CN110601674B - 高频声波谐振器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高频声波谐振器及其制备方法，高频声波谐振器至少包括：支撑衬底；位于所述支撑衬底上表面的图案化介质层；位于所述图案化介质层表面的压电膜；位于所述压电膜表面的图案化上电极。本发明的高频声波谐振器及其制备方法，通过在压电膜下方形成图案化介质层，可极大减少压电膜中传播的高频声波能量向衬底泄露，从而形成高频谐振，并使高频声波谐振器保持较高的Q值，并且由于图案与介质材料的可调整性，使得高频声波谐振器综合性能可以根据实际情况进行参数选择。

Description

高频声波谐振器及其制备方法

技术领域

本发明属于信息电子材料与器件技术领域，特别是涉及一种高频声波谐振器及其制备方法。

背景技术

声波滤波器被广泛用于通信领域，而谐振器是声表面波滤波器的核心，设计出高性能的谐振器是提升声波滤波器品质和拓宽其应用领域的关键所在。现有声表面波滤波器面临工作频率难以进一步提高的问题。

目前制备高频声波滤波器的方法之一是利用压电材料中声速更高的声波模式并有效约束该声速更高的声波能量。现有技术实现该方法的途径有悬空压电薄膜和在压电薄膜下制备高低声速能量反射层两类，悬空压电薄膜技术能够有效激发高声速声波，但是该技术制备的高频声波滤波器频率温度稳定性不佳。压电薄膜下制备高低声速能量反射层技术可以利用特殊介质如二氧化硅的温度补偿性能能够得到频率温度稳定性较高的器件，并且压电膜中也可以激发较高的声波，但是该技术制备的器件工作频率难以进一步提高。因此。如何提高声波谐振器的工作频率，并保持声波谐振器的综合性能稳定是本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高频声波谐振器及其制备方法，用于实现高频声波滤波器。通过在压电薄膜下方形成图案化介质膜，可以很大程度减小压电膜中传播的高频声波能量泄露，使得声波谐振器保持高的Q值，并且具有更好的频率温度稳定性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高频声波谐振器的制备方法，所述高频声波谐振器至少包括：

支撑衬底；

位于所述支撑衬底上表面的图案化介质层；

位于所述图案化介质层表面的压电膜；

位于所述压电膜表面的图案化上电极。

可选地，所述图案化介质层的结构包括第一介质和排布于所述第一介质中的空腔。

可选地，所述图案化介质层的结构包括第一介质和排布于所述第一介质中的第二介质，所述第一介质与所述第二介质的材料不同。

可选地，所述第一介质的材料包括绝缘材料、金属材料中的任意一种或多种。

可选地，所述第二介质的材料包括二氧化硅、苯并环丁烯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或多种。

可选地，所述空腔的形状包括矩形、梯形或不规则图形中的任意一种或多种。

可选地，所述第二介质的形状包括矩形、梯形或不规则图形中的任意一种或多种。

可选地，所述图案化上电极的结构包括叉指电极结构、圆环形条状电极结构、扇形条状电极结构或多边形板状电极结构中的一种或多种。

可选地，所述叉指电极结构包括第一连接部、第一叉指、第一独立电极以及第二连接部、第二叉指、第二独立电极；所述第一连接部与所述第二连接部平行间隔排布；所述第一叉指垂直固定于所述第一连接部上，所述第二叉指垂直固定于所述第二固定部上，所述第一叉指和第二叉指等间距交替间隔平行排布于所述第一连接部与第二连接部之间；所述第一独立电极位于第一叉指的指端，与第一叉指互不相连；所述第二独立电极位于第二叉指的指端，与第二叉指互不相连。

可选地，所述第一独立电极连接于第二连接部，所述第二独立电极连接于第一连接部。

可选地：所述压电膜的厚度与所激发的高声速弹性波波长的比值为0.1～1.5。

可选地，所述空腔在叉指的指条宽度方向上的最大宽度与叉指的指条宽度的比值为0.1～1。

可选地，所述空腔在叉指的指条宽度方向上的最大宽度与叉指的指条宽度的比值为1～2。

本发明还提供一种高频声波谐振器的制备方法，所述高频声波谐振器的制备方法包括以下步骤：

1)提供一支撑衬底；

2)于所述支撑衬底的上表面形成图案化介质层；

3)于所述图案化介质层表面形成压电膜；

4)于所述压电膜表面形成图案化上电极。

可选地，所述步骤2)中，形成图案化介质层包括以下步骤：

2-1)于所述支撑衬底上表面形成第一介质；

2-2)经过光刻刻蚀工艺，于第一介质中形成空腔阵列。

可选地，所述步骤2)还包括于所述空腔中填充第二介质，第二介质的材料与所述第一介质的材料互不相同。

如上所述，本发明的高频声波谐振器及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的高频声波谐振器及其制备方法通过利用图案化介质层限制压电膜中激发的高频声波能量，并且由于图案与介质材料的可调整性，使得所述的高频声波谐振器综合性能可以根据实际情况进行参数选择，为高频声波谐振器提供了一种新的设计方法。

附图说明

图1显示为本发明实施一中提供的高频声波谐振器的制备方法流程图。

图2至图5显示为本发明实施例一中提供的高频声波谐振器的制备方法各步骤所得结构的结构示意图。

图5为图6中A-A向的剖面图。

图6显示为本发明实施一中提供的高频声波谐振器的制备方法步骤4)中形成的图案化上电极的俯视结构示意图。

图7显示为本发明提供的另一种图案化上电极的俯视结构示意图。

图8显示为IHP-SAW结构声表面波谐振器在谐振点处的位移量二维图。

图9显示为本发明所提供的高频声波谐振器在谐振点处的位移量二维图。

图10显示为IHP-SAW结构声表面波谐振器和本发明所提供的高频声波谐振器在各自谐振点处纵深方向的位移量对比曲线。

图11显示为IHP-SAW结构声表面波谐振器和本发明所提供的高频声波谐振器激发S0波时对应的导纳-频率响应对比曲线图。

图12显示为LL-SAW结构声表面波谐振器和本发明所提供的高频声波谐振器激发S0波时对应的导纳-频率响应对比曲线图。

图13显示为本发明所提供的高频声波谐振器空腔宽度分别为625nm和125nm情况下激发S0波时对应的导纳-频率响应对比曲线图。

图14显示为本发明实施例二中高频声波谐振器的结构示意图。

元件标号说明

10 支撑衬底

11 图案化介质层

111 第一介质

112 空腔

12 压电膜

13 图案化上电极

131 第一连接部

132 第一叉指

133 第一独立电极

134 第二连接部

135 第二叉指

136 第二独立电极

d 空腔在指条宽度方向上的最大宽度

w 指条宽度

20 支撑衬底

21 图案化介质层

211 第一介质

212 第二介质

22 压电膜

23 图案化上电极

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图14。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种高频声波谐振器及其制备方法。

如图5所示，高频声波谐振器包括：支撑衬底10、位于支撑衬底10上表面的图案化介质层11、位于图案化介质层11表面的压电膜12、位于压电膜12表面的图案化上电极13；其中，图案化介质层11包括第一介质111和阵列排布于第一介质111中的空腔112。

本发明还提供了一种高频声波谐振器的制备方法，如图1所示，高频声波谐振器的制备方法至少包括：

1)提供一支撑衬底；

2)于所述支撑衬底的上表面形成图案化介质层；

3)于所述图案化介质层表面形成压电膜；

4)于所述压电膜表面形成图案化上电极。

下面结合附图进一步详细介绍本实施例的技术方案。

如图2所示，进行步骤1)，提供一支撑衬底10。

作为示例，支撑衬底10的材料可以包括硅、氧化硅、蓝宝石或金刚石衬底中的任意一种。在选择支撑衬底10的材质应该考虑材质的工艺成本、声速和热导率等因素。具体的，优选热导率大于压电膜12的热导率的材质，以提高器件散热性能，减小高频声波谐振器的温度漂移，即提高其温漂稳定性，同时提高其功率承受能力。如果衬底的材质具有高声速特性，若图案化介质层厚度较小时，衬底对谐振的工作频率有一定的提高作用。在本实例中，选用硅为支撑衬底10。

如图3所示，进行步骤2)，于支撑衬底10的上表面形成图化介质层11，图案化介质层11包括第一介质111以及位于第一介质111中的空腔112。

作为示例，第一介质111的材料包括绝缘材料或金属材料中的任意一种或多种。

当图案化介质层11中的第一介质111的材料为金属材料时，由于金属材料与压电膜在声学参数上的差异而形成的声学阻抗反射，反射压电膜激发的弹性波能量。金属材料的图案化介质层还可以通过接地或者悬浮电荷的方式，与图案化上电极一同激发某类高频声波模式如拉姆波。当压电膜的材质为AlN时，金属材料的图案化介质层可以通过接地或者悬浮电荷的方式，与上电极共同形成电场作用于压电膜，使得压电膜中更有效激发的对称型拉姆波(S波)或反对称型拉姆波(A波)的各阶模式，特别是金属材料的图案化介质层以悬浮电极的形式位于压电膜下方时，将会在等效谐振电路模型中引入一个较大的静态电容，使得谐振器具有更高的机电耦合系数和更大的带宽。上述金属材料包括铝、铜、钛、铬、银或铂中的任意一种。

当图案化介质层11中的第一介质111的材料为绝缘材料时，由于绝缘材料与压电膜在声学参数上的差异而形成的声学阻抗反射，使得绝缘材料的图案化介质层11可以反射压电膜激发的弹性波能量。另外由于绝缘材料本身的绝缘性能，使得图案化介质层11可以有效减少器件高频电学泄露，以抑制相关杂波的产生以及提高器件的稳定性。上述绝缘材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铝或碳化硅中的任意一种。当第一介质111的材料选为二氧化硅时，图像化介质层11还可以实现温度补偿效应。在本实施例中，选用二氧化硅为第一介质111。

作为示例，空腔112可以为矩形、梯形或不规则图案中的一种或多种。空腔方向可以与叉指电极指条方向呈任意角度，并且空腔可以位于叉指电极指条下方的任意位置。继续结合图5，空腔在叉指指条宽度方向上的最大宽度d与叉指指条的宽度w的比值可以在0.1～2之间。一方面，由于空腔与压电膜的声学参数差异比一般介质膜与压电膜的声学参数差异大得多，使得空腔是限制压电膜中激发的声波能量的极佳选择，所以如果需要更加有效的限制声波在压电膜中传播，空腔宽度应适当调大。另一方面，由于介质膜一般较空腔具有更高的热导率和更大的声速，某些介质膜如二氧化硅膜还具有温度补偿效应，所以如果需要谐振器具有更高的谐振频率、高的频率温度稳定性以及更好的功率耐受性，空腔宽度适当调小。在本实施例中，空腔112的形状为矩形，空腔位于叉指的正下方，空腔宽度d与叉指指条宽度w的比值为1。

作为示例，在步骤2)中，形成图像化介质层11的步骤包括：

2-1)于支撑衬底上表面沉积介质材料；

2-2)经过光刻刻蚀工艺，于介质材料中形成空腔阵列。

具体的，首先采用外延工艺、沉积工艺、热氧化、溅射工艺、离子束剥离工艺或键合工艺中的一种于支撑衬底10的上表面形成介质材料，然后采用电子束刻蚀、离子束刻蚀、光刻工艺中的一种形成空腔阵列。根据压电膜12所使用的材质不同，所利用的工艺也不同。当然，其它能够于支撑衬底10的上表面形成图案化介质层11的工艺同样适用于本实施例。

如图4所示，进行步骤3)，于图像化介质层11的表面形成压电膜12。

作为示例，压电膜12的形成方法包括外延工艺、沉积工艺、离子束剥离工艺或键合工艺中的一种。在本实施例中，采用物理气相沉积工艺于图案化介质层表面形成压电膜12。

作为示例，压电膜12的材质包括铌酸锂LiNbO3、钽酸锂LiTaO3、氮化铝AlN、氧化锌ZnO或石英，优选声速大且声学损耗小的材料，如铌酸锂单晶薄膜。压电膜12中可以激发包括对称型拉姆波(S波)或反对称型拉姆波(A波)的各阶模式.。为了有效激发该类高声速模式，压电膜12的厚度与所激发的高声速弹性波波长的比值应该在0.1～1.5之间，以有效形成拉姆波。高频声波谐振器因为所述压电膜厚度、切型、弹性波传播方向不同也可产生并利用剪切横波和瑞利波。

如图5所示，进行步骤4)，于压电膜12表面形成图像化上电极13。

作为示例，图案化上电极13的材料包括铝、铜、钛、铬、银或铂中的任意一种。

作为示例，图案化上电极13的结构包括叉指电极结构、圆环形条状电极结构、扇形条状电极结构或多边形板状电极结构中的一种或多种组合。在本实施例中，图像化上电极13的结构为叉指电极结构，如图5所示，叉指电极包括第一连接部131、第一叉指132、独立电极133以及第二连接部134、第二叉指135、第二独立电极136；第一连接部131与第二连接部134平行间隔排布；第一叉指132垂直固定于第一连接部131上，第二叉指135垂直固定于第二连接部135上，第一叉指132和第二叉指135等间距交替间隔平行排布于第一连接部131与第二连接部132之间；第一独立电极133位于第一叉指132的指端，与第一叉指132互不相连；第二独立电极136位于第二叉指135的指端，与第二叉指135互不相连。图5为图4所示的高频谐振器的俯视图，图4为图5中A-A’向的剖面图。独立电极可以抑制寄生的横模杂波。

在另外的实施例中，如图6所示，叉指电极中的第一独立电极133连接于第二连接部134，第二独立电极136连接于第一连接部131，此种结构也可以抑制寄生的横模杂波。

作为示例，步骤3)可以包括如下步骤：

3-1)于压电膜12表面形成上电极材料层；

3-2)采用光刻刻蚀工艺对上电极材料层进行刻蚀以形成图案化上电极13。

通过上述步骤，制备完成了高频声波谐振器。本发明的高频声波谐振器的目标弹性波包括对称型拉姆波或反对称型拉姆波的各阶模式，并有效约束对称型拉姆波或反对称型拉姆波各阶模式的传播。

下面通过数值仿真计算本发明提出的高频声波谐振器的性能。

数值仿真构建模型的基础示例是以叉指铝电极为图案化上电极，叉指电极周期为2.5微米，硅为支撑衬底，以厚度为175纳米的铌酸锂单晶薄膜为压电膜、且支撑衬底与压电膜之间形成有厚度为225纳米的二氧化硅层的声表面波谐振器(即LiNbO3/SiO2/Si结构，也称IHP-SAW结构)。以本发明提出的高频声波谐振器作为发明示例，其是在上述基础示例上进行的改进，将支撑衬底与压电膜之间形成的二氧化硅层制作成为矩形空腔阵列排布于二氧化硅层中的图案化介质层，空腔宽度与单个叉指指条的比值为1，即空腔宽度为625纳米，并且空腔位于叉指上电极正下方。本实施例所利用的是拉姆波的对称模S0波，S0波在LiNbO3中的波速约为6400m/s。

图7和图8对比了不含有图案化绝缘介质薄膜的高频声波谐振器(IHP-SAW)和含有图案化绝缘介质薄膜的高频声波谐振器的质点位移量二维分布图。观察发现，对于图7所示的IHP-SAW，LiNbO3薄膜区域内的质点振动较多的进入到SiO2薄膜以及Si衬底区域，表明压电膜中传播的高频声波能量纵向泄露较多，这也是目前IHP-SAW结构无法进一步提高其工作频率的一个原因。对于图8所示的本发明提供的高频声波谐振器结构的实施例，观察可知，LiNbO3薄膜区域内的质点振动较少的进入到SiO2薄膜以及Si衬底区域，表明压电膜中传播的高频声波能量纵向泄露较少。

图9进一步对比了上述两种示例在纵向高度上的位移量差别，曲线1对应本发明提出的实施例，即发明示例，曲线2对应IHP-SAW结构，即基础示例。对比曲线1和曲线2可知，当谐振器位于谐振点附近时，发明示例中LiNbO3薄膜层(A-B区域)的位移量大于基础示例，表明本发明提供的实施例对应的谐振效率更高。并且本发明提供的实施例，质点位移量基本位于LiNbO3薄膜和Al电极中(所示B以上)，而基础示例的质点位移量在B以下区域还以较大的比例存在，表明本发明所提供的一种高频声波谐振器可以很大程度减小压电膜中传播的高频声波能量泄露。

图10为上述两种结构激发S0波时对应的导纳-频率响应曲线，曲线1对应发明示例，曲线2基础示例。发明示例的谐振点频率为2180MHz，波速为5450m/s，位于图中f1点。基础示例的谐振点频率为2480MHz、波速为6200m/s，位于图中f2点。

对比可知，由于发明示例减小了压电膜中传播的高频声波能量泄露，其在谐振点f1处的谐振峰尖锐，表明在该频率上形成了有效谐振，而基础示例结构谐振峰较为平滑，推测发明示例的谐振点Q值远大于基础示例的谐振点Q值。

目前实现高频声波谐振器的方案有多种，其中利用在压电膜表面下形成的多层高低声速衬底来限制压电膜中的高频声波能量泄露的方法被广泛研究。有文献公开报道过的一种高频声波谐振结构，称之为纵向漏声表面波谐振器(Longitudinal leaky SAW,简写成LL-SAW)结构，由Al叉指电极，LiNbO3压电薄膜，SiO2绝缘介质层与金属铂Pt层交替形成的高低声速反射层(也称做布拉格反射层)，Si支撑衬底构成。图11曲线2即对应该种LL-SAW结构激发S0波时对应的导纳-频率响应曲线，仿真的LL-SAW结构模型设置LiNbO3压电薄膜厚度175纳米，SiO2层225纳米，Pt层325纳米，SiO2层与Pt层交替两次后，再形成一层225纳米的SiO2层，最后支撑衬底为Si层。由图8可知，该LL-SAW结构谐振点频率为2470MHz、波速为6425m/s，位于图中曲线f2点，谐振点f2处的谐振峰尖锐，表明在LL-SAW结构在该频率上形成了有效谐振，具有较高的Q值。而本发明实施例所对应的曲线1，谐振点频率为2180MHz，波速为5450m/s，位于图中f1点。对比曲线1和曲线2，可知两种结构均实现了对压电膜上激发的S0模式高频声波能量的有效限制，LL-SAW结构的谐振频率高于本发明实施例的谐振频率，原因在于，本发明实施例结构中与压电膜一面贴合的SiO2层为所述的图案化空腔结构，低声速的空腔对于压电膜的声速大小具有一定的负面效果。而本发明实施例只包含有一层图案化介质层，与LL-SAW结构中使用了多层高低声速介质膜相比，实现了同样的能量限制效果，所以本发明提出的一种高频声波谐振器及其制备方法为高频声波谐振器的设计提供了新的思路。

上述模型所描述的具体实施例只是本发明所包括的一类结构。下面进一步调整上述实施例中空腔宽度与叉指上电极单个电极宽度的比值，可以得到综合性能更加优异的高频声波谐振器。图12为导纳-频率响应曲线，曲线1对应的实施例为发明示例，曲线2对应的实施例是基于发明示例所做的调整例，将空腔宽度与叉指指条的宽度比值调制为1：5，即空腔宽度为125纳米，位于叉指电极正下方。对应曲线1和曲线2可知，图案化空腔占比降低，其谐振点处的Q值将会降低，但是其谐振频率将会提高，并且由于空气腔的热导率远小于SiO2材料的热导率，空腔占比降低可以以提高器件散热性能，同时提高其功率承受能力。另外由于SiO2材料所具有的温度补偿效应，空腔占比降低还有利用减小所述高频声波谐振器的温度漂移，即提高其温度漂移稳定性。所以如果需要更加有效的限制声波在所述压电膜中传播，空腔宽度应尽可能的大。如果需要提高制备的高频声波谐振器的频率温度稳定性以及功率耐受性，所述空腔宽度应尽量减小。

作为示例，以上只是说明了一种实施例中空腔宽度的调整对于综合性能的影响。在实际应用中，根据所需实现的性能，诸如工作频率、温度漂移特性、功率耐受性等，可以对压电膜的厚度、电极的厚度、占空比以及空腔方向与宽度等参数进行调整，以得到综合性能更加优异的高频声波谐振器。

本实施例提供的高频声波谐振器，采用图案化介质层，可极大减少压电膜中传播的高频声波能量向衬底的泄露，从而形成高频谐振，并使高频声波谐振器保持较高的Q值。

实施例二

本实施例提供了一种高频声波谐振器及其制备方法，本实施例的技术方案与实施例一相似，与实施例一不同的是，本实施例的图像化介质层包括第一介质和排布于第一介质中的第二介质阵列，第一介质与第二介质的材料不同。

如图13所示，本实施例提供的高频声波谐振器包括：支撑衬底20、位于支撑衬底20上表面的图案化介质层21、位于图案化介质层21表面的压电膜22、位于压电膜22表面的图案化上电极23；其中，图案化介质层21包括第一介质211和阵列排布于第一介质211中的第二介质212，第一介质211与第二介质212的材料不同。

作为示例，第二介质212的材料优选为低声速材料，即二氧化硅、苯并环丁烯BCB、聚酰亚胺PI、聚二甲基硅氧烷PDMS材料中的一种或多种。在本实施例中，第二介质212的材料为聚酰亚胺。第二介质212的形状包括矩形、梯形或不规则图形中的任意一种或多种。

在本实施例中，形成图案化介质层23的步骤中还包括沉积第二介质232的步骤。具体的，先采用外延工艺、沉积工艺、热氧化、溅射工艺、离子束剥离工艺或键合工艺于支撑衬底10的上表面形成介质材料，采用光刻刻蚀工艺于介质材料中形成空腔阵列，然后采用沉积工艺或溅射工艺于空腔内形成第二介质。当然，其他能够于支撑衬底上形成图案化介质层的工艺同样适用于本实施例，本实施例并不对形成图案化介质层的具体工艺进行限制。

其余技术方案与实施例一相同，在此不再赘述。

本实施例提供的高频声波谐振器，采用图案化介质层，可极大减少压电膜中传播的高频声波能量向衬底的泄露，从而形成高频谐振，并使高频声波谐振器保持较高的Q值。

综上所述，本发明提供一种高频声波谐振器及其制备方法，所述高频声波谐振器包括支撑衬底；位于所述支撑衬底上表面的图案化介质层；位于所述图案化介质层表面的压电膜；位于所述压电膜表面的图案化上电极；其中，所述图案化介质层至少包括介质和排布于所述介质中的空腔阵列。通过利用所述图案化介质层限制压电膜中激发的高频声波能量，并且由于图案与介质材料的可调整性，使得所述的高频声波谐振器综合性能可以根据实际情况进行参数选择，比如介质材料选择，图案结构选择。若图案化介质层的第一介质为绝缘材料时，由于绝缘材料与压电层在声学参数上的差异而形成的声学阻抗反射，使得绝缘介质层可以反射压电膜激发的弹性波能量。另外由于绝缘介质层材质本身的绝缘性能，使得绝缘介质层可以有效减少器件高频电学泄露，以抑制相关杂波的产生以及提高器件的稳定性。若所述图案化介质层的第一介质为金属材料时，金属介质层可以通过接地或者悬浮电荷的方式，使得压电膜中更有效激发的拉姆波的各阶模式，使得谐振器具有更高的机电耦合系数、更大的带宽和更大的Q值。

本发明提供的高频声波谐振器及其制备方法通过利用所述图案化介质层限制压电膜中激发的高频声波能量，可以获得高频、高Q值的声波谐振器，为高频声波谐振器提供了一种新的设计方法，具很好的产业实用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种高频声波谐振器，其特征在于，所述高频声波谐振器至少包括：

支撑衬底；

位于所述支撑衬底上表面的图案化介质层；

位于所述图案化介质层表面的压电膜；

位于所述压电膜表面的图案化上电极；

其中，所述图案化介质层的结构包括第一介质和排布于所述第一介质中的空腔阵列；或者，所述图案化介质层的结构包括第一介质和排布于所述第一介质中的第二介质阵列，所述第一介质与所述第二介质的材料不同。

2.根据权利要求1所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述第一介质的材料包括绝缘材料、金属材料中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述第二介质的材料包括二氧化硅、苯并环丁烯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述空腔的形状包括矩形、梯形或不规则图形中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述第二介质的形状包括矩形、梯形或不规则图形中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述图案化上电极的结构包括叉指电极结构、圆环形条状电极结构、扇形条状电极结构或多边形板状电极结构中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述叉指电极结构包括第一连接部、第一叉指、第一独立电极以及第二连接部、第二叉指、第二独立电极；所述第一连接部与所述第二连接部平行间隔排布；所述第一叉指垂直固定于所述第一连接部上，所述第二叉指垂直固定于所述第二连接部上，所述第一叉指和第二叉指等间距交替间隔平行排布于所述第一连接部与第二连接部之间；所述第一独立电极位于第一叉指的指端，与第一叉指互不相连；所述第二独立电极位于第二叉指的指端，与第二叉指互不相连。

8.根据权利要求7所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述第一独立电极连接于所述连接部第二连接部，所述第二独立电极连接于第一连接部。

9.根据权利要求1所述的一种高频声波谐振器，其特征在于：所述压电膜的厚度与所激发的高声速弹性波波长的比值为0.1～1.5。

10.根据权利要求7所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述空腔在叉指的指条宽度方向上的最大宽度d与叉指的指条宽度w的比值为0.1～1。

11.根据权利要求7所述的高频声波谐振器，其特征在于，所述空腔在叉指的指条宽度方向上的最大宽度d与叉指的指条宽度w的比值为1～2。

12.一种高频声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述高频声波谐振器的制备方法包括以下步骤：

1)提供一支撑衬底；

2)于所述支撑衬底的上表面形成图案化介质层；

3)于所述图案化介质层表面形成压电膜；

4)于所述压电膜表面形成图案化上电极；

其中，2)中形成图案化介质层至少包括以下步骤：2-1)于所述支撑衬底上表面形成第一介质，2-2)经过光刻刻蚀工艺，于第一介质中形成空腔阵列；或者，2)中形成图案化介质层至少包括以下步骤：2-1)于所述支撑衬底上表面形成第一介质，2-2)经过光刻刻蚀工艺，于第一介质中形成空腔阵列，2-3)于所述空腔中填充第二介质，第二介质的材料与所述第一介质的材料互不相同。

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