kt2，最大可以实现约50％的kt2，相较于传统基于aln或一般掺杂浓度的scaln薄膜的体声波谐振器kt2(约6％-10％)要大得多，可以实现大带宽滤波器。通常kt2增大会使得滤波器带宽增大，但同时会导致滚降特性变差，即矩形系数变差，因此，为了实现具有大带宽、高滚降的滤波器，通常需要在一个滤波器中集成具有不同kt2的谐振器。本专利技术可以在同一片晶圆上实现单晶剪切波谐振器的kt2灵活调整，且具有较大的调整范围，使得在一颗滤波器芯片中可以利用不同kt2谐振器最终实现大带宽和高滚降特性，同时可以保证不同kt2的谐振器的q值均保持在较高水平，使得滤波器还具有较低的插入损耗。
20、为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
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1.一种谐振器，其特征在于，所述谐振器包含基底、单晶压电薄膜、第一电极层、第二电极层和调节区域；
2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述单晶压电薄膜为铌酸锂或钽酸锂，所述谐振器振动模式为厚度剪切振动模式。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述声学镜为基底与所述单晶压电薄膜之间构建的空腔结构。
4.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，多个所述调节层中部分所述调节层呈现周期阵列排布。
5.根据权利要求4所述的谐振器，其特征在于，相邻两个所述调节层之间的距离小于声波波长，所述声波波长接近所述单晶压电薄膜厚度的2倍。
6.根据权利要求4所述的谐振器，其特征在于，所述调节层的平面形状为圆形或多边形。
7.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，多个所述调节层中至少部分所述调节层连通，以使所述第一电极层或所述第二电极层与所述单晶压电薄膜接触位置呈现离散分布。
8.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述调节层为空隙层和/或介质层。
9.根据权利要求8所述的谐振器，其特
10.根据权利要求8所述的谐振器，其特征在于，当所述调节层为介质层时，所述调节层的厚度取值范围为1至10000埃。
11.根据权利要求8所述的谐振器，其特征在于，当所述调节层为空隙层时，所述第一电极层和所述调节层的重合区域设置有一个或多个释放窗口，所述释放窗口包含多个纵向穿透所述第一电极层的孔结构。
12.根据权利要求11所述的谐振器，其特征在于，所述释放窗口的平面形状为圆形或多边形。
13.根据权利要求11所述的谐振器，其特征在于，所述释放窗口的平面面积a与所述调节层的平面面积b满足关系式：a≤0.5b，其中a、b均大于0。
14.一种适用于权利要求1至13中任一项所述的谐振器的机电耦合系数调整方法，其特征在于，所述方法包含：
15.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包含至少一个权利要求1至13中任一项所述的谐振器。
16.根据权利要求15所述的滤波器，其特征在于，所述滤波器包含至少两个所述谐振器，且至少两个所述谐振器之间具有不同的调节层。
17.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包含权利要求1至13中任一项所述的谐振器和/或权利要求15或16所述的滤波器的电气结构。
...【技术特征摘要】
1.一种谐振器，其特征在于，所述谐振器包含基底、单晶压电薄膜、第一电极层、第二电极层和调节区域；
2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述单晶压电薄膜为铌酸锂或钽酸锂，所述谐振器振动模式为厚度剪切振动模式。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述声学镜为基底与所述单晶压电薄膜之间构建的空腔结构。
4.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，多个所述调节层中部分所述调节层呈现周期阵列排布。
5.根据权利要求4所述的谐振器，其特征在于，相邻两个所述调节层之间的距离小于声波波长，所述声波波长接近所述单晶压电薄膜厚度的2倍。
6.根据权利要求4所述的谐振器，其特征在于，所述调节层的平面形状为圆形或多边形。
7.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，多个所述调节层中至少部分所述调节层连通，以使所述第一电极层或所述第二电极层与所述单晶压电薄膜接触位置呈现离散分布。
8.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述调节层为空隙层和/或介质层。
9.根据权利要求8所述的谐振器，其特征在于，当所述调节层为空隙层时，所述调节层的厚度取值范围为1至1000埃。
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