CN112787616B - 一种谐振器的调频方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种谐振器的调频方法。所述谐振器由下电极、压电层、上电极依次叠加构成。所述的压电层上部电极宽度小于或大于下部电极宽度；固定谐振器下电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节上电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；本发明方法固定谐振器上电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节下电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；本发明谐振器调频方法易于集成且适合量产的可调谐的谐振器，使其能够实现在一片晶圆上制造不同谐振频率的谐振器。
Description
技术领域
本发明属于谐振器技术领域，尤其涉及一种谐振器的调频方法。
背景技术
随着无线通讯技术的超高速发展和通讯终端的多功能化，对工作在射频频段的频率器件提出了更高性能的要求。滤波器是由多个谐振器搭建起来的，谐振器的谐振频率决定了滤波器的带通频段。2G、3G、4G以及WiFi都有一套自己的射频滤波频段。随着无线通信的朝多频段、多制式、多协议的快速发展，且整机越来越小，集成度和通信频率越来越高，频率资源也越来越拥挤，对滤波器性能要求以及各个谐振频率的分布要求也随之增高，这就对谐振器的调谐技术提出了更高的要求。
现有的谐振器电调技术主要有：使用外接LC电路或PIN可变电容来实现电调；利用铁电体在不同偏压下介电常数的变化来调谐；使用片上集成的可变电容来实现可变电容。但外加元件进行调谐时，外加元件的电容电感的值对谐振器的性能有很大的影响。因此急需一种工艺简单，易于集成且适合量产的可调谐的薄膜体声波谐振器，使其能够实现在一片晶圆上制造不同谐振频率的谐振器。
本发明就是针对该问题，实现其调整频率的需求，即根据滤波器所在频段来定义且不同电极宽度的差值越大，调频的范围越大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种通过调节谐振器的压电材料上的上下电极的宽度差来调节谐振器的谐振频率的调频方法。
本发明采用如下技术方案：一种谐振器的调频方法，其特征在于，由下电极、压电层、上电极依次叠加。
所述的压电层上部电极宽度小于或大于下部电极宽度；
所述压电层的材料刻蚀形成的截面形状可图案化为：圆形、正方形、矩形、规则多边形或不规则多边形；
所述压电材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、钪掺杂氮化铝、PZT或ZnO；
所述电极截面要求的形状可为：正方形、矩形、规则多边形或不规则多边形；所述嵌入型电极的材料为铂、钼、铜、铝、金或钨；
本发明结构所述的一种谐振器的调频方法，其特征在于：
固定谐振器下电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节上电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；
固定谐振器上电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节下电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；
本发明的优点在于：
相对于传统的已有的谐振器调频方法易于集成且适合量产的可调谐的谐振器，使其能够实现在一片晶圆上制造不同谐振频率的谐振器。
附图说明
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1：为现有技术的一种谐振器的截面结构示意图。
图2：为本发明第一实施例提供的压电层上部电极宽度大于下部电极谐振器的截面结构示意图。
图3：为本发明第二实施例提供的压电层上部电极宽度小于下部电极谐振器的截面结构示意图。
图4：为本发明第一、二实施例提供的电极俯视为矩形的谐振器的俯视图。
图5：为本发明第三实施例提供的电极俯视为不规则形状的谐振器的俯视图。
图6：为本发明第四实施例提供的电极俯视为圆形的谐振器的俯视图。
图7：为本发明第一实施例提供的压电层下部电极宽度不变，上部电极宽度由大变小构造的谐振器阻抗曲线示意图。
图8：为本发明第一实施例提供的压电层下部电极宽度不变，上部电极宽度由大变小构造的谐振器谐振频率变化示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明实施例。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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，并获得其他的实施方式。
下面结合图1至图8介绍本发明的具体实施例。
本发明第一实施例具体如下：
所述谐振器由下电极、压电层、上电极依次叠加。
所述的压电层上部电极宽度小于或大于下部电极宽度；
所述压电层的材料刻蚀形成的截面形状可图案化为：圆形、正方形、矩形、规则多边形或不规则多边形；
所述压电材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、钪掺杂氮化铝、PZT或ZnO；
所述电极截面要求的形状可为：正方形、矩形、规则多边形或不规则多边形；所述嵌入型电极的材料为铂、钼、铜、铝、金或钨；
本发明还涉及一种谐振器的调频方法：
固定谐振器下电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节上电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；
固定谐振器上电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节下电极的宽度来调节谐振器的谐振频率。
本发明第二实施例具体如下：
本发明提供一种谐振器的调频方法，图2展示了压电层103沉积在被刻蚀过的下部较宽电极102上，再将上部较窄电极101沉积在压电层103上。图3展示了压电层103沉积在被刻蚀过的下部较窄电极102上，再将上部较宽极101沉积在压电层103上。图3展示了电极俯视为矩形的谐振器。
本发明并不对压电层103的形状和电极101，102的形状进行限定。压电层103截面形状可为圆形，或者正方形、矩形等规则多边形，参见图4、5当然也可以是不规则多边形。电极101，102截面要求的形状可为圆形，或者矩形、正方形等规则多边形，参见图6，当然也可以是不规则多边形，参见图5。
此外，该谐振器下可加衬底。本发明并不对材料进行限定，压电层103可为铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、PZT、ZnO等压电材料，电极101，102材料可为铂、钼、铜、铝、金、钨等金属。
压电层103上的电极101，102被交替施加上正负电压后，同时101正电极的左右两边电极也加负电极，102负电极亦然，压电层103内部会产生多方向的电场耦合，产生声学谐振。
本发明结构所述的一种谐振器的调频方法，通过调节谐振器的压电材料上不同电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，进而调节谐振器的谐振频率。
本发明的优点在于相对于传统的已有的谐振器调频方法易于集成且适合量产的可调谐的谐振器，使其能够实现在一片晶圆上制造不同谐振频率的谐振器。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种谐振器的调频方法，其特征在于：
所述谐振器由下电极、压电层、上电极依次叠加；
所述的压电层上部电极宽度小于或大于下部电极宽度；
所述压电层的材料刻蚀形成的截面形状可图案化为：圆形、规则多边形或不规则多边形；
所述压电材料包括铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、钪掺杂氮化铝、PZT或ZnO；
所述上电极、下电极的截面要求的形状可为：规则多边形或不规则多边形；
所述上电极、下电极的材料为铂、钼、铜、铝、金或钨；
其中，多个所述压电层上部电极宽度小于或大于下部电极宽度的谐振器在同一片晶圆上。
2.根据权利要求1所述的谐振器的调频方法，其特征在于：
所述调频方法包括以下步骤：
固定谐振器下电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节上电极的宽度来调节谐振器的谐振频率；
固定谐振器上电极的宽度，来调节电极的相对金属率，从而调节电极损耗与压电层的压电参数，通过调节下电极的宽度来调节谐振器的谐振频率。
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