CN108134588B - 一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，包括顶电极、压电层和底电极构成的层状结构，以及基板；底电极和基板之间设有反射界面；所述的层状结构的外轮廓为一条曲线和至少一条直线线段连接而成的封闭线型。本发明所述的层状结构的外轮廓只有一个曲线面，其它均为平面，从而形成一个非对称的几何图形，使得形成的横向驻波在反射回来时均不在同一位置，从而分散和抵消；本发明通过限定层状结构的形状，从而达到抑制横向驻波的目的，没有增加新的工艺，控制了器件的制作成本，使产品开发之效益最大化。
Description
技术领域
本发明属于谐振器领域，具体涉及一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器。
背景技术
随着通讯频段的演进，其所需求的频率越来越高，在高频率的需求下，其谐振器需要提供更好的Q值才能减少滤波器的损耗，得到一具更高质量的滤波响应。通过抑制横向驻波来提升Q值的方式有很多，然而大部分都要额外增加工艺的层数，这样势必会增加器件的制作成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，在不额外增加工艺层数中进行改进，既能达到抑制横波效应的目的，又控制了器件的制作成本。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，包括顶电极、压电层和底电极构成的层状结构，以及基板；其特征在于：所述的底电极和基板之间设有反射界面；所述的层状结构的外轮廓为一条曲线和至少一条直线线段连接而成的封闭线型。
按上述方案，所述的曲线为一凸或一凹的线型。
按上述方案，所述的直线线段为2条以上，相邻的直线线段之间的夹角角度大于0度、小于180度。
按上述方案，所述的反射界面为底电极和基板之间的空气腔。
按上述方案，所述的反射界面由高声阻与低声阻材料交叠形成。
按上述方案，所述的压电层采用具有压电特性的材料。
按上述方案，所述的具有压电特性的材料为AlN、AlScN、ZnO、PZT、LiNo3或LTaO3 等。
本发明的有益效果为：所述的层状结构的外轮廓只有一个曲线面，其它均为平面，从而形成一个非对称的几何图形，使得形成的横向驻波在反射回来时均不在同一位置，从而分散和抵消；本发明通过限定层状结构的形状，从而达到抑制横向驻波的目的，没有增加新的工艺，控制了器件的制作成本，使产品开发之效益最大化。
附图说明
图1为本发明一实施例的剖视图。
图2为本发明又一实施例的剖视图。
图3为本发明再一实施例的剖视图。
图4为本发明一实施例的俯视图。
图5为本发明又一实施例的俯视图。
图6为本发明再一实施例的俯视图。
图中：101-顶电极，102-压电层，103-底电极，104-空气腔，105-基底；201-顶电极，202-压电层，203-底电极，204-空气腔，205-基底；301-顶电极，302-压电层，303-底电极，305-基底，306-布拉格反射镜；401-顶电极，4011-曲线，4012-直线段，402-压电层，403-底电极；501-顶电极，5011-曲线，5012-第一直线段，5013-第二直线段，502-压电层，503-底电极；601-顶电极，6011-曲线，6012-第一直线段，6013-第二直线段，6014-第三直线段，602-压电层，603-底电极。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，包括顶电极、压电层和底电极构成的层状结构，以及基板；所述的底电极和基板之间设有反射界面；所述的层状结构的外轮廓为一条曲线和至少一条直线线段连接而成的封闭线型。所述的曲线为一凸或一凹的线型，例如圆弧形、椭圆弧形、抛物线形或任意光滑曲线，但只允许有一个弯曲方向。
图1为本发明一实施例的剖视图，薄膜体声波谐振器包括顶电极101、压电层102和底电极103构成的层状结构，其中底电极103和基板105之间还设有空气腔104，空气腔104作为反射界面。
图2为本发明又一实施例的剖视图，薄膜体声波谐振器包括顶电极201、压电层202和底电极203构成的层状结构，其中基板205中设有由蚀刻孔洞所形成的空气腔204，空气腔204作为反射界面。
图3为本发明再一实施例的剖视图，薄膜体声波谐振器包括顶电极301、压电层302和底电极303构成的层状结构，底电极303与基底305之间设有若干层由高声阻与低声阻材料交叠所形成的布拉格反射镜306，布拉格反射镜306作为反射界面。所述的高声阻和低声阻为相对概念。
以上压电层均采用AlN、AlScN、ZnO、PZT、LiNo3或LTaO3等具有压电特性的材料。
实施例一：
如图4所示，本实施例包括从下到上依次形成的底电极403、压电层402和顶电极401，顶电极401外部轮廓为一条凸形的曲线4011和一条连接曲线4011两个端点的直线段4012。制作时，只要在每层工艺中限定所生长的层状结构的外轮廓即可，不额外增加工艺层数。
本实施例适用于图1、图2和图3所述的薄膜体声波谐振器。
实施例二：
本实施例的原理和结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：如图5所示，包括从下到上依次形成的底电极503、压电层502和顶电极501。以顶电极501为例，顶电极501的外部轮廓为一条凸形的曲线5011、第一直线段5012和第二直线段5013三条线连接构成。第一直线段5012和第二直线段5013之间的夹角大于0度、小于180度。
本实施例适用于图1、图2和图3所述的薄膜体声波谐振器。
实施例三：
本实施例的原理和结构与实施例一基本相同，其不同之处在于：如图6所示，包括从下到上依次形成的底电极603、压电层602和顶电极601。以顶电极601为例，顶电极601的封闭线型由一条凸形的曲线6011、第一直线段6012、第二直线段6013和第三直线段6014四条线连接构成。第一直线段6012和第三直线段6014互相平行。
本实施例适用于图1、图2和图3所述的薄膜体声波谐振器。
本发明的设计思想在于：通过设计仅有一个曲线边以及任意平边所组成的形状，形成一非对称的谐振器，横向驻波在非对称的压电层内进行反射将大幅减少与原波在同一方向上，从而让横向驻波的能量达到衰减，最终达到提升Q值的效果。一个曲线边加上任意平边形成的封闭图形，其在设计上可通过调节不同的任意平边与夹角，以适用于不同要求（例如Q值要求、形状要求、体积要求等）的谐振器，在设计上更具弹性，可达到抑制横向驻波的效果也更具弹性。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，包括顶电极、压电层和底电极构成的层状结构，以及基板；其特征在于：所述的底电极和基板之间设有反射界面；所述的层状结构的外轮廓为一条曲线和至少两条直线线段连接而成的封闭线型；相邻的直线线段之间的夹角角度大于0度、小于180度；所述的曲线为一凸或一凹的线型。
2.根据权利要求1所述的抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述的直线线段为3条以上，其中至少有两条直线线段互相平行。
3.根据权利要求1所述的抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述的反射界面为底电极和基板之间的空气腔。
4.根据权利要求1所述的抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述的反射界面由高声阻与低声阻材料交叠形成。
5.根据权利要求1所述的抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述的压电层采用具有压电特性的材料。
6.根据权利要求5所述的抑制横波效应的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述的具有压电特性的材料为AlN、AlScN、ZnO、PZT、LiNO3或LiTaO3。
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