CN113328721A - 一种带有多节距叉指式换能器的横向激励的薄膜体声波谐振器 - Google Patents

Abstract

本文公开了声波谐振器及制造声波谐振器的方法。声波谐振器包括一单晶压电板，单晶压电板具有正面和背面，背面附接到基板的表面，但是形成跨越基板中的空腔的压电板部分未附接到基板的表面。正面的导体图案包括一多节距叉指式换能器(IDT)，IDT交错的指状物设置在隔膜上。

Description

一种带有多节距叉指式换能器的横向激励的薄膜体声波谐 振器

技术领域

本公开涉及使用声波谐振器的射频滤波器，尤其涉及用于通信设备中的具有高功率能力的带通滤波器。

背景技术

射频(RF)滤波器是双端器件，其被配置为通过一些频率，阻止其它频率，其中“通过”意味着以相对低的信号损耗进行传输，而“阻止”意味着阻塞或基本上衰减。滤波器通过的频率范围被称为滤波器的“通带”。由这种滤波器阻止的频率范围被称为滤波器的“阻带”。典型的RF滤波器具有至少一个通带和至少一个阻带。通带或阻带的具体要求取决于具体应用。例如，“通带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的插入损耗小于诸如1dB、2dB或3dB的定义值。“阻带”可以定义为一个频率范围，其中滤波器的抑制大于定义值，例如20dB、30dB、40dB或更大的值，这取决于具体的应用。

RF滤波器用于通过无线链路传输信息的通信系统中。例如，RF滤波器可见于蜂窝基站、移动电话和计算设备、卫星收发器和地面站、物联网(IoT)设备、膝上型计算机和平板电脑、定点无线电链路和其它通信系统的RF前端中。RF滤波器也用于雷达和电子和信息战系统。

RF滤波器通常需要许多设计方面的权衡，以针对每个特定应用实现诸如插入损耗、拒绝、隔离、功率处理、线性、尺寸和成本之类的性能参数之间的最佳折中。具体的设计和制造方法和增强可以同时使这些要求中的一个或几个受益。

无线系统中RF滤波器的性能的增强可对系统性能产生广泛影响。可以通过改进RF滤波器来改进系统性能，例如更大的单元尺寸、更长的电池寿命、更高的数据速率、更大的网络容量、更低的成本、增强的安全性、更高的可靠性等。可以在无线系统的各个层面上单独或组合地实现这些改进，例如在RF模块、RF收发器、移动或固定子系统或网络层面实现这些改进。

用于当前通信系统的高性能RF滤波器通常结合声波谐振器，声波谐振器包括表面声波(SAW)谐振器、体声波BAW)谐振器、薄膜体声波谐振器(FBAR)和其他类型声波谐振器。但是，这些现有技术不适合在更高的频率下使用，而未来的通信网络需要用到更高的频率。

要想获得更宽的通信信道带宽，就势必要用到更高频率的通信频带。3GPP(第三代合作伙伴计划)已对用于移动电话网络的无线电接入技术进行了标准化处理。5G NR(新无线电)标准中定义了用于第五代移动网络的无线电接入技术。5G NR标准定义了若干个新的通信频段。这些新的通信频段中有两个频段是n77和n79，其中n77使用3300MHz至4200MHz的频率范围，n79使用4400MHz至5000MHz的频率范围。频段n77和频段n79都使用时分双工(TDD)，因此在频段n77和/或频段n79中工作的通信设备将相同的频率用于上行链路和下行链路传输。n77和n79频段的带通滤波器必须能够处理通信设备的发射功率。5G NR标准还定义了频率在24.25GHz和40GHz之间的毫米波通信频段。

发明内容

本发明公开了一种声波谐振器，包括：一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面附接到基板的表面，所述压电板的一部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述基板中的空腔；一导体图案，在所述正面上形成，所述导体图案包括一多节距叉指式换能器(IDT)，IDT的交错的指状物设置在所述隔膜上。

其中，所述压电板和IDT被配置为使得施加到IDT上的无线电频率信号激发所述隔膜中的剪切声学模式。

其中，在沿着IDT的长度的任何点上，IDT的节距在IDT的孔上是恒定的。

其中，所述IDT指状物的标记在整个IDT上是恒定的。

其中，沿着所述多节距IDT的长度将所述多节距IDT分为两个或多个部分，每个部分的各个节距与其它部分的节距不同。

其中，所述两个或多个部分中的每一个的所述多节距IDT的最大节距为p(1+δ)；以及所述两个或多个部分中的每一个的所述多节距IDT的最小节距为p(1-δ)，其中p是标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

其中，δ小于或等于1.0％。

其中，所述多节距IDT分为三个部分，所述三个部分的节距分别为p(1-δ)和p(1+δ)。

其中，所述多节距IDT的节距沿着IDT的长度连续变化。

其中，所述多节距IDT的节距在p(1-δ)和p(1+δ)之间连续变化，其中p是IDT的标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

其中，δ小于或等于1.0％。

本发明还公开了一种滤波器装置，包括：一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面附接到基板的表面，所述压电板的多个部分形成多个隔膜，所述多个隔膜跨越所述基板中的各个空腔；一导体图案，在所述正面上形成，所述导体图案包括多个叉指式换能器(IDT)，IDT的交错的指状物设置在所述多个隔膜的相应一个隔膜上，其中所述多个IDT中的第一IDT是一多节距IDT。

其中，所述压电板和所述多个IDT被配置为使得施加到IDT上的各个无线电频率信号激发所述相应隔膜中的剪切声学模式。

其中，所有所述多个IDT是多节距IDT。

其中，沿着所述第一IDT的长度将所述第一IDT分为两个或多个部分，每个部分的各个节距与其它部分的节距不同。

其中，所述多个部分中的每一个的所述第一IDT的最大节距为p(1+δ)；以及所述多个部分中的另一个部分的所述第一IDT的最小节距为p(1-δ)，其中p是标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

其中，δ小于或等于1.0％。

其中，所述第一IDT分为三个部分，所述三个部分的节距分别为p(1-δ)和p(1+δ)。

其中，所述第一IDT的节距沿着所述第一IDT的长度连续变化。

其中，所述第一IDT的节距在p(1-δ)和p(1+δ)之间连续变化，其中p是IDT的标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

其中，δ小于或等于1.0％。

其中，所述多个IDT中的第二IDT是一多节距IDT，所述第二IDT的节距变化与所述第二IDT的节距变化不同。

其中，所述第二IDT是并联谐振器的一部分，所述第一IDT是串联谐振器的一部分。

附图说明

图1包括横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)的示意性平面图和两个示意性横截面图。

图2是图1的XBAR的局部放大示意性横截面图。

图3是XBAR的替代性放大示意性横截面图。

图4是示出XBAR中的剪切水平声学模式的图。

图5是具有传统的叉指式换能器(IDT)的XBAR的导纳大小随频率变化的关系图。

图6是图5的曲线图的展开部分。

图7是多节距IDT的平面图。

图8是另一种多节距IDT的平面图。

图9是具有多节距IDT的XBAR的导纳大小随频率变化的关系图。

图10是图8的曲线图的展开部分。

图11是利用具有多节距IDT的XBAR来实现的带通滤波器的输入输出传递函数(S2，1)的曲线图。

在整个说明书中，附图中出现的元件分配有三位数或四位数的附图标记，其中两个最低有效位是该元件特有的，而一个或两个最高有效位是首先示出元件的图号。可以假定未结合附图描述的元件具有与具有相同附图标记的先前描述的元件相同的特性和功能。

具体实施方式

装置的描述

图1示出了横向激励薄膜体声波谐振器(XBAR)100的简化的示意性俯视图和正交横截面图。诸如谐振器100的XBAR谐振器可用于各种RF滤波器，RF滤波器包括带阻滤波器、带通滤波器、双工器和多路复用器。XBAR特别适合用于频率高于3GHz的通信频段的滤波器中。

XBAR 100由在压电板110的表面上形成的薄膜导体图案组成，所述压电板分别具有平行的正面和背面112、114。压电板是压电材料制成的薄单晶层，所述压电材料例如有铌酸锂、钽酸锂、硅酸镧镓、氮化镓或氮化铝。切割压电板，以使X，Y和Z晶轴相对于正面和背面的方向已知且一致。在该专利提出的示例中，压电板是Z形切割的，也就是说Z轴垂直于正面和背面112、114。然而，可以在具有其他晶体取向的压电板上制造XBAR。

压电板110的背面114附接到基板120的表面上，但是形成跨越基板中形成的空腔140的隔膜115的压电板110的一部分未附接到基板120的表面。压电板的跨越空腔的部分在本文中称为“隔膜”115，这是因为这部分在物理上与麦克风的隔膜相似。如图1所示，隔膜115在空腔140的整个周边145周围与压电板110的其余部分邻接。在这种情况下，“邻接”是指“连续连接，中间没有任何其他物品”。在其他配置中，隔膜115可以在空腔140的周边145的至少50％附近与压电板邻接。

基板120为压电板110提供机械支撑。基板120可以是，例如硅、蓝宝石、石英，或一些其它材料，或这些材料的组合。可以使用晶圆键合工艺将压电板110的背面114结合到基板120。或者，压电板110在基板120上生长，或者以某种其他方式将压电板110附着到基板。压电板110可以直接附接到基板，或者可以经由一个或多个中间材料层(图1未示出)附接到基板120。

“空腔”的常规含义是“固体内的空白空间”。空腔140可以是完全穿过基板120的孔(如AA和BB截面所示)，或者可以是隔膜115下方的基板120中的凹槽。例如，可以在将压电板110附接到基板120之前或之后，例如通过对基板120进行选择性蚀刻来形成空腔140。

XBAR 100的导体图案包括叉指式换能器(IDT)130。IDT130包括第一多个平行指状物，例如指状物136，和第二多个指状物，其中第一多个平行指状物从第一母线132延伸，第二多个指状物从第二母线134延伸。第一和第二多个平行指状物交错。交错的指状物重叠一段距离AP，其通常称为IDT的“孔径”。IDT 130的最外处的指状物之间的中心到中心距离L是IDT的“长度”。

第一和第二母线132、134用作XBAR 100的端子。在IDT 130的两个母线132、134之间施加的射频或微波信号激发压电板110内的主要声学模式。如接下来将详细讨论的，主要声学模式是体剪切波，其在基本垂直于压电板110表面的方向上传播，该方向也与IDT指状物所产生的电场方向垂直或横向。因此，XBAR被认为是横向激励薄膜体波谐振器。

IDT 130放置在压电板110上，使得IDT 130的至少指状物设置在压电板的隔膜115上，该隔膜跨过或悬挂在空腔140上。如图1所示，空腔140呈矩形，该矩形的大小为大于孔径AP和IDT 130的长度L。XBAR的空腔可以具有不同的形状，例如规则或不规则的多边形。XBAR的空腔可以具有多于或少于四个侧面，这些侧面可以是直的或弯曲的。

为了便于在图1中示出，相对于XBAR的长度(尺寸L)和孔径(尺寸AP)，IDT指状物的几何节距和宽度被大大放大。典型的XBAR在IDT 110中具有十个以上的平行指状物。一个XBAR在IDT 110中可能具有数百个平行指状物。类似地，横截面图中，指状物厚度被大大放大了。

图2示出了XBAR 100的详细示意性横截面图。压电板110是厚度为ts的压电材料的单晶层。ts可以为，例如100nm至1500nm。当用于从3.4GHZ到6GHz的LTE^TM频段(例如，频段42、43、46、n79、n77)的滤波器中时，厚度ts可以是例如200nm至1000nm。

可选地，可以在压电板110的正面上形成正面介电层214。根据定义，XBAR的“正面”是指背离基板的表面。正面介电层214具有厚度tfd。正面介电层214只在IDT指状物(例如，IDT指状物238b)之间形成，或者正面介电层214也可以沉积作为覆盖层，使得介电层在IDT指状物(例如，IDT指状物238a)之间形成和在其上形成。正面介电层214可以是非压电介电材料，例如二氧化硅或氮化硅。tfd可以为，例如0至500nm。tfd通常小于压电板的厚度ts。正面介电层214可以由两种或更多种材料组成的多层形成。

IDT指状物238a和238b可以是铝，铝合金，铜，铜合金，铍，金，钨，钼或某些其他导电材料。如果IDT指状物由铝或包含至少50％的铝的合金制成，则被认为是“基本上为铝”。如果IDT指状物由铜或包含至少50％铜的合金制成，则被认为是“基本上为铜”。可以在指状物的下方和/或上方形成其他金属(例如铬或钛)的薄(相对于导体的总厚度)层或作为指状物内的层，以改善指状物与压电板110之间的粘附力和/或钝化或封装指状物和/或改善功率处理。IDT的母线(图1中的132、134)可以由与指状物相同或不同的材料制成。

尺寸p是IDT指状物的中心到中心的间隔或“节距”，可以称为IDT的节距和/或XBAR的节距。尺寸w是IDT指状物的宽度或“标记”。XBAR的IDT的几何结构与表面声波(SAW)谐振器中使用的IDT明显不同。在SAW谐振器中，IDT的节距是谐振频率处声波波长的一半。另外，SAW谐振器IDT的标记节距比通常接近0.5(即，标记或指状物的宽度约为谐振时声波波长的四分之一)。在XBAR中，IDT的节距p通常为指状物宽度w的2至20倍。另外，IDT的节距p通常是压电板110的厚度ts的2至20倍。XBAR中的IDT指状物的宽度不被限制为谐振时的声波波长的四分之一。例如，XBAR IDT指状物的宽度可以为500nm或更大，从而可以容易的使用光刻技术制造IDT。IDT指状物的厚度tm可以从100nm到大约等于宽度w。IDT的母线(图1中的132、134)的厚度可以等于或大于IDT指状物的厚度tm。

图3示出了牢固安装的XBAR(SM XBAR)300的详细示意性横截面图。申请号16/381,141中首先描述了SM XBAR。SM XBAR 300包括压电板110，IDT(其中仅指状物336和338可见)。压电层110具有平行的正面和背面112、114。尺寸ts是压电板110的厚度。IDT指状物336、338的宽度是尺寸w，IDT指状物的厚度是尺寸tm，IDT节距是尺寸p。

与图1和图2所示的XBAR设备不同，SM XBAR的IDT在跨越基板120中的空腔的隔膜上形成。相反，声布拉格反射器340夹在基板220的表面222与压电板110的背面114之间。术语“夹在之间”是指声布拉格反射器340既设置在基板220的表面222与压电板110的背面114之间，又机械地附着在基板220的表面222与压电板110的背面114之上。在一些情况下，薄的另外的材料层可以设置在声布拉格反射器340和基板220的表面222之间，和/或设置在布拉格反射器340和压电板110的背面114之间。例如，可以存在这样的附加材料层，以便于粘结压电板110、声布拉格反射器340和基板220。

声布拉格反射器340包括在具有高声学阻抗的材料和具有低声学阻抗的材料之间交替的多个介电层。“高”和“低”是相对术语。对于每一层，比较的标准是相邻的层。每个“高”声学阻抗层的声阻抗都高于两个相邻的低声学阻抗层的声阻抗。每个“低”声学阻抗层的声阻抗都低于两个相邻的高声学阻抗层的声阻抗。如随后将讨论的，XBAR压电板中的主要声学模式是剪切体波。声布拉格反射器340的每一层的厚度等于或约为在SM XBAR 300的谐振频率处或附近具有与主声学模式相同的偏振的剪切体波的波长的四分之一。具有相对较低的声阻抗的介电材料包括二氧化硅，含碳的氧化硅和某些塑料，例如交联的聚苯撑聚合物。具有相对高的声阻抗的材料包括氧化铪、氮化硅、氮化铝、碳化硅。声布拉格反射器340的所有高声学阻抗层不必都是相同的材料，并且所有低声学阻抗层不必都是相同的材料。在图3的示例中。声布拉格反射器340总共具有六层。声布拉格反射器可具有多于或少于六层。

图4是XBAR中感兴趣的主要声学模式的图示。图4示出了XBAR 400的一小部分，其包括压电板410和三个交错的IDT指状物430，这三个交错的IDT指状物430在指状物与指状物的电极性之间交替。RF电压施加到交错的指状物430。该电压在指状物之间产生时变电场。如标记为“电场”的箭头所示，电场的方向主要是横向的或平行于压电板410的表面。由于压电板的高介电常数，相对于空气，RF电能高度集中在板中。横向电场在压电板410中引入剪切变形，该剪切变形(在由声学空腔限定的谐振频率下，其中声学空腔通过压电板的两个表面之间的容积形成)强烈地连接至剪切主声学模式。在本文中，“剪切变形”定义为材料中平行平面保持基本平行并在相对于彼此平移时保持恒定分离的变形。“剪切声学模式”被定义为导致介质的剪切变形的介质中的声学振动模式。XBAR 400中的剪切变形由曲线460表示，相邻的小箭头指示了在谐振频率下的原子运动方向和相对大小。为了易于观察，原子运动的程度以及压电板410的厚度被大大地夸大了。尽管原子运动主要是横向运动(即，如图4所示是水平的)，但激发的主要声学模式的声能流方向基本是垂直于压电板表面，如箭头465所示。

如图4所示，IDT指状物430正下方基本上没有电场，因此在指状物下面的区域470中仅最小地激发了声学模式。在这些区域中可能会出现短暂的声运动。由于在IDT指状物430下没有激发声振动，因此(例如，与SAW谐振器中的IDT指状物相比)耦合到IDT指状物430的声能很低，这使IDT指状物中的粘性损失最小。

基于剪切声波谐振的声波谐振器与当前最新的薄膜体声波谐振器(FBAR)和牢固安装的谐振器体声波(SMR BAW)设备(其中电场沿厚度方向施加)相比，它的性能更佳。在这样的设备中，声学模式在原子运动和声能沿厚度方向流动的方向上是压缩的。此外，与其他声波谐振器相比，用于剪切波XBAR谐振的压电耦合可以更高(>20％)。因此，高压电耦合可以设计和实现带宽可观的微波和毫米波滤波器。

图5是包括常规(即，均匀节距)IDT的第一XBAR的导纳大小与频率的关系图500。通过使用有限元方法模拟第一个XBAR来确定导纳。线510是导纳大小的图。第一XBAR的剪切主要声学模式在谐振频率FR处具有最大的导纳，而在反谐振频率FAR处具有最小的导纳。导纳图510还表现出多个杂散模式或次级谐振，包括在约1.825GHz的频率下的实质杂散模式。

至少一些在XBAR中发现的杂散模式是传播的板波。传播的板波模式的频率与IDT指状物节距成正比。相比之下，XBAR谐振和反谐振频率仅对IDT节距有很小的依赖性。例如，将IDT节距从压电板厚度的7.5倍更改为压电板厚度的15倍(即2：1变化)会导致XBAR的谐振频率发生大约3％的变化。

XBAR中IDT节距的微小变化会导致杂散模式的抵消或破坏性干扰，而对剪切主模式的影响可忽略不计。图6示出了该效果，图6是图5的曲线图的一部分的放大图，其包含最大的杂散模式。在图6中，实线610是具有常规IDT的XBAR的导纳大小随频率变化的关系图，如先前在图5中所示。虚线曲线620是在IDT节距增加0.5％的情况下XBAR的导纳大小与频率之间的关系图。将IDT节距增加此数量会使杂散模式的频率降低约10MHz，从而使曲线610的最大导纳与曲线620的最小导纳对齐。如果两个具有这些导纳特性的谐振器并联放置，这两种杂散模式至少在某种程度上会相互抵消。将IDT节距提高0.5％对XBAR的剪切主声学模式的谐振和反谐振频率的影响可忽略不计。

图7是示例性多节距IDT 700的平面图。“多节距IDT”是其中IDT指状物之间的节距沿着IDT的长度变化的IDT。在沿长度的任何给定点处，节距在IDT的整个孔径范围内都不会变化。此外，多节距IDT的标记或指状物宽度通常在整个IDT上保持不变。

多节距IDT 700包括第一母线732和第二母线734，以及多个交错的指状物，例如指状物736。交错的指状物从第一和第二母线732、734交替延伸。多节距IDT 700沿着IDT的长度L被分为三个部分，分别被识别为部分A，部分B和部分C。部分A，B和C中的每个包括20个指状物，在多节距IDT 700中总共为60个指状物。使用三个部分和60个指状物是示例性的。IDT的指状物总数可能多于或少于60。IDT可以沿其长度分为两个或更多个部分，每个部分包括多个相邻的指状物。指状物的总数可以在两个或更多个部分之间基本均分。在这种情况下，“基本上”是指“尽可能接近”。例如，具有100个指状物的IDT是基本均分的，其中将100个指状物分入3个部分中，这3个部分具有的指状物数量分别为33个，34个和33个。指状物的总数可以在两个或更多个部分之间不均等地分配。

在此示例中，B部分的节距p为IDT的标称节距。A部分的节距为p(1-δ)，C部分的节距为p(1+δ)。δ大于0且小于或等于5％。δ通常小于1％。在滤波器设计期间可以选择δ，以最有效地减少杂散模式。在沿着IDT 700的长度L的任何一点上，节距在孔A上是恒定的。IDT指状物的标记或宽度是恒定的，并且在所有部分中都相同。当IDT分为两部分或多于三个部分时，最大节距可以为p(1+δ)，最小节距可以为p(1+δ)。

在示例多节距IDT 700中，节距从左(如图所示)到右单调递增。在所有多节距IDT中不一定是这种情况。多节距IDT的部分可以以其他顺序进行排列。此外，在多节距IDT 700中，相邻部分之间的节距变化是恒定的。在所有多节距IDT中也不一定是这种情况。相邻部分之间的节距变化可以相同或不同。

图8是具有连续变化的节距的另一个多节距IDT 800的平面图。IDT 800包括第一母线832和第二母线834，以及多个交错的指状物，例如指状物836。交错的指状物从第一母线832和第二母线834交替地延伸。IDT800没有分成多个部分，而是沿着长度具有连续的变化。IDT 800具有60个指状物，这是示例性的。IDT的指状物总数可能多于或少于60。

如图8所示，IDT 800的左边缘的节距为p(1-δ)，IDT 800的右边缘的节距为p(1+δ)。在这两个极端之间节距连续变化。节距的变化通常但并非必须是沿着IDT的长度L的位置的线性函数。δ大于0，小于或等于5％，通常小于1％。在滤波器设计期间可以选择δ，以最有效地减少杂散模式。在沿着IDT 800长度的任何一点上，节距在孔A上是恒定的。IDT指状物的标记或宽度在整个IDT上是恒定的。

如图1所示，IDT 700和800可以结合到图1和图2所示的XBAR中或图3所示的SMXBAR。

图9是包括与图7的IDT 700类似的具有变化的节距的IDT的第二XBAR的导纳大小随频率变化的关系图900。IDT沿其长度分为三个部分。这三个部分的节距分别为3.589、3.6和3.611μm(δ＝0.3％)。除了IDT节距之外，第二XBAR与具有先前在图5中示出的导纳特性的第一XBAR相同。通过使用有限元方法模拟第二个XBAR来确定导纳。线910是第二XBAR的导纳的大小的图。第二XBAR的剪切主声学模式在谐振频率FR处具有最大的导纳，而在反谐振频率FAR处具有最小的导纳。谐振和反谐振频率与具有均匀节距IDT的XBAR的谐振和反谐振频率相同。导纳图910还表现出多种杂散模式或次级谐振。图5和图9的比较示出了由于使用具有变化的节距的IDT而在第二XBAR中减小了所有杂散模式的大小。

图10示出了图9的曲线图的展开部分，其包含最大的杂散模式。在图10中，实线1010是对于XBAR的导纳大小随频率变化的关系图，该XBAR包括具有变化的节距的IDT，如图9所示。虚线1020是具有如图6所示的常规均匀节距IDT的XBAR的导纳大小随频率变化的关系图。加入多节距IDT，将杂散模式的峰值降低了5dB。

图11是对于利用XBAR设备实现的两个带通滤波器的S2，1的大小的图，S2，1是输入/输出传递函数。通过使用有限元方法对两个滤波器进行仿真来确定S2,1数据。实曲线1110是使用具有多节距IDT的XBAR的第一滤波器的S2，1的图。第一滤波器使用带有四个串联和四个并联谐振器的梯形电路。如图7所示，每个谐振器都包括一个IDT，该IDT沿其长度分为三个相等的部分。就串联谐振器而言，参数δ为0.3％，就并联谐振器而言，参数δ为0.4％。

虚线1120是第二带通滤波器的S2，1的图，该第二带通滤波器具有均匀节距IDT，但是在其他方面与第一带通滤波器相同。曲线1110和1120的比较表明，两个滤波器的通带实际上是相同的。与第二个滤波器相比，具有多节距IDT的第一个滤波器的杂散模式峰值导纳降低了多达8dB。

用于生成图11所示的数据的滤波器是示例性的。滤波器可具有少于或多于五个谐振器，以及少于或多于三个的串联谐振器和两个并联谐振器。多节距IDT可以分为两个部分或三个以上的部分，或者可以是连续的。对于滤波器中的所有谐振器，部分的数目可能不相同，并且滤波器可以包括分段的和连续的多节距IDT。对于某些或所有谐振器，值δ可能不同。滤波器可以包含具有均匀节距的谐振器和多节距谐振器的组合。

以上讨论的所有示例都是针对如图1和图2所示的常规XBAR的。如图3所示，多节距IDT也可以用于减少牢固安装的XBAR中的杂散模式。可以预期杂散模式幅度也会有类似的降低。

结束语

在整个说明书中，所示的实施例和示例应被认为是示例，而不是对所公开或要求保护的设备和过程的限制。尽管本文提供的许多示例涉及方法动作或系统元素的特定组合，但应当理解，可以以其他方式组合那些动作和那些元素以实现相同的目标。关于流程图，可以采取额外的步骤和更少的步骤，并且可以组合或进一步细化所示的步骤以实现本文所述的方法。仅结合一个实施例讨论的动作、要素和特征不旨在排除其在其他实施例中的相似作用。

如本文所用，“多个”是指两个或更多个。如本文所用，“一组”项目可以包括一个或多个这样的项目。如本文所用，无论在书面具体实施方式中还是在权利要求中，术语“包括”，“包含”，“携带”，“具有”，“含有”，“涉及”等应被理解为开放式的，即，指的是包括但不限于。相对于权利要求，仅过渡短语“由…组成”和“基本上由…组成”是封闭式或半封闭式的过渡短语。权利要求中用到的序数词，例如“第一”、“第二”、“第三”等是用来修饰权利要求元素，这本身不表示一个权利要求元素相较于另一个权利要求元素的优先权，或顺序，或执行方法动作的先后顺序，而只是用于区分具有相同名称的一个权利要求元素与另一个具有相同名称的元素(但是有用到序数词)，从而区分权利要求元素。如本文所用，“和/或”是指所列项目是替代方案，但是替代方案也包括所列项目的任何组合。

Claims (23)

1.一种声波谐振器，包括：

一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面附接到基板的表面，所述压电板的一部分形成隔膜，所述隔膜跨越所述基板中的空腔；

一导体图案，在所述正面上形成，所述导体图案包括一多节距叉指式换能器(IDT)，IDT的交错的指状物设置在所述隔膜上。

2.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述压电板和IDT被配置为使得施加到IDT上的无线电频率信号激发所述隔膜中的剪切声学模式。

3.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，在沿着IDT的长度的任何点上，IDT的节距在IDT的孔上是恒定的。

4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述IDT指状物的标记在整个IDT上是恒定的。

5.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，沿着所述多节距IDT的长度将所述多节距IDT分为两个或多个部分，每个部分的各个节距与其它部分的节距不同。

6.根据权利要求5所述的声波谐振器，其特征在于，所述两个或多个部分中的每一个的所述多节距IDT的最大节距为p(1+δ)；以及

所述两个或多个部分中的每一个的所述多节距IDT的最小节距为p(1-δ)，

其中p是标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

7.根据权利要求6所述的声波谐振器，其特征在于，δ小于或等于1.0％。

8.根据权利要求6所述的声波谐振器，其特征在于，所述多节距IDT分为三个部分，所述三个部分的节距分别为p(1-δ)和p(1+δ)。

9.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述多节距IDT的节距沿着IDT的长度连续变化。

10.根据权利要求8所述的声波谐振器，其特征在于，所述多节距IDT的节距在p(1-δ)和p(1+δ)之间连续变化，其中p是IDT的标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

11.根据权利要求10所述的声波谐振器，其特征在于，δ小于或等于1.0％。

12.一种滤波器装置，包括：

一单晶压电板，具有正面和背面，所述背面附接到基板的表面，所述压电板的多个部分形成多个隔膜，所述多个隔膜跨越所述基板中的各个空腔；

一导体图案，在所述正面上形成，所述导体图案包括多个叉指式换能器(IDT)，IDT的交错的指状物设置在所述多个隔膜的相应一个隔膜上，

其中所述多个IDT中的第一IDT是一多节距IDT。

13.根据权利要求12所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述压电板和所述多个IDT被配置为使得施加到IDT上的各个无线电频率信号激发所述相应隔膜中的剪切声学模式。

14.根据权利要求12所述的第一滤波器装置，其特征在于，所有所述多个IDT是多节距IDT。

15.根据权利要求12所述的第一滤波器装置，其特征在于，沿着所述第一IDT的长度将所述第一IDT分为两个或多个部分，每个部分的各个节距与其它部分的节距不同。

16.根据权利要求15所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述多个部分中的每一个的所述第一IDT的最大节距为p(1+δ)；以及

所述多个部分中的另一个部分的所述第一IDT的最小节距为p(1-δ)，

其中p是标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

17.根据权利要求16所述的第一滤波器装置，其特征在于，δ小于或等于1.0％。

18.根据权利要求16所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述第一IDT分为三个部分，所述三个部分的节距分别为p(1-δ)和p(1+δ)。

19.根据权利要求12所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述第一IDT的节距沿着所述第一IDT的长度连续变化。

20.根据权利要求19所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述第一IDT的节距在p(1-δ)和p(1+δ)之间连续变化，其中p是IDT的标称节距，且δ大于0且小于或等于5.0％。

21.根据权利要求20所述的第一滤波器装置，其特征在于，δ小于或等于1.0％。

22.根据权利要求12所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述多个IDT中的第二IDT是一多节距IDT，所述第二IDT的节距变化与所述第二IDT的节距变化不同。

23.根据权利要求22所述的第一滤波器装置，其特征在于，所述第二IDT是并联谐振器的一部分，所述第一IDT是串联谐振器的一部分。

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