一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器制造技术

本发明专利技术公开了一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，所述压电声波谐振器包括：压电声波反射结构、第一电极、第二电极、位于两个电极之间的压电层、以及温度补偿层；所述温度补偿层，采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层，或者，采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层，用于对所述压电声波谐振器中第一电极、压电层和第二电极引起的温度频率偏移进行逆向补偿；其中，x:y不等于1:2。本发明专利技术通过调节温度补偿层材料的温度补偿能力，可以为具有温度补偿层的压电声波谐振器提供更多设计变量，使得谐振器设计过程具有更强的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子器件
，尤其涉及一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器。
技术介绍
随着无线通讯设备的快速普及，对尺寸小、质量轻、性能优的高频滤波器的需求越来越大，在硅晶圆上制作的压电声波滤波器已经广泛地被市场接受。构成这种高性能滤波器的压电声波谐振器主要包括，薄膜体声波谐振器(FBAR)，固态装配谐振器(SMR)。压电声波谐振器的谐振频率由传播路径中各层的厚度和各层中纵向声波的声速所决定。其中，谐振频率主要受压电层的厚度及其声速的影响。两电极的厚度及其内的声速对谐振频率也有较大影响。由空腔构成的声反射镜对谐振频率的影响可以忽略不计，因 为它可以把几乎所有的声能都反射回压电层。如果声反射镜由高声阻抗层和低声阻抗层相间排列而构成，那么反射镜的最顶层会包含一小部分的声能，从而使反射镜的作用在某种程度上会贡献到谐振频率中。压电声波谐振器的压电层、金属或电介层的厚度以及其内的声速都随温度的变化而变化，因此压电声波谐振器的谐振频率也随温度的变化而变化。尽管各层随温度变化而产生的厚度膨胀或收缩会影响谐振频率，但各层内声波传播速度随温度的改变是影响压电声波谐振器谐振频率随温度改变的主要原因。目前应用在压电声波谐振器中的大部分材料都呈现出负的温度系数，即随温度的升高声速会变小，因为材料在较高温下会变“软化”(例如，跨原子力被减弱)。跨原子力的减小会导致材料弹性系数的减小，从而减小声速。例如，氮化铝(AlN)的声速温度系数为_25ppm/°C，钥(Mo)的声速温度系数为-60ppm/°C。由压电声波谐振器构成的射频(RF)滤波器通常有一个通带频率响应，压电声波谐振器的频率温度系数(TCF)会降低射频(RF)滤波器的制造良率，因为由压电声波谐振器所构成的设备或器件只有在一定温度范围内才能满足通带带宽的要求。在大部分所需的双工器的应用中，为了可以在很宽的温度范围内仍能满足要求，低的频率温度系数很重要。包含压电声波谐振器的高稳定振荡器对压电声波谐振器的频率温度系数有更严格的要求，需要频率温度系数极低或是接近零，因为大部分振荡器用来提供参考或定时信号，要求温度变化对这些信号产生极小的影响。为了得到低的频率温度系数，一种常用的方法是在压电声波谐振器层叠结构中增加一层二氧化娃(SiO2)温度补偿层材料。构成压电声波谐振器层叠结构的主要材料基本上都具有负的声速温度系数，而SiO2材料具有正的声速温度系数，通过调整层叠结构中SiO2以及其它各层材料的厚度，在某些滤波器应用中可以有效降低压电声波谐振器频率随温度漂移。然而，在其它一些滤波器应用中需要压电谐振器谐振频率、机电耦合系数、谐振器品质因数、谐振器频率温度系数同时满足一定要求，通过单纯调节谐振器层叠结构中各层厚度难以实现。所以，目前如何实现能调节温度补偿层材料的温度补偿能力，即调节温度补偿层材料的声速温度系数，使得谐振器设计过程具有更强的灵活性，成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，用以解决现有技术中采用的温度补偿方法不能调节补偿层的声速温度系数的问题，从而为压电声波谐振器提供灵活的设计参数。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一方面，本专利技术提供一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，包括压电声波反射结构、第一电极、第二电极和位于两个电极之间的压电层，进一步地，所述压电声波谐振器还包括温度补偿层；所述温度补偿层，采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层，或者，采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层，用于对所述压电声波谐 振器中第一电极、压电层和第二电极的引起的温度频率偏移进行逆向补偿；其中，X:y不等于 1:2。进一步地，本专利技术所述压电声波谐振器中当所述温度补偿层采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层时，所述温度补偿层的声速温度系数随着SixOy中氧比例的增加而增加、随着所述SixOy中硅比例的增加而减少；当所述温度补偿层采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层时，所述温度补偿层的声速温度系数随着正声速温度系数材料厚度的增加而增加、随着负声速温度系数材料厚度的增加而减少。优选地，本专利技术所述压电声波谐振器中，当所述温度补偿层采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层时，所述温度补偿层中正声速温度系数材料采用SiO2,负声速温度系数材料采用电介质或者金属材料。进一步地，本专利技术所述压电声波谐振器中，所述温度补偿层的布置方式采用如下方式中的一种所述温度补偿层布置在所述压电声波反射结构和第一电极之间；所述温度补偿层布置在所述第一电极与压电层之间；所述温度补偿层布置在所述压电层与第二电极之间；所述温度补偿层布置在所述第二电极之上。进一步地，本专利技术所述压电声波谐振器中，所述温度补偿层采用薄膜沉积工艺制备。进一步地，本专利技术所述压电声波谐振器中，所述第一电极与第二电极采用相同或者不同的金属材料；所述金属材料包括金、钨、钥、钼、钌、铱、钛钨、铝或钛。进一步地，本专利技术所述压电声波谐振器中，所述压电层采用如下材料中的一种氮化铝、氧化锌、压电陶瓷、铌酸锂、铌酸钾和钽酸锂。本专利技术有益效果如下本专利技术所述技术方案，通过调节温度补偿层材料的声速温度系数，或者采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层来调节温度补偿层温度补偿能力的方法，使得谐振器设计过程具有更强的灵活性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图I为本专利技术实施例一提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图；图2为本专利技术实施例一中不同x:y比例下压电声波谐振器的频率温度曲线； 图3为本专利技术实施例二提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图；图4为本专利技术实施例三提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图；图5为本专利技术实施例四提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图；图6为本专利技术实施例四中具有复合温度补偿层的压电声波谐振器的频率温度曲线.图7为本专利技术实施例五提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图；图8为本专利技术实施例六提供的一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器的结构图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术实施例提供一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器。本专利技术实施例通过特定薄膜沉积工艺控制谐振器层叠结构中的温度补偿层的声速温度系数，得到可以调节温度补偿能力的温度补偿层；或者在谐振器层叠结构中放置复合温度补偿层，通过调整复合层中具有正声速温度系数的薄膜和具有负声速温度系数薄膜的厚度，同样得到可以调节温度补偿能力的温度补偿层，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，包括压电声波反射结构、第一电极、第二电极和位于两个电极之间的压电层，其特征在于，还包括：温度补偿层；所述温度补偿层，采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层，或者，采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层，用于对所述压电声波谐振器中第一电极、压电层和第二电极的引起的温度频率偏移进行逆向补偿；其中，x:y不等于1:2。

【技术特征摘要】
1.一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器,包括压电声波反射结构、第一电极、第二电极和位于两个电极之间的压电层，其特征在于，还包括温度补偿层； 所述温度补偿层，采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层，或者，采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层，用于对所述压电声波谐振器中第一电极、压电层和第二电极的引起的温度频率偏移进行逆向补偿；其中，X:y不等于1:2。2.如权利要求I所述的温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，其特征在于， 当所述温度补偿层采用由SixOy材料构成的单层温度补偿层时，所述温度补偿层的声速温度系数随着SixOy中氧比例的增加而增加、随着所述SixOy中硅比例的增加而减少； 当所述温度补偿层采用由正声速温度系数材料和负声速温度系数材料叠层构成的复合温度补偿层时，所述温度补偿层的声速温度系数随着正声速温度系数材料厚度的增加而增加、随着负声速温度系数料厚度的增加而减少。3.如权利要求I所述的温度补偿能力可调节的压电声波谐振器，其特征在于， 当所述温度补偿层采用由正...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，杜良桢，庞慰，李建邦，胡念楚，康凯，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：