CN114337582A - 一种声表面波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微电子器件技术领域，本发明公开了一种声表面波谐振器。该声表面波谐振器包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜、叉指换能器和两个反射栅单元；叉指换能器的两侧分别设有一个反射栅单元；叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极单元；叉指电极单元包括第一电极、第二电极和第一阻碍结构；第一电极的第一端与第一汇流条连接；第二电极包括相对的第二端和第一自由端；第二端与第二汇流条连接；第一阻碍结构位于第一自由端与第一汇流条之间的区域。能够实现在抑制杂散模的同时保证主模特性的不变。
Description
技术领域
本发明涉及微电子器件技术领域，特别涉及一种声表面波谐振器。
背景技术
一般，声表面波谐振器能够利用压电薄板中具有较高声速和较大机电耦合系数的板波模式，可制备高频大带宽的声学滤波器，因此受到了广泛关注。但现有技术中的声表面波谐振器为了减小横向模的激发强度，实现对高阶横向杂散模的抑制，会采用对叉指电极的变迹加权(孔径加权)调节高阶横向模的横向场分布，但该种变迹加权的方式会减小主模的机电耦合系数并增加损耗，并可能导致中心频率的偏移，且使得电极设计复杂。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中声表面波谐振器在抑制杂散模的同时会导致主模的机电耦合系数减小，且损耗增加的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请公开了一种声表面波谐振器，其包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜、叉指换能器和两个反射栅单元；
叉指换能器的两侧分别设有一个反射栅单元；
叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极单元；
叉指电极单元包括第一电极、第二电极和第一阻碍结构；
第一电极的第一端与第一汇流条连接；
第二电极包括相对的第二端和第一自由端；
第二端与第二汇流条连接；
第一阻碍结构位于第一自由端与第一汇流条之间的区域。
可选的，叉指电极单元还包括第三电极、第四电极和第二阻碍结构；
第三电极包括相对的第三端和第二自由端；
第三端与第一汇流条连接；
第二阻碍结构位于第二自由端与第二汇流条之间的区域；
第四电极的第四端与第二汇流条连接；
沿第一方向依次排列有第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，且第一电极、第二电极、第三电极和第四电极中相邻电极之间的间隔相等；第一方向为第一汇流条延伸方向。
可选的，第一阻碍结构与第一电极连接；
第二阻碍结构与第四电极连接；
第一电极与第二电极之间存在第一距离；
第一电极与第三电极之间存在第二距离；
第一阻碍结构的长度大于等于第一距离，且小于等于第二距离；
第二阻碍结构的长度与第一阻碍结构的长度相等。
可选的，第一汇流条包括第一子汇流条和第二子汇流条；
第二汇流条包括第三子汇流条和第四子汇流条；
第一子汇流条与第一端连接；
第二子汇流条替换第一阻碍结构，且第二子汇流条与第一电极连接；第一子汇流条与第二子汇流条存在第一预设距离；
第三子汇流条与第二端连接；
第四子汇流条与第二电极连接，第四子汇流条与第三子汇流条之间存在第一预设距离；第四子汇流条靠近第一电极。
可选的，第一电极还包括第三自由端；
第三电极还包括第四自由端；
第一阻碍结构与第一自由端连接；
第二阻碍结构与第二自由端连接；
第三自由端设有第三阻碍结构；
第四自由端设有第四阻碍结构；
第一阻碍结构的宽度大于第一电极的宽度，第二阻碍结构的宽度大于第二电极的宽度；第三阻碍结构的宽度大于第三电极的宽度，第四阻碍结构的宽度大于第四电极的宽度。
可选的，叉指电极单元还包括第一连接结构和第二连接结构；
第一连接结构的一端与第一电极连接，第一连接结构的另一端与第三电极连接；
第二连接结构的一端与第二电极连接，第二连接结构的另一端与第四电极连接；
第一连接结构位于第一阻碍结构与第一汇流条之间的区域；
第二连接结构位于第二阻碍结构与第二汇流条之间的区域。
可选的，叉指换能器的声表面波相速度的横向分布呈中心对称，横向为第一方向。
可选的，叉指电极单元的横向模激发强度满足如下公式：
其中，kyn是n阶横向模的波数，leff为该横向模场分布的积分贡献区域的等效积分长度，Δ是由于叉指电极单元的非对称速度分布带来的偏移量。
可选的，第一阻碍结构的材料包括金属材料和无机非金属材料。
可选的，支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、二氧化硅、绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator，SOI)、锗、石英、蓝宝石中的至少一种；
第一电极和第二电极的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银和金中的至少一种金属材料。
采用上述技术方案，本申请提供的声表面波谐振器具有如下有益效果：
1)在设计电极结构时，每根电极可以只与单侧的相邻电极通过阻碍结构连接，改变了电极结构整体的周期性质，完整数量的叉指电极结构的严格周期变为两倍波长，在每个周期内的结构由两对非对称的电极对构成，形成周期内声表面波速度场和横向模振幅的中心对称分布。由于中心对成性，对置放置的两组非对称电极的横向模激发强度积分相同，从而使得上述电极结构速度分布的非对称性将导致横向模激发强度积分的减小，从而实现高阶横向模的响应抑制。
2)该声表面波谐振器包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜、叉指换能器和两个反射栅单元；叉指换能器的两侧分别设有一个反射栅单元；该叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极单元，叉指电极单元包括第一电极、第二电极和第一阻碍结构，第一电极的第一端与第一汇流条连接，第二电极包括相对的第二端和第一自由端，第二端与第二汇流条连接，第一阻碍结构位于第一自由端与第一汇流条之间的区域，由于第一阻碍结构的存在，从而可以有效减小第一自由端与第一汇流条之间的间隙的长度，达到降低波导的能量约束，使得位于高频的高阶横向模式的能量通过该第一阻碍结构向第一汇流条泄露，抑制了高频处的横向模式响应。
3)这种结构的电极不需要额外的工艺，结构可以灵活设计，不需要对电极的尺寸作额外限制。
4)上述描述的1)中的高阶横向模抑制不会改变主模的传播特性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
图1为现有技术中的声场横向分布的反射系数；
图2(a)为采用第二种方式的现有技术声波谐振器的频率-电导曲线；
图2(b)为采用第二种方式的现有技术声波谐振器的频率-导纳曲线；
图2(c)为未抑制谐振器中的横向杂模的频率-电导曲线；
图2(d)为未抑制谐振器中的横向杂模的频率-导纳曲线；
图3为本申请第一种可选的叉指换能器的结构示意图；
图4为现有技术中一种可选的声波在谐振器中传播的模型图；
图5为现有技术中一种可选的声波在谐振器中传播的速度模型示意图；
图6为本申请第二种可选的叉指换能器的结构示意图；
图7为本申请图6的谐振器对应的声波传播的速度模型示意图；
图8为本申请一种可选的高阶横向模的场分布图；
图9为本申请一种可选的高阶横向模ky的数值解的图；
图10为本申请第三种可选的叉指换能器的结构示意图；
图11为本申请第四种可选的叉指换能器的结构示意图；
图12为本申请第五种可选的叉指换能器的结构示意图；
图13为本申请第六种可选的叉指换能器的结构示意图；
图14为本申请一种可选的高阶横向模和主模的场分布示意图；
图15为本申请一种可选的本申请的谐振器与现有技术谐振器的导纳图；
图16为本申请另一种可选的本申请的谐振器与现有技术谐振器的导纳图。
以下对附图作补充说明：
1-第一汇流条；11-第一子汇流条；12-第二子汇流条；2-第二汇流条；21-第三子汇流条；22-第四子汇流条；3-叉指电极单元；31-第一电极；32-第二电极；33-第一阻碍结构；34-第三电极；35-第四电极；36-第二阻碍结构；37-第三阻碍结构；38-第四阻碍结构；4-第一连接结构；5-第二连接结构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
为了抑制异质声波谐振器的高阶横向杂模的响应，现有技术中常采用如下两种方式，第一种方式为本申请背景技术中提及的现有技术，即采用叉指电极的变迹加权(孔径加权)调节高阶横向模的横向场分布，但该种变迹加权的方式会减小主模的机电耦合系数并增加损耗，并可能导致中心频率的偏移，且使得电极设计复杂。
第二种方式为采用通过在增加每根电极末端的金属化率，即采用离子注入的方式在电极的末端形成注入区域，使高阶横向模在电极末端的反射系数的相位角为0，模长为1，即孔径区域(是指电极对重叠对应的区域)内横向场形成了完整的驻波，从而达到激发强度积分最小，抑制了高阶横向模式的响应，即为一种传统的“Piston”抑制结构；但该种结构还是存在以下缺点：
1)参阅图1、图2(a)、图2(b)、图2(c)和图2(d)，图1为现有技术中的声场横向分布的反射系数；图2(a)为采用第二种方式的现有技术声波谐振器的频率-电导曲线；图2(b)为采用第二种方式的现有技术声波谐振器的频率-导纳曲线；图2(c)为未抑制谐振器中的横向杂模的频率-电导曲线；图2(d)为未抑制谐振器中的横向杂模的频率-导纳曲线。图1的虚线为反射系数相位角与频率的变化曲线，图1中的实线为发射系数模长与频率的变化曲线。孔径区域的反射系数的相位角随频率增加(即远离主谐振)，会显著偏离0值，并且反射系数的模长为1的频率范围也有限；这使得其的横向模抑制效果只在主模的主谐振频率附近较好，在频率较高的反谐振处，抑制效果较差。对于主模机电耦合系数很大的谐振器，带内的横向杂波模式较多、且频率覆盖范围较大，应用该种设计对于远离主谐振频率的更高阶数的横向模式的抑制效果较差。
需要说明的是，“Pi ston”模式要抑制一个横向模，必须要在高阶横向模的频率上，反射系数的模长必须要等于1或者接近1，同时保持反射系数的相位角等于零，显然由图1可知，其的反射系数相位角随频率的变化很剧烈，无法保持在一个值，只能在主谐振附近满足，当频率越大时，相位角偏离越远，就无法达到抑制效果。
2)高阶横向模之间会发生模式转换并互相耦合，这会导致针对理想的本征横向模设计的Pi ston电极的抑制作用减弱。从图2(a)-图2(d)可以看出，通常零阶水平剪切波(SH0)和瑞利模的主模声速和频率比较接近，因此，在主模的反谐振频率附近存在的SH0型高阶横向模，可能和瑞利型的高阶横向模耦合，从而改变了该模式的反射系数，使得“反射系数的相位角为0，模长为1”的“Pi ston模式“失效，从图2的曲线上可以看出，在主谐振(2600MHZ附近)和反谐振(3000MHZ附近)之间存在许多杂峰响应，降低了对高阶横向模的杂模的响应的抑制效果。
参阅图3，图3为本申请第一种可选的叉指换能器的结构示意图。该声表面波谐振器包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜、叉指换能器和两个反射栅单元，叉指换能器的两侧分别设有一个反射栅单元，叉指换能器包括第一汇流条1、第二汇流条2和叉指电极单元3；叉指电极单元3包括第一电极31、第二电极32和第一阻碍结构33，第一电极31的第一端与第一汇流条1连接，第二电极32包括相对的第二端和第一自由端，第二端与第二汇流条2连接，第一阻碍结构33位于第一自由端与第一汇流条1之间的区域。由于本申请第一阻碍结构33的存在，从而可以有效减小第一自由端与第一汇流条1之间的间隙的长度，达到降低波导的能量约束，使得位于高频的高阶横向模式的能量通过该第一阻碍结构33向第一汇流条1泄露，抑制了高频处的横向模式响应，且还能够避免出现上述第一种方式和第二种方式的现有技术中的存在的问题。
为了更好的说明本申请的有益效果，下面先对现有技术中的谐振器的基本结构进行描述，参阅图4和图5，图4为现有技术中一种可选的声波在谐振器中传播的模型图；图5为现有技术中一种可选的声波在谐振器中传播的速度模型示意图。Vp是声波的相速度。可以将孔径区域定义为一个电极对重叠对应的区域；空气隙为电极的自由端至对应的汇流条之间的区域；汇流条外侧的区域为自由表面区，由图2可以看出，叉指换能器的对应的右侧的曲线图表征声波的波速大小，孔径区域的声速是小于空气隙处的声速，对应的，图1中的低声速区域对应孔径区域，而高声速区域则为孔径区域以外的区域，由于孔径区域与空气隙的声速的不同，从而会形成声速井，会在孔径区域形成多个驻波，其中，图1中的y方向即为形成的驻波，x方向为传播的行波。
为了进一步提高该器件的抑制杂模响应的效果。于一种可能的实施例中，参阅图6，图6为本申请第二种可选的叉指换能器的结构示意图。叉指电极单元3还包括第三电极34、第四电极35和第二阻碍结构36；第三电极34包括相对的第三端和第二自由端；第三端与第一汇流条1连接；第二阻碍结构36位于第二自由端与第二汇流条2之间的区域；第四电极35的第四端与第二汇流条2连接；沿第一方向依次排列有第一电极31、第二电极32、第三电极34和第四电极35，且第一电极31、第二电极32、第三电极34和第四电极35中相邻电极之间的间隔相等；第一方向为第一汇流条1延伸方向，即第一方向为y方向。
再参阅图7，图7为本申请图6的谐振器对应的声波传播的速度模型示意图。通过对比图5可以看出，由于本申请在空气隙处设置了第一阻碍结构33，从而改变了该相邻的电极单元的声波速度的对称性，也减少了空气隙的长度，从而可以达到在不影响主模的特性(例如机电耦合系数、谐振频率、Q值)的情况下，达到抑制高阶横向杂模的响应的优点。
于一种可能的实施例中，第一阻碍结构33的材料包括金属材料和无机非金属材料。金属材料可以是金、铝、铜、钛等，无机非金属材料可以是碳化硅、二氧化硅、硅等，能够满足降低第一自由端与第一汇流条1之间的间隙的长度即可，但为了简化制备步骤，降低器件制备成本，该第一阻碍结构33的材料可以与支撑衬底、第一电极31、第二电极32或者压电薄膜中的任一种的材料相同，可以根据需要进行选择，在此不做限制。
于一种可能的实施例中，支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、二氧化硅、绝缘体上硅(Si l icon-On-I nsu l ator，SOI)、锗、石英、蓝宝石中的至少一种。第一电极31和第二电极32的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银和金中的至少一种金属材料。
以下将以图6所示的叉指换能器为例进行原理阐述，本申请是基于由“高声速区域-低声速区域-高声速区域“横向对称结构(即图5)形成的Δv/v波导的能量约束特性、横向模式的激发强度积分以及叉指电极结构形成的声速分布特征，提出了一种新型的声波谐振器。
如图4所示的Δv/v波导，其对称型特征模的色散方程可用以下公式描述：
其中，keff是“Δv/v”波导的参量，表示对横向模式能量约束能力，主要与不同区域的声速之差、频率以及高声速区域长度有关，W是孔径区域的长度，也即是第一自由端与第一电极31的自由端之间的长度，ky是声波的横向波数，
是相位角。
通过进一步对上述公式(1)进行分析，可知，(1)当ky＜keff时，参阅图8，图8为本申请一种可选的高阶横向模的场分布图。横向模在低声速区域(图8中W区域)内形成准驻波，在高声速区(图8中W区域之外的区域)内指数衰减，可以得到离散的解，这些解对应的模式称为N阶导波模。当ky＞keff，存在一类泄漏模式，即在低声速区域和高声速区域都有横向的准驻波存在，此时横向的波导结构已无法将横向模约束在孔径区域内，且由于相位角的存在，解是连续分布的。
(2)ky应满足以下公式：
其中，β是声波沿谐振器主要传播方向的波数，f是频率。泄漏模式的波数较大，因此其频率也较高。通过调节keff参数，使得位于高频率的高阶横向模式的导波模转换为泄漏模式，或泄漏模和导波模的耦合模式。
(3)一般，声速差越大、高声速区域长度越大，则能量约束越好。
由于电极的质量加载效应与电极覆盖区域的金属质量、厚度和金属覆盖率有关，即如上述对图5的描述可知，叉指电极构成的横向声速分布中，孔径区域和孔径区域两侧的空气隙区域形成了对称型“高声速-低声速-高声速“波导，通过上述分析可知，该波导中离散的导波模即为谐振器响应中高阶横向模式响应的来源。
基于上述分析出的特性可知，本申请通过增加了如图6所示的第一阻碍结构33和第二阻碍结构36，减小了空气隙的长度，从而达到减弱波导的能量约束，使得位于高频的高阶横向模式的能量通过阻碍结构的区域向汇流条泄漏，从而抑制了高频率处的横向模式响应。
下面将从高阶横向模式的激发的场分布来进一步说明本申请提高的谐振器能够抑制高阶横向杂模的响应。
高阶横向模的激发强度可以由积分公式(3)表示:
其中，e(y)是单根电极上施加的激励，ψ(y)是高阶横向模的场分布。
通过公式(1)可以进一步确定出如下关系式：
其中，α为声表面波在高声速区域的衰减常数，从图6可以看出，W区域外存在指数衰减，其对应的衰减常数即为α。
由公式(2)可以进一步确定出如下关系式：
其中，VA0是孔径区域中主模的声波相速度，VG0是空气隙中主模的声波；相速度γA和γG分别是孔径区域和空气隙的各向异性因子，其由谐振器的材料参数决定；β是声波沿谐振器主要传播方向的波数，对一个谐振器来说是一个固定值，由器件的波长λ决定，可以满足以下关系：β＝2π/λ。
由上述公式(4)和公式(5)联立，以ky为横轴，α为纵轴作图，可以得到高阶横向模ky的数值解，如图9所示，图9为本申请一种可选的高阶横向模ky的数值解的图，每个交点表示一个ky解，例如图中有8个，解出每个高阶横向模的ky后，可以画出如图8的图像：cos(kyW/2)。
通过上述分析可知，采用作图法得到的高阶横向模的ky有一个特点，即每个解都落在公式(4)的函数图像的某一条分支上，每条分支对应的横坐标(即ky)都有一个取值范围限制，也就是每个高阶横向模的ky有一个取值范围。因此，对于n阶(偶数阶)(n＝2，4，6，8,…)，可以表达成：
其中，其中，ky,n表示n阶横向模的横向波数；δn为常数。
结合前述的横向本征模的解和激发强度积分，可以了解到，该高阶横向模的激发体现了以下特征：
1)只有偶数阶的高阶横向模会被激发，奇数阶的横向模，由于其场分布ψ(y)关于中心反对称，因此其中心两侧的积分互相抵消，总体激发强度为0。
2)偶数阶横向模的场分布中，对积分有贡献的部分仅限于靠近孔径区域末端两侧的接近1/4横向波长的范围内，其他区域积分抵消，因此两侧的积分互相抵消了，如图8所示，阶数越高，积分值越小，即越高阶数的横向模其激发强度越小，且越高阶数的横向模激发受其积分贡献区域场分布影响越大。
3)对于偶数阶横向模，由于上述特征，可以将横向模场分布的积分贡献区域的等效积分长度leff定义为：
基于以上特点，在设计电极结构时，每根电极可以只与单侧的相邻电极通过阻碍结构连接(见图6)，改变了电极结构整体的周期性质：如图7所示，完整数量的叉指电极结构的严格周期变为两倍波长，在每个周期内的结构由两对非对称的电极对构成，形成周期内声表面波速度场和横向模振幅的中心对称分布。该电极结构的每个周期内横向模激发强度积分应为周期内两组电极积分的平均值，由于中心对成性，对置放置的两组非对称电极的横向模激发强度积分相同，并可以用以下近似公式表示：
其中，kyn是n阶横向模的波数，leff为该横向模场分布的积分贡献区域的等效积分长度，Δ是由于叉指电极单元的非对称速度分布带来的偏移量。公式(8)可以验证上述提及的电极结构速度分布的非对称性将导致横向模激发强度积分的减小，从而实现高阶横向模的响应抑制。
为了进一步提高本申请的应用灵活性，于另一种可能的实施例中，参阅图6和图10，图10为本申请第三种可选的叉指换能器的结构示意图。第一阻碍结构33与第一电极31连接，第二阻碍结构36与第四电极35连接，第一电极31与第二电极32之间存在第一距离，第一电极31与第三电极34之间存在第二距离，第一阻碍结构33的长度大于等于第一距离，且小于等于第二距离；第二阻碍结构36的长度与第一阻碍结构33的长度相等。
需要说明的是，上述第一距离为第一电极31的第一侧面与第二电极32的第二侧面之间的距离，第一侧面为靠近第二电极32的侧面，第二侧面为远离第一第一电极31的侧面；第二距离为第一侧面与第三电极34的第三侧面之间的距离，该第三侧面为靠近第二电极32的侧面；当第一阻碍结构33和第二阻碍结构36等于第一距离时，则该叉指换能器的结构参阅图6；当第一阻碍结构33和第二阻碍结构36等于第二距离时，则该叉指换能器的结构参阅图10；可选的，该第一阻碍结构36还可以不与第一电极31或者第三电极34连接，位于第一电极31和第三电极34之间的区域，例如，该第一阻碍结构36位于第二电极33的延长线上，且第一阻碍结构36与第二电极33的宽度相等；但随着第一阻碍结构33和第二阻碍结构36的长度的增加，其抑制效果越好。
为了进一步简化该器件的制备复杂度，简化结构，于另一种可能的实施例中，参阅图11，图11为本申请第四种可选的叉指换能器的结构示意图。第一汇流条1包括第一子汇流条11和第二子汇流条12；第二汇流条2包括第三子汇流条21和第四子汇流条22；第一子汇流条11与第一端连接；第二子汇流条12替换第一阻碍结构33，且第二子汇流条12与第一电极31连接；第一子汇流条11与第二子汇流条12存在第一预设距离；第三子汇流条21与第二端连接；第四子汇流条22与第二电极32连接，第四子汇流条22与第三子汇流条21之间存在第一预设距离；第四子汇流条22靠近第一电极31，也就是说，第一子汇流条11和第二子汇流条12延第一方向分布，第三子汇流条21和第四子汇流条22延第一方向分布，形成阶梯结构。
为了提高该器件的应用灵活性。于一种可能的实施例中，参阅图12，图12为本申请第五种可选的叉指换能器的结构示意图。第一电极31还包括第三自由端；第三电极34还包括第四自由端；第一阻碍结构33与第一自由端连接；第二阻碍结构36与第二自由端连接；第三自由端还设有第三阻碍结构37；第四自由端还设有第四阻碍结构38；第一阻碍结构33的宽度大于第一电极31的宽度，第二阻碍结构36的宽度大于第二电极32的宽度；第三阻碍结构37的宽度大于第三电极34的宽度，第四阻碍结构38的宽度大于第四电极35的宽度。
于一种可能的实施例中，参阅图13，图13为本申请第六种可选的叉指换能器的结构示意图。叉指电极单元3还包括第一连接结构4和第二连接结构5；第一连接结构4的一端与第一电极31连接，第一连接结构4的另一端与第三电极34连接；第二连接结构5的一端与第二电极32连接，第二连接结构5的另一端与第四电极35连接；第一连接结构4位于第一阻碍结构33与第一汇流条1之间的区域；第二连接结构5位于第二阻碍结构36与第二汇流条2之间的区域。从而可以把高频的杂模响应抑制掉，且不影响低频的传播特性，达到抑制从主谐振附近的低频区域、反谐振附近的高频区域所有的杂模的抑制。
需要说明的是，本申请仅示例说明的叉指换能器仅具有一个叉指电极单元3的结构，实际上，参阅图10-14，该叉指换能器根据需要可以包括多个叉指电极单元3，每个叉指电极单元3的结构相同，在此不再赘述；参阅图14，图14为本申请一种可选的高阶横向模和主模的场分布示意图。图中虚线为主模的场分布特性，图中正余弦曲线(即实线)为高阶横向模的场分布特性是不同的，通过前述的示例可知，由于本申请是基于对积分贡献区的调整，从而达到抑制高阶横向杂模的响应，并不会影响主模的特性；由于本申请的谐振器会形成准驻波，从而使得在孔径区域之外的区域会迅速衰减，从而保证了主谐振的响应。
为了进一步说明本申请的谐振器的有益效果，以下以具体实施例进行说明。
实施例1：
提供一支撑衬底为碳化硅，压电薄膜为380纳米厚度的铌酸锂(X切)，叉指换能器的结构如图10所示的谐振器，对其的零阶对称兰姆波(S0)模式的导纳响应和高阶横向模的谐振点振型的与现有技术中未进行相关抑制结构设计的谐振器(如图5)进行对比试验，参阅图15，图15为本申请一种可选的本申请的谐振器与现有技术谐振器的导纳图；从图15中的导纳曲线可以看出，曲线a为现有技术谐振器的导纳曲线，曲线b为本申请的图5对应的谐振器的导纳曲线，采用本申请的谐振器可以有效抑制基于缩短空气隙长度带来的针对高阶模式的能量泄漏作用，右侧振型图可以看出对应高阶模能量发生泄漏。
实施例2：
提供一支撑衬底为碳化硅，压电薄膜为380纳米厚度的铌酸锂(X切)，叉指换能器的结构如图13所示的谐振器，对其的SH0模式的导纳响应和高阶横向模的谐振点振型的与现有技术中未进行相关抑制结构设计的谐振器(如图5)进行对比试验，参阅图16，图16为本申请另一种可选的本申请的谐振器与现有技术谐振器的导纳图；曲线组1表征图10所对应的谐振器的响应情况；曲线组2表征第二种方式的现有技术的谐振器的响应情况；曲线组3表征图5对应的现有技术的谐振器的响应情况，从图16中可以看出，采用本申请的谐振器可以有效提高了抑制高阶横向杂模的响应的效果。
以上所述仅为本申请可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种声表面波谐振器，其特征在于，包括由下至上依次层叠的支撑衬底、压电薄膜、叉指换能器和两个反射栅单元；
所述叉指换能器的两侧分别设有一个反射栅单元；
所述叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条和叉指电极单元；
所述叉指电极单元包括第一电极、第二电极和第一阻碍结构；
所述第一电极的第一端与所述第一汇流条连接；
所述第二电极包括相对的第二端和第一自由端；
所述第二端与所述第二汇流条连接；
所述第一阻碍结构位于所述第一自由端与所述第一汇流条之间的区域。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指电极单元还包括第三电极、第四电极和第二阻碍结构；
所述第三电极包括相对的第三端和第二自由端；
所述第三端与所述第一汇流条连接；
所述第二阻碍结构位于所述第二自由端与所述第二汇流条之间的区域；
所述第四电极的第四端与所述第二汇流条连接；
沿第一方向依次排列有所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，且所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极中相邻电极之间的间隔相等；所述第一方向为所述第一汇流条延伸方向。
3.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一阻碍结构与所述第一电极连接；
所述第二阻碍结构与所述第四电极连接；
所述第一电极与所述第二电极之间存在第一距离；
所述第一电极与所述第三电极之间存在第二距离；
所述第一阻碍结构的长度大于等于所述第一距离，且小于等于所述第二距离；
所述第二阻碍结构的长度与所述第一阻碍结构的长度相等。
4.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一汇流条包括第一子汇流条和第二子汇流条；
所述第二汇流条包括第三子汇流条和第四子汇流条；
所述第一子汇流条与所述第一端连接；
所述第二子汇流条替换所述第一阻碍结构，且所述第二子汇流条与所述第一电极连接；所述第一子汇流条与所述第二子汇流条存在第一预设距离；
所述第三子汇流条与所述第二端连接；
所述第四子汇流条与所述第二电极连接，所述第四子汇流条与所述第三子汇流条之间存在所述第一预设距离；所述第四子汇流条靠近所述第一电极。
5.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一电极还包括第三自由端；
所述第三电极还包括第四自由端；
所述第一阻碍结构与所述第一自由端连接；
所述第二阻碍结构与所述第二自由端连接；
所述第三自由端设有第三阻碍结构；
所述第四自由端设有第四阻碍结构；
所述第一阻碍结构的宽度大于所述第一电极的宽度，所述第二阻碍结构的宽度大于所述第二电极的宽度；所述第三阻碍结构的宽度大于所述第三电极的宽度，所述第四阻碍结构的宽度大于所述第四电极的宽度。
6.根据权利要求5所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指电极单元还包括第一连接结构和第二连接结构；
所述第一连接结构的一端与所述第一电极连接，所述第一连接结构的另一端与所述第三电极连接；
所述第二连接结构的一端与所述第二电极连接，所述第二连接结构的另一端与所述第四电极连接；
所述第一连接结构位于所述第一阻碍结构与所述第一汇流条之间的区域；
所述第二连接结构位于所述第二阻碍结构与所述第二汇流条之间的区域。
7.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指换能器的声表面波相速度的横向分布呈中心对称，所述横向为所述第一方向。
8.根据权利要求2所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指电极单元的横向模激发强度满足如下公式：
其中，kyn是n阶横向模的波数，leff为该横向模场分布的积分贡献区域的等效积分长度，Δ是由于所述叉指电极单元的非对称速度分布带来的偏移量。
9.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述第一阻碍结构的材料包括金属材料和无机非金属材料。
10.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述支撑衬底的材料包括硅、氧化硅、二氧化硅、绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator，SOI)、锗、石英、蓝宝石中的至少一种；
所述第一电极和所述第二电极的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银和金中的至少一种金属材料。
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