CN112953439A - 一种声表面波谐振器和射频滤波器 - Google Patents
一种声表面波谐振器和射频滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112953439A CN112953439A CN202110378688.7A CN202110378688A CN112953439A CN 112953439 A CN112953439 A CN 112953439A CN 202110378688 A CN202110378688 A CN 202110378688A CN 112953439 A CN112953439 A CN 112953439A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bus bar
- sub
- electrode finger
- gap
- acoustic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/25—Constructional features of resonators using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种声表面波谐振器和射频滤波器,该声表面波谐振器包括:衬底;位于衬底上的压电层;电极层,电极层位于压电层远离衬底的一侧;电极层包括叉指式换能器,叉指式换能器包括:第一汇流条和交替排布连接至第一汇流条的第一电极指和第一虚设电极指;第二汇流条和交替排布连接至第二汇流条的第二电极指和第二虚设电极指;第一电极指和第二虚设电极指相对设置,第一电极指和第二虚设电极之间具有第一间隙,第二电极指和第一虚设电极指相对设置,第二电极指和第一虚设电极之间具有第二间隙。本发明实施例提供的声表面波谐振器和射频滤波器,可以使横向模式波纹得到有效的抑制。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,特别是涉及一种声表面波谐振器和射频滤波器。
背景技术
随着通信技术从2G发展至5G,通信频段数目逐步增加(从2G的4个频段上升到5G的50余个频段)。为了提高智能手机对不同通信制式的兼容能力,5G智能手机所需要的滤波器用量将显著上升,推动滤波器市场大规模增长。目前无线通信终端中广泛应用的射频滤波器是声表面波滤波器,负责接收和发射通道的射频信号,将输入的多种射频信号中特定频率的信号输出。同时,随着移动通讯技术的持续发展和射频前端模组化发展,市场对滤波器的需求趋向复杂化,高端化,小型化。
基于单晶压电钽酸锂衬底的声表面波器件已广泛应用于射频滤波器,受限于单晶压电材料的Q值和高频率温度系数,已难满足射频前端芯片的要求。
仍然采用传统设计的声表面波谐振器和射频滤波器在实际应用中会出现很强的横向模式波纹,通带杂波严重,导致整体器件性能的恶化。
发明内容
本发明实施例提供的声表面波谐振器和射频滤波器,可以使横向模式波纹得到有效的抑制。
第一方面,本发明实施例提供一种声表面波谐振器,该声表面波谐振器包括:衬底;
位于所述衬底上的压电层;
电极层,所述电极层位于所述压电层远离所述衬底的一侧;
所述电极层包括叉指式换能器,所述叉指式换能器包括:第一汇流条和交替排布连接至所述第一汇流条的第一电极指和第一虚设电极指;第二汇流条和交替排布连接至所述第二汇流条的第二电极指和第二虚设电极指;所述第一电极指和所述第二虚设电极指相对设置,所述第一电极指和所述第二虚设电极之间具有第一间隙,所述第二电极指和所述第一虚设电极指相对设置,所述第二电极指和所述第一虚设电极之间具有第二间隙;
所述第一汇流条包括第一子汇流条和第二子汇流条,所述第一子汇流条和所述第二子汇流条连接;
所述第二汇流条包括第三子汇流条和第四子汇流条,所述第三子汇流条与所述第四子汇流条连接;所述第一间隙包括第一子间隙和第二子间隙,所述第二间隙包括第三子间隙和第四子间隙,所述第一子间隙以及所述第三子间隙位于所述第一子汇流条和所述第三子汇流条之间,所述第二子间隙以及所述第四子间隙位于所述第二子汇流条和所述第四子汇流条之间;
其中,各所述第一子间隙沿第一方向排布,各所述第三子间隙沿第一方向排布,各所述第二子间隙沿第二方向排布,各所述第四子间隙沿第二方向排布;
第一方向与第三方向的夹角范围为2°~15°,第二方向与第三方向的夹角范围为2°~15°,在与所述压电层的平面平行的方向上,所述第三方向与所述第一电极指的长度方向垂直。
可选的,所述第一子汇流条和所述第三子汇流条平行,所述第一子汇流条的长度方向与所述第一方向平行,所述第二子汇流条和所述第四子汇流条平行,所述第二子汇流条的长度方向与所述第二方向平行。
可选的,相邻所述第一间隙之间设置有一所述第一电极指,相邻所述第二间隙之间设置有一所述第二电极指。
可选的,所述第一电极指和所述第二电极指均包括主体和与所述主体一体连接的端头,所述第一电极指的所述端头位于所述第一电极指的主体远离所述第一汇流条的一侧,所述第二电极指的所述端头位于所述第二电极指的主体远离所述第二汇流条的一侧;
所述第一虚设电极指和所述第二虚设电极指均包括主体和与所述主体一体连接的端头,所述第一虚设电极指的所述端头位于所述第一虚设电极指的主体远离所述第一汇流条的一侧,所述第二虚设电极指的所述端头位于所述第二虚设电极指的主体远离所述第二汇流条的一侧;
在第三方向上,所述端头的宽度大于所述主体的宽度。
可选的,在第三方向上,所述端头的宽度为所述主体的宽度的1.2倍~1.8倍。
可选的,所述第一电极指上的端头与所述第二虚设电极指上的端头相对设置;
所述第二电极指上的端头与所述第一虚设电极指上的端头相对设置。
可选的,所述电极层还包括反射栅结构;
所述反射栅结构包括第三汇流条、第四汇流条和反射栅;所述第三汇流条与所述第四汇流条平行设置;
所述反射栅的第一端与所述第三汇流条连接,所述反射栅的第二端与所述第四汇流条连接;
在所述第一子汇流条远离所述第二子汇流条的一侧设置一个反射栅结构,在所述第二子汇流条远离所述第一子汇流条的一侧设置一个反射栅结构;
其中,所述第三汇流条与所述反射栅垂直且所述第三汇流条与所述第一方向的夹角范围为2~15°;
或者所述第三汇流条与所述反射栅的夹角范围为75°~88°且位于所述第一子汇流条远离所述第二子汇流条的一侧的反射栅结构中的所述第三汇流条的长度方向与所述第一方向平行,以及位于第二子汇流条远离所述第一子汇流条的一侧的反射栅结构中的第三汇流条的长度方向与所述第二方向平行。
可选的,所述压电层的压电材料包括定位边,所述压电材料的定位边平行于所述第一电极指、所述第二电极指、所述第一虚设电极指和所述第二虚设电极指。
可选的,本发明实施例提供的声表面波谐振器还包括能量陷阱层,所述能量陷阱层位于所述衬底和所述压电层之间;
第一介质层,所述第一介质层位于所述能量陷阱层和所述压电层之间;
第二介质层,所述第二介质层位于所述电极层远离所述压电层的一侧,并覆盖所述电极层。
第二方面,本发明实施例提供一种射频滤波器,该射频滤波器包括本发明任意实施例提供所述的声表面波谐振器。
本发明实施例提供的声表面波谐振器,通过改变第一方向与第三方向的夹角,改变第二方向与第三方向的夹角,实现声表面波谐振器的横向模式波纹的抑制,当第一方向与第三方向的夹角范围在2°~15°,第二方向与第三方向的夹角范围在2°~15°时,横向模式波纹就可以得到有效的抑制。本发明实施例提供的声表面波谐振器,可以使横向模式波纹得到有效的抑制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种叉指式换能器的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图;
图7为现有技术中声表面波谐振器与本发明实施例提供的声表面波谐振器的导纳实测结果示意图;
图8为本发明实施例提供的声表面波谐振器在第一方向与第三方向夹角不同时的导纳实部的实测结果示意图;
图9为本发明实施例提供的声表面波谐振器在第一方向与第三方向夹角不同时的导纳幅值的实测结果示意图;
图10为本发明实施例提供的又一种叉指式换能器的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一种电极层的俯视结构示意图;
图12为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图;
图13为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图;
图14为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图;
图15为本发明实施例提供的又一种电极层的俯视结构示意图;
图16为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的俯视结构示意图;
图17为现有技术中射频滤波器与本发明实施例提供的射频滤波器的插入损耗的实测结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例,而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的结构示意图,图2为本发明实施例提供的一种叉指式换能器的结构示意图,参考图1和图2,本发明实施例提供的声表面波谐振器包括:衬底110;位于衬底110上的压电层120;电极层130,电极层130位于压电层120远离衬底110的一侧;电极层130包括叉指式换能器131,叉指式换能器131包括:第一汇流条10和交替排布连接至第一汇流条10的第一电极指20和第一虚设电极指30;第二汇流条40和交替排布连接至第二汇流条40的第二电极指50和第二虚设电极指60;第一电极指20和第二虚设电极指60相对设置,第一电极指20和第二虚设电极60之间具有第一间隙70,第二电极指50和第一虚设电极指30相对设置,第二电极指50和第一虚设电极30之间具有第二间隙80;第一汇流条10包括第一子汇流条11和第二子汇流条12,第一子汇流条11和第二子汇流条12连接;第二汇流条40包括第三子汇流条41和第四子汇流条42,第三子汇流条41与第四子汇流条42连接;第一间隙70包括第一子间隙71和第二子间隙72,第二间隙80包括第三子间隙81和第四子间隙82,第一子间隙71以及第三子间隙81位于第一子汇流条11和第三子汇流条41之间,第二子间隙72以及第四子间隙82位于第二子汇流条12和第四子汇流条42之间;其中,各第一子间隙71沿第一方向x排布,各第三子间隙81沿第一方向x排布,各第二子间隙72沿第二方向y排布,各第四子间隙82沿第二方向y排布;第一方向x与第三方向z的夹角β的范围为2°~15°,第二方向y与第三方向z的夹角θ的范围为2°~15°,在与压电层的平面平行的方向上,第三方向z与第一电极指20的长度方向垂直。
具体的,衬底110的材料可以为高阻硅,高阻硅可以为P型高阻硅或者N型高阻硅,高阻硅的电阻率大于2000Ω·cm,优选的,高阻硅的电阻率大于10000Ω·cm。压电层120的材料可以是钽酸锂和铌酸锂,其中钽酸锂切角可以是30°~50°,压电层120的厚度可以在300~1000nm范围内,在压电层120的表面通过电子束蒸发、等离子体、磁控溅射等方式沉积金属膜而形成电极层130,其中,沉积金属膜的材料可以是钛、铬、铜、银、铝等或者它们的组合。第一电极指20、第一虚设电极指30、第二电极指50、第二虚设电极指60的条数均相等,第一子汇流条11上交替连接了第一电极指20和第一虚设电极指30,第二子汇流条12上交替连接了第一电极指20和第一虚设电极指30,第三子汇流条41上交替连接了第二电极指50和第二虚设电极指60,第四子汇流条42上交替连接了第二电极指50和第二虚设电极指60。第一子间隙71位于与第一子汇流条11连接的第一虚设电极指30和与第三子汇流条41连接的第二电极指50之间,第三子间隙81位于与第一子汇流条11连接的第一电极指20和与第三子汇流条41连接的第二虚设电极指60之间,第二子间隙72位于与第二子汇流条12连接的第一虚设电极指30和与第四子汇流条42连接的第二电极指50之间,第四子间隙82位于与第二子汇流条12连接的第一电极指20和与第四子汇流条42连接的第二虚设电极指60之间。第一子间隙71的排布方向与第三子间隙81的排布方向平行,第一子间隙71的沿第一方向x排布,第一方向x与第三方向z的夹角β大于2°小于15°,第二子间隙72的排布方向与第四子间隙82的排布方向平行,第二子间隙72沿第二方向y排布,第二方向y与第三方向z的夹角θ大于2°小于15°。图3为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图,参考图3,第一子间隙71的排布方向和第三子间隙81的排布方向可以与第二方向y平行,第二子间隙72的排布方向和第四子间隙82的排布方向可以与第一方向x平行。第一子汇流条11连接的第一电极指20的数量与第二子汇流条12连接第一电极指20的数量可以相等,也可以不相等,图4为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图,参考图4,第一子汇流条11连接的第一电极指20的数量大于第二子汇流条12连接第一电极指20的数量,图5为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图,参考图5,第一子汇流条11连接的第一电极指20的数量小于第二子汇流条12连接第一电极指20的数量。第一方向x与第三方向z的夹角β与第二方向y与第三方向z的夹角θ可以相等,也可以不相等,图6为本发明实施例提供的另一种叉指式换能器的结构示意图,参考图6第一方向x与第三方向z的夹角β小于第二方向y与第三方向z的夹角θ。图7为现有技术中声表面波谐振器与本发明实施例提供的声表面波谐振器的导纳实测结果示意图,参考图7,图7中的虚线21表示现有技术中声表面谐振器的导纳幅值与频率的关系示意图,图7中的虚线22表示现有技术中声表面谐振器的导纳实部与频率的关系示意图,图7中的实线23表示本发明实施例提供的声表面谐振器的导纳幅值与频率的关系示意图,图7中的实线24表示本发明实施例提供的声表面谐振器的导纳实部与频率的关系示意图,从图7中可以很明显的看出,现有技术中声表面波谐振器的导纳实部与频率的关系曲线中出现的横向模式波纹,其中横向模式波纹包括波纹a1-a6,在实际应用中,产生多的横向模式波纹不适合射频滤波器的生成,图7中的实线24没有出现图7虚线22所出现的横向模式波纹a1-a6,可见,本发明实施例提供的声表面波谐振器能够有效的抑制横向波纹。图8为本发明实施例提供的声表面波谐振器在第一方向与第三方向夹角不同时的导纳实部的实测结果示意图,图9为本发明实施例提供的声表面波谐振器在第一方向与第三方向夹角不同时的导纳幅值的实测结果示意图,参考图8和图9,在纵坐标加上一定的dB值,使实测结果示意图看起来更直观,当第一方向与第三方向的夹角为0°,第二方向与第三方向的夹角与第一方向与第三方向的夹角相等时,声表面波谐振器出现了严重的横向模式波纹,当第一方向与第三方向的夹角分别为3°,5°,7°和11°,第二方向与第三方向的夹角与第一方向与第三方向的夹角相等时,横向模式波纹就可以得到有效的抑制,优选的,第一方向与第三方向的夹角在3°以上,横向模式波纹的抑制效果更明显。需要说明的是,第一方向与第三方向的夹角改变,第二方向与第三方向的夹角改变时,第一电极指、第二电极指、第一虚设电极指和第二虚设电极指的长度、宽度和方向均不变。
本发明实施例提供的声表面波谐振器,通过改变第一方向与第三方向的夹角,改变第二方向与第三方向的夹角,实现声表面波谐振器的横向模式波纹的抑制,当第一方向与第三方向的夹角范围在2°~15°,第二方向与第三方向的夹角范围在2°~15°时,横向模式波纹就可以得到有效的抑制。本发明实施例提供的声表面波谐振器,可以使横向模式波纹得到有效的抑制。
可选的,继续参考图2,第一子汇流条11和第三子汇流条41平行,第一子汇流条11的长度方向与第一方向x平行,第二子汇流条12和第四子汇流条42平行,第二子汇流条12的长度方向与第二方向y平行。
具体的,第一子间隙71的排布方向与第一子汇流条11的长度方向平行,第三子间隙81与第三子汇流条41的长度方向平行,第二子间隙72的排布方向与第二子汇流条12的长度方向平行,第四子间隙82的排布方向与第四子汇流条42的长度方向平行。需要说明的是,与第一子汇流条11连接的第一电极指20的孔径中心点的连线方向平行于第一方向x,与第三子汇流条41连接的第二电极指50的孔径中心点的连线方向平行于第一方向x,与第二子汇流条12连接的第一电极指20的孔径中心点的连线方向平行与第二方向y,与第四子汇流条42连接的第二电极指50的孔径中心点的连线方向平行与第二方向y。
可选的,继续参考图2,相邻第一间隙70之间设置有一第一电极指20,相邻第二间隙80之间设置有一第二电极指50。
具体的,第一间隙70包括第一子间隙71和第二子间隙72,第一间隙70之间设置有一第一电极指20,可以是第一子间隙71与第一子间隙71之间设置有一第一电极指20,也可以是第二子间隙72与第二子间隙72之间设置有一第一电极指20,也可以是第一子间隙71与第二子间隙72之间设置有一第一电极指20。第二间隙80包括第三子间隙81和第四子间隙82,第二间隙80之间设置有一第二电极指50,可以是第三子间隙81与第三子间隙81之间设置有一第二电极指50,也可以是第四子间隙82与第四子间隙82之间设置有一第二电极指50,也可以是第三子间隙81与第四子间隙82之间设置有一第二电极指50。
可选的,图10为本发明实施例提供的又一种叉指式换能器的结构示意图,参考图10,第一电极指20和第二电极指50均包括主体11和与主体11一体连接的端头12,第一电极指20的端头12位于第一电极指20的主体11远离第一汇流条10的一侧,第二电极指50的端头12位于第二电极指50的主体11远离第二汇流条40的一侧;第一虚设电极指30和第二虚设电极指60均包括主体11和与主体11一体连接的端头12,第一虚设电极指30的端头12位于第一虚设电极指30的主体11远离第一汇流条10的一侧,第二虚设电极指60的端头12位于第二虚设电极指60的主体11远离第二汇流条40的一侧;在第三方向z上,端头12的宽度大于主体11的宽度。
具体的,声表面波的传播方向平行于第三方向z,设置端头12的宽度大于主体11的宽度可以使端头12阻挡声表面波中横向能量泄露,抑制声表面波中的杂波,提高声表面波谐振器的Q值。需要说明的是,图10只是示例性的画出端头12的形状为长方形,端头12的形状也可以为三角形或多边形。
可选的,在第三方向上,端头的宽度为主体的宽度的1.2倍~1.8倍。
具体的,将端头的宽度设置为主体的宽度的1.2倍~1.8倍,以及将端头的在沿第一电极指的长度方向上的长度设置为叉指式换能器波长的0.3~0.7倍,可以进一步使端头阻挡声表面波中横向能量泄露,更好的抑制声表面波中的杂波,进一步提高声表面波谐振器的Q值。
可选的,继续参考图10,第一电极指20上的端头12与第二虚设电极指60上的端头12相对设置;第二电极指50上的端头12与第一虚设电极指30上的端头12相对设置。
具体的,将第一电极指20上的端头12与第二虚设电极指60上的端头12相对设置,第二电极指上50的端头12与第一虚设电极指30上的端头12相对设置,可以进一步使端头12阻挡声表面波中横向能量泄露,更好的抑制声表面波中的杂波,进一步提高声表面波谐振器的Q值。
可选的,沿第一电极指的长度方向上,第一虚设电极指的长度为叉指式换能器波长的0.5~1.5倍;叉指式换能器的孔径为叉指式换能器波长的9~40倍。
具体的,设置第一虚设电极指的长度为叉指式换能器波长的0.5~1.5倍,以及设置叉指式换能器的孔径为叉指式换能器波长的9~40倍,可以进一步使声表面波谐振器的Q值提高的更为明显。
可选的,图11为本发明实施例提供的一种电极层的俯视结构示意图,图12为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图,参考图11和12,电极层还包括反射栅结构132;反射栅结构132包括第三汇流条90、第四汇流条91和反射栅92;第三汇流条90与第四汇流条91平行设置;反射栅92的第一端与第三汇流条90连接,反射栅92的第二端与第四汇流条91连接;在第一子汇流条11远离第二子汇流条12的一侧设置一个反射栅结构132,在第二子汇流条12远离第一子汇流条11的一侧设置一个反射栅结构132;其中,第三汇流条90与反射栅92垂直且第三汇流条90与第一方向x的夹角范围为2~15°;或者第三汇流条90与反射栅92的夹角范围为75°~88°且位于第一子汇流条11远离第二子汇流条12的一侧的反射栅结构132中的第三汇流条90的长度方向与第一方向x平行,以及位于第二子汇流条12远离第一子汇流条11的一侧的反射栅结构132中的第三汇流条90的长度方向与第二方向y平行。
具体的,图11中反射栅结构132中的反射栅92与第三汇流条90垂直,图12中的反射栅结构132中的反射栅92与第三汇流条90的夹角范围为75°~88°。参考图11,当第一方向x与第三方向z的夹角为β时,第三汇流条90与第一方向x的夹角也为β。参考图12,当第一方向x与第三方向z的夹角为β时,第三汇流条90与第一方向x平行,反射栅92与第三汇流条90的夹角为90°-β。图13为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图,参考图13,当第二方向y与第三方向z的夹角为θ时,第三汇流条90与第二方向y的夹角也为θ。图14为本发明实施例提供的另一种电极层的俯视结构示意图,参考图14,位于第一子汇流条11远离第二子汇流条12的一侧的反射栅结构132中的第三汇流条90的长度方向与第二方向y平行,以及位于第二子汇流条12远离第一子汇流条11的一侧的反射栅结构132中的第三汇流条90的长度方向与第一方向x平行。图15为本发明实施例提供的又一种电极层的俯视结构示意图,参考图15,本发明实施例提供的电极层中的叉指式换能器131可以是多个叉指式换能器131串联,反射栅结构132位于串联后的叉指式换能器131的两侧。反射栅结构132可以反射声表面波的能量,将能量集中在叉指式换能器中,本发明实施例中始终设置反射栅92与第一电极指、第二电极指、第一虚设电极指和第二虚设电极指平行,进一步保证反射栅结构132将反射的声表面波的能量集中到叉指式换能器中,进一步提高声表面波谐振器的Q值。其中,每个反射栅结构132中的反射栅92条数为15~30条。需要说明的是,本发明实施例中提供的电极层俯视结构示意图中的叉指式换能器包括与主体一体连接的端头,在电极层中叉指式换能器也可以不包括与主体一体连接的端头。可选的,图16为本发明实施例提供的一种声表面波谐振器的俯视结构示意图,参考图16,压电层120的压电材料包括定位边121,压电材料的定位边121平行于第一电极指、第二电极指、第一虚设电极指和第二虚设电极指。
具体的,在压电材料中设置定位边121,每个叉指式换能器中的第一电极指、第二电极指、第一虚设电极指和第二虚设电极指均平行于定位边121,可以使电极层中的每个叉指式换能器相互平行排列,由于声表面波的传播方向垂直于定位边121,因此,叉指式换能器中的每条第一电极指、第二电极指、第一虚设电极指和第二虚设电极指均能阻挡声表面波中横向能量泄露,更好的抑制声表面波中的杂波,进一步提高声表面波谐振器的Q值。
可选的,继续参考图1,本发明实施例提供的声表面波谐振器还包括能量陷阱层140,能量陷阱层140位于衬底110和压电层120之间;第一介质层150,第一介质层150位于能量陷阱层140和压电层120之间;第二介质层160,第二介质层160位于电极层130远离压电层120的一侧,并覆盖电极层130。
具体的,在衬底110上制备一层能量陷阱层140,能量陷阱层140的材料可以为多晶硅,能量陷阱层140的设置可以减小电荷的积累,进一步提升声表面波谐振器的Q值。在能量陷阱层140远离衬底110一侧使用等离子体增强化学气相沉积的方式或者硅的热氧化方式生长一层低声速的二氧化硅,从而形成第一介质层150,采用化学机械平坦化处理,使第一介质层150的厚度值最终控制在300~800nm的范围内,第一介质层150可以进一步改善温漂系数。第二介质层160作为声表面波面波谐振器的钝化层和调频层,第二介质层160的材料可以为二氧化硅或氮化硅,第二介质层160覆盖电极层130。衬底110、能量陷阱层140和第一介质层150构成复合多层衬底,本发明实施例中的复合多层衬底可以使声表面波谐振器和射频滤波器实现低插损、通带平滑、高Q值以及出色的低频率温度等特性。
本发明实施例提供一种射频滤波器,该射频滤波器包括本发明任意实施例提供的声表面波谐振器。
具体的,图17为现有技术中射频滤波器与本发明实施例提供的射频波滤波器的插入损耗的实测结果示意图,参考图17,图17中的虚线表示现有技术中射频滤波器的插入损耗与频率的关系示意图,图17中的实线表示本发明实施例提供的射频滤波器的插入损耗与频率的关系示意图,从图17中可以看出,现有技术中射频滤波器出现的插入损耗不稳定且通带杂波严重,通带杂波严重,将会导致整体器件性能的恶化,而本发明实施例提供的射频滤波器中通带没有出现杂波,可见,本发明实施例提供的射频滤波器能够使通带更平滑。
本发明实施例提供的射频滤波器与本发明任意实施例提供的声表面波谐振器具有相应的有益效果,未在本实施例详尽的技术细节,详尽本发明任意实施例提供的声表面波谐振器。
注意,上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明实施例不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明,但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明实施例构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种声表面波谐振器,其特征在于,包括:
衬底;
位于所述衬底上的压电层;
电极层,所述电极层位于所述压电层远离所述衬底的一侧;
所述电极层包括叉指式换能器,所述叉指式换能器包括:第一汇流条和交替排布连接至所述第一汇流条的第一电极指和第一虚设电极指;第二汇流条和交替排布连接至所述第二汇流条的第二电极指和第二虚设电极指;所述第一电极指和所述第二虚设电极指相对设置,所述第一电极指和所述第二虚设电极之间具有第一间隙,所述第二电极指和所述第一虚设电极指相对设置,所述第二电极指和所述第一虚设电极之间具有第二间隙;
所述第一汇流条包括第一子汇流条和第二子汇流条,所述第一子汇流条和所述第二子汇流条连接;
所述第二汇流条包括第三子汇流条和第四子汇流条,所述第三子汇流条与所述第四子汇流条连接;所述第一间隙包括第一子间隙和第二子间隙,所述第二间隙包括第三子间隙和第四子间隙,所述第一子间隙以及所述第三子间隙位于所述第一子汇流条和所述第三子汇流条之间,所述第二子间隙以及所述第四子间隙位于所述第二子汇流条和所述第四子汇流条之间;
其中,各所述第一子间隙沿第一方向排布,各所述第三子间隙沿第一方向排布,各所述第二子间隙沿第二方向排布,各所述第四子间隙沿第二方向排布;
第一方向与第三方向的夹角范围为2°~15°,第二方向与第三方向的夹角范围为2°~15°,在与所述压电层的平面平行的方向上,所述第三方向与所述第一电极指的长度方向垂直。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,
所述第一子汇流条和所述第三子汇流条平行,所述第一子汇流条的长度方向与所述第一方向平行,所述第二子汇流条和所述第四子汇流条平行,所述第二子汇流条的长度方向与所述第二方向平行。
3.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,相邻所述第一间隙之间设置有一所述第一电极指,相邻所述第二间隙之间设置有一所述第二电极指。
4.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,所述第一电极指和所述第二电极指均包括主体和与所述主体一体连接的端头,所述第一电极指的所述端头位于所述第一电极指的主体远离所述第一汇流条的一侧,所述第二电极指的所述端头位于所述第二电极指的主体远离所述第二汇流条的一侧;
所述第一虚设电极指和所述第二虚设电极指均包括主体和与所述主体一体连接的端头,所述第一虚设电极指的所述端头位于所述第一虚设电极指的主体远离所述第一汇流条的一侧,所述第二虚设电极指的所述端头位于所述第二虚设电极指的主体远离所述第二汇流条的一侧;
在第三方向上,所述端头的宽度大于所述主体的宽度。
5.根据权利要求2所述的声表面波谐振器,其特征在于,在第三方向上,所述端头的宽度为所述主体的宽度的1.2倍~1.8倍。
6.根据权利要求2所述的谐振器,其特征在于,所述第一电极指上的端头与所述第二虚设电极指上的端头相对设置;
所述第二电极指上的端头与所述第一虚设电极指上的端头相对设置。
7.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,所述电极层还包括反射栅结构;
所述反射栅结构包括第三汇流条、第四汇流条和反射栅;所述第三汇流条与所述第四汇流条平行设置;
所述反射栅的第一端与所述第三汇流条连接,所述反射栅的第二端与所述第四汇流条连接;
在所述第一子汇流条远离所述第二子汇流条的一侧设置一个反射栅结构,在所述第二子汇流条远离所述第一子汇流条的一侧设置一个反射栅结构;
其中,所述第三汇流条与所述反射栅垂直且所述第三汇流条与所述第一方向的夹角范围为2~15°;
或者所述第三汇流条与所述反射栅的夹角范围为75°~88°且位于所述第一子汇流条远离所述第二子汇流条的一侧的反射栅结构中的所述第三汇流条的长度方向与所述第一方向平行,以及位于第二子汇流条远离所述第一子汇流条的一侧的反射栅结构中的第三汇流条的长度方向与所述第二方向平行。
8.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,所述压电层的压电材料包括定位边,所述压电材料的定位边平行于所述第一电极指、所述第二电极指、所述第一虚设电极指和所述第二虚设电极指。
9.根据权利要求1所述的声表面波谐振器,其特征在于,还包括能量陷阱层,所述能量陷阱层位于所述衬底和所述压电层之间;
第一介质层,所述第一介质层位于所述能量陷阱层和所述压电层之间;
第二介质层,所述第二介质层位于所述电极层远离所述压电层的一侧,并覆盖所述电极层。
10.一种射频滤波器,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的声表面波谐振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110378688.7A CN112953439A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110378688.7A CN112953439A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112953439A true CN112953439A (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=76231118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110378688.7A Pending CN112953439A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112953439A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113872556A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-31 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
CN114221635A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-03-22 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种用作射频前端声表面波滤波器的谐振器 |
CN114567283A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-31 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器 |
WO2023045733A1 (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
WO2023202597A1 (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 天通瑞宏科技有限公司 | 一种声表面波谐振器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009212580A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置及び弾性表面波フィルタ装置 |
CN203027218U (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-26 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种声表面波滤波器 |
CN104242869A (zh) * | 2013-06-10 | 2014-12-24 | 太阳诱电株式会社 | 谐振器、滤波器以及双工器 |
CN112532205A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-03-19 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种弹性表面波谐振器和滤波器以及天线共用器 |
CN214799436U (zh) * | 2021-04-08 | 2021-11-19 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
-
2021
- 2021-04-08 CN CN202110378688.7A patent/CN112953439A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009212580A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Murata Mfg Co Ltd | 弾性表面波装置及び弾性表面波フィルタ装置 |
CN203027218U (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-26 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种声表面波滤波器 |
CN104242869A (zh) * | 2013-06-10 | 2014-12-24 | 太阳诱电株式会社 | 谐振器、滤波器以及双工器 |
CN112532205A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-03-19 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种弹性表面波谐振器和滤波器以及天线共用器 |
CN214799436U (zh) * | 2021-04-08 | 2021-11-19 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
童筱钧;钟素娟;: "横向耦合谐振滤波器寄生模式抑制的研究", 压电与声光, no. 02, 15 April 2011 (2011-04-15), pages 7 - 9 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113872556A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-31 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
WO2023045732A1 (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
WO2023045733A1 (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 |
CN114567283A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-31 | 江苏卓胜微电子股份有限公司 | 叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器 |
CN114221635A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-03-22 | 成都频岢微电子有限公司 | 一种用作射频前端声表面波滤波器的谐振器 |
WO2023202597A1 (zh) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 天通瑞宏科技有限公司 | 一种声表面波谐振器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113098432A (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
CN112953439A (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
CN113098430A (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
KR101516653B1 (ko) | 탄성 표면파 필터장치 | |
WO2023045732A1 (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
KR100646899B1 (ko) | 적어도 두개 이상의 표면 탄성파 구조들을 가지고 있는표면 탄성파 장치 | |
CN215452904U (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
CN216122366U (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
KR101195701B1 (ko) | 저손실 전자 음향 부품 | |
US7812688B2 (en) | Surface acoustic wave filter, boundary acoustic wave filter, and antenna duplexer using same | |
US20020057036A1 (en) | Surface acoustic wave device | |
CN214799436U (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
CN112532205B (zh) | 一种弹性表面波谐振器和滤波器以及天线共用器 | |
CN104702239A (zh) | 梯型弹性波滤波器及使用该弹性波滤波器的天线双工器 | |
CN114567283B (zh) | 叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器 | |
US20210152153A1 (en) | Acoustic wave element, acoustic wave filter, multiplexer, and communication apparatus | |
US6476691B1 (en) | Surface acoustic wave filter | |
KR20100023964A (ko) | 탄성 표면파 디바이스, 및 이를 이용한 탄성 표면파 필터와 안테나 공용기, 및 이를 이용한 전자 기기 | |
US20240162884A1 (en) | Electro acoustic resonator with suppressed transversal gap mode excitation and reduced transversal modes | |
US8803402B2 (en) | Elastic wave device | |
EP1830467B1 (en) | Surface-acoustic-wave filter device | |
CN216216802U (zh) | 一种具有横模抑制功能的声表面换能器 | |
CN113922782A (zh) | 一种温度补偿声表面波器件制备方法及器件 | |
CN214799435U (zh) | 一种声表面波谐振器和射频滤波器 | |
US6710683B2 (en) | Surface acoustic wave filter and communications apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |