CN114567283B - 叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器，涉及谐振器领域，该叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排和第二汇流排，第一汇流排上设置有多个第一电极、第二汇流排上设置有多个第二电极，多个第一电极和多个第二电极相对间隔设置在第一汇流排和第二汇流排之间的中间区域；中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区；单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接，并在各电极的电极端以及对应电极处设置金属加厚层。在本发明中通过将单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接，并设置金属加厚层，利用上述结构使单极区和叉指区声速不同，从而对横向模式波纹进行有效抑制。

Description

叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器

技术领域

本发明涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器。

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。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。无线通信终端中目前广泛应用的射频滤波器是声表滤波器，负责接收和发射通道的射频信号滤波，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，高端应用的普及对滤波器和谐振器的需求趋向复杂化，高端化，小型化。

基于具有薄膜形式的压电材料的高性能声表滤波器技术制作的谐振器，该谐振器组成的射频滤波器，实现低插损，通带平滑，高Q值(Q值为电感器件在某一频率下，感抗与等效损耗电阻之比)以及出色的低频率温度等特性。

高性能声表面波谐振器是一种相对新型的谐振器，由于其压电材料为复合多层材料键合而成，声波的传播及工作模式不同于常规声表面波谐振器，如果仍然采用常规声表面波谐振器的设计方法设计出的和射频滤波器会出现很强的横向模式波纹，通带杂波严重，将会导致整体器件性能的恶化。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器，旨在解决现有技术中通过常规声表面波谐振器的设计方法设计出的和射频滤波器会出现很强的横向模式波纹的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种叉指换能结构，所述叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排和第二汇流排，所述第一汇流排上设置有多个第一电极、所述第二汇流排上设置有多个第二电极，所述多个第一电极和所述多个第二电极相对间隔设置在所述第一汇流排和第二汇流排之间的中间区域；

所述中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区，所述叉指区为所述多个第一电极远离所述第一汇流排的端部边缘和所述多个第二电极远离所述第二汇流排的端部边缘之间形成的区域；

单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接；

在所述叉指区内，各第一电极的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

各第二电极的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处设置金属加厚层。

可选地，所述单极区包括第一单极区和第二单极区，在所述第一单极区内各相邻第一电极之间通过多个金属条连接，在所述第二单极区内各相邻第二电极之间通过多个金属条连接。

可选地，所述各相邻第一电极之间和/或各相邻第二电极之间设置的金属条数目相同。

可选地，所述金属条为平行设置的矩形状金属条，或倾斜预设角度设置的矩形状金属条。

可选地，在切斜预设角度设置的矩形状金属条中，所述第一电极和/或所述第二电极两侧的金属条与对应的所述第一电极和/或第二电极上相同的位置连接。

可选地，所述金属条为梯形状金属条时，第一电极两侧或第二电极两侧连接的金属条的下底边指向上底边的方向相同或相反。

可选地，所述第一电极和/或所述第二电极两侧的金属条间隔相同距离交错设置在对应的所述第一电极两侧和/或第二电极两侧。

可选地，所述第一电极之间或所述第二电极之间通过多个金属条贯穿连接；其中各金属条均贯穿各第一电极或各第二电极。

可选地，所述金属加厚层设置在所述第一电极和所述第二电极的上表面或下表面。

可选地，所述假指条与所述第一汇流排或所述第二汇流排连接，所述假指条与电极之间设置的所述多个金属条连接。

为实现上述目的，本发明还提出一种谐振器，所述谐振器包括：硅衬底和以此设置在所述硅衬底上的能量陷阱层、二氧化硅层、压电单晶层、所述的叉指换能结构以及设置在所述叉指换能结构上的钝化层。

为实现上述目的，本发明还提出一种谐振器制作方法，所述谐振器制作方法包括：

利用高阻硅构建谐振器衬底；

利用多晶硅在所述谐振器衬底上构建能量陷阱层；

在所述能量陷阱层上构建低声速的二氧化硅层；

通过键合方式在所述二氧化硅层上构建压电单晶层；

在所述压电单晶层上设置叉指换能结构，所述叉指换能结构的各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接；

在各第一电极的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

在各第二电极的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

在所述叉指换能结构上设置钝化层。

可选地，所述在所述能量陷阱层上构建低声速的二氧化硅层的步骤包括：

通过气相沉积或热氧化方式在所述能量陷阱层上构建初始二氧化硅层；

对所述初始二氧化硅层进行机械平坦化处理获得低声速的二氧化硅层。

可选地，所述在所述压电单晶层上设置叉指换能结构，所述叉指换能结构的各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接的步骤包括：

在所述压电单晶层上根据预设位置关系设置第一汇流排和第二汇流排；

在所述第一汇流排和所述第二汇流排之间依次间隔设置多个第一电极和第二电极；

分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

可选地，所述在所述压电单晶层上设置叉指换能结构的步骤还包括：

在所述压电单晶层上设置金属加厚层；

根据所述金属加厚层的位置信息设置第一电极和第二电极；

根据所述第一电极和所述第二电极设置第一汇流排和第二汇流排；

分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

为实现上述目的，本发明还提出一种滤波器，所述滤波器包括上述谐振器。

本发明提供了一种叉指换能结构、谐振器、谐振器制作方法及滤波器，该叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排和第二汇流排，所述第一汇流排上设置有多个第一电极、所述第二汇流排上设置有多个第二电极，所述多个第一电极和所述多个第二电极相对间隔设置在所述第一汇流排和第二汇流排之间的中间区域；所述中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区，所述叉指区为所述多个第一电极远离所述第一汇流排的端部边缘和所述多个第二电极远离所述第二汇流排的端部边缘之间形成的区域；单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接，并在各电极的电极端以及对应电极处设置金属加厚层。在本发明中通过将单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接，并设置金属加厚层，利用上述结构使单极区和叉指区声速不同，从而对横向模式波纹进行有效抑制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明叉指换能结构第一实施例的结构示意图；

图2为本发明叉指换能结构第二实施例的第一种结构示意图；

图3为本发明叉指换能结构第二实施例的第二种结构示意图；

图4为本发明叉指换能结构第二实施例的第三种结构示意图；

图5为本发明叉指换能结构第二实施例的第四种结构示意图；

图6为本发明叉指换能结构第二实施例的第五种结构示意图；

图7为本发明叉指换能结构第二实施例的第六种结构示意图；

图8为本发明叉指换能结构第二实施例的第七种结构示意图；

图9为本发明叉指换能结构第二实施例的第八种结构示意图；

图10为本发明叉指换能结构第三实施例中第一种结构的电极的端头处的横向剖面图；

图11为本发明叉指换能结构第三实施例中第一种结构的电极的纵向剖面图；

图12为本发明叉指换能结构第三实施例中第二种结构的电极的端头处的横向剖面图；

图13为本发明叉指换能结构第三实施例中第二种结构的电极的纵向剖面图；

图14为本发明叉指换能结构第三实施例中第三种结构示意图；

图15为本发明叉指换能结构第三实施例中第三种结构示意图；

图16为本发明叉指换能结构第三实施例中的叉指换能结构与常规叉指换能结构的导纳幅值变化曲线图；

图17为本发明叉指换能结构第三实施例中的叉指换能结构与常规叉指换能结构的导纳实部曲线变化图；

图18为本发明叉指换能结构第三实施例中的叉指换能结构与常规叉指换能结构的史密斯圆图；

图19为本发明叉指换能结构第三实施例中的叉指换能结构与常规叉指换能结构的Q值变化图；

图20为本发明谐振器的结构示意图；

图21为本发明谐振器制作方法第一实施例的流程示意图；

图22为本发明谐振器制作方法第二实施例的流程示意图；

图23为本发明谐振器制作方法第三实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	第一汇流排	20	第二汇流排
30	金属条	40	金属加厚层
				50	硅衬底	60	能量陷阱层
70	二氧化硅层	80	压电单晶层
				90	钝化层	101	第一电极
201	第二电极

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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。

参照图1，图1为本发明第一实施例提出叉指换能结构的结构示意图，如图1所示。

在本实施例中，所述叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排10和第二汇流排20，所述第一汇流排10上设置有多个第一电极101、所述第二汇流排20上设置有多个第二电极201，所述多个第一电极101和所述多个第二电极102相对间隔设置在所述第一汇流排10和第二汇流排20之间的中间区域；

所述中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区，所述叉指区为所述多个第一电极101远离所述第一汇流排10的端部边缘和所述多个第二电极201远离所述第二汇流排20的端部边缘之间形成的区域；

各单极区中各第一电极101和第二电极102之间通过多个金属条连接。

需要说明的是，叉指换能结构可以是在压电基片表面上形成手指交叉状的金属图案，叉指换能结构就可以为叉指换能器，可用于实现声至电换能。叉指换能结构可以设置为金属薄膜形状，该金属薄膜可以由钛、铬、铜、银、铝等单个金属或者它们的组合形成。金属条30是用于将各第一电极101之间或各第二电极102之间进行电短路的金属结构。该金属条30的宽度可以为叉指换能结构的1/8至1/2倍的周期波长，各金属条30之间的间隔距离可以与金属条30的宽度相同即叉指换能结构的1/8至1/2倍的周期波长。相邻第一电极101之间的电极间隙与相邻第二电极201之间的电极间隙内可以设置2个至15个金属条。

应理解的是，叉指区为所述多个第一电极101远离所述第一汇流排10的端部边缘与多个第二电极201远离所述第二汇流排20的端部边缘之间的区域。处于叉指区内的指相互交错设置的第一电极101和第二电极102在垂直于汇流排方向上的投影重合。单极区是指多个第一电极101与第二汇流排20之间的间隔距离以及多个第二电极201与第一汇流排10之间的区域。在第一汇流排10和第二汇流排20之间存在一个叉指区和两个单极区，叉指区处于两个单极区之间。

在具体实施中，可以首先确定第一电极101与第二电极102分别对应的单极区，然后将单极区内的各第一电极101通过多个金属条30连接，使各第一电极101之间电短路，当然第二电极102同样通过多个金属条30连接，使各第二电极201之间电短路。在同时利用上述多金属条和金属加厚层的情况下，即可在复合多层材料衬底上生长声表面波滤波器且对横向模式进行完全抑制，进而可以大幅度提高滤波器的Q值。

在本实施例中提供了一种叉指换能结构，该叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排和第二汇流排，所述第一汇流排上设置有多个第一电极、所述第二汇流排上设置有多个第二电极，所述多个第一电极和所述多个第二电极相对间隔设置在所述第一汇流排和第二汇流排之间的中间区域；所述中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区，所述叉指区为所述多个第一电极远离所述第一汇流排的端部边缘和所述多个第二电极远离所述第二汇流排的端部边缘之间形成的区域；单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接。在本实施例中通过将单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接，利用多条金属条使各电极之间短路以及设置金属加厚层，利用上述结构使单极区和叉指区声速不同，从而对横向模式波纹进行有效抑制。

基于上述叉指换能结构的第一实施例，提出本发明叉指换能结构的第二实施例。

参照图2，在本实施例中，所述单极区包括第一单极区和第二单极区，在所述第一单极区内各相邻第一电极之间通过多个金属条连接，在所述第二单极区内各相邻第二电极之间通过多个金属条连接。

应理解的是，第一单极区为第一汇流排10与第二电极201之间的区域，第二单极区为第二汇流排20与第一电极101之间的区域。第一单极区内包括部分第一电极101，相邻的第一电极101之间存在电极间隙。在每个电极间隙内可以设置多个金属条，不同的电极间隙内设置的金属条的数目可以相同也可以不同。参照图2，在图2中以各间隙之间设置不同数目的金属条30为例进行说明。在第一单极区内可以不通过电极间隙之间的金属条30的数目就可以采用一定的规律间隔设置相同的数目，当然也可以在满足金属条数目的情况下随意设置，此处不做具体限定。例如在第一单极区内采用四个金属条和六个金属条依次间隔设置在相邻间隙。

应理解的是，在考虑到整体面积利用效率，可以将所述各相邻第一电极101之间电极间隙和/或各相邻第二电极201之间设置的金属条数目相同。参照图2，在第一单极区和第二单极区内，设置三个金属条的电极间隙与设置四个金属条的电极间隙相比，此处还存在一定的空间未合理利用，因此，可以将各个电极间隙内设置相同数目的金属条。

参照图2至图4，在本实施例中，金属条30可以为矩形状金属条或梯形状金属条。所述金属条30为平行设置的矩形状金属条，或倾斜预设角度设置的矩形状金属条。

需要说明的是，预设角度是预先设定的倾斜角度，该倾斜角度需要选取一个较小的角度，以保证电极间隙内的金属条处于第一单极区或第二单极区内。此外在不同的电极间隙内金属条的倾斜角度和倾斜方向均不做具体限定。

参照图4，在本实施例中，在切斜预设角度设置的矩形状金属条中，所述第一电极101和/或所述第二电极201两侧的金属条与对应的所述第一电极101和/或第二电极201上相同的位置连接。

需要说明的是，在不同的电极两侧设置的金属条时，可以将电极两侧的金属条连接在该电极的相同位置。其中，可以将第一单极区内的金属条或第二单极区内的金属条单独设置，将第一单极区内的第一电极101两侧的金属条分别与第一电极101的相同位置连接或第二单极区内的第二电极201两侧的金属条分别与第二电极201的相同位置连接。当然还可以将第一单极区和第二单极区内的电极两侧的金属条同时设置，此处不做具体限定。

参照图5和图6，所述金属条30为梯形状金属条时，第一电极101两侧或第二电极102两侧连接的金属条的下底边指向上底边的方向相同或相反。

应理解的是，在图5和图6中金属条30均为梯形状金属条，该梯形状金属条的宽度可以为叉指换能结构的1/8至1/2倍的周期波长，梯形状金属条之间的间隔距离可以与金属条30的宽度相同即叉指换能结构的1/8至1/2倍的周期波长。

参照图7，所述第一电极101和/或所述第二电极201两侧的金属条30间隔相同距离交错设置在对应的所述第一电极101两侧和/或第二电极201两侧。

应理解的是，在本实施例中，电极两侧连接的金属条30同样可以相互错开设置，不同的金属条在同一电极上连接的位置并不相同。其中，第一电极区内同一第一电极101两侧的金属条可以相互交错连接，而在第二单极区内的同一电极两侧的金属条可以连接在该第二电极102的相同位置；同理，第一电极区内同一第一电极101两侧的金属条可以在第一电极101相同位置，而在第二单极区内的同一第二电极201两侧的金属条可以在该第二电极102的两侧相互交错连接。

参照图8和图9在本实施例中，所述第一电极101之间或所述第二电极201之间通过多个金属条贯穿连接；其中各金属条均贯穿各第一电极101或各第二电极201。

应理解的是，上述金属条30均为设置在相邻电极的电极间隙内的金属条，在本实施例中，可以直接通过多个长度较长的金属条直接将所有的第一电极101或所有的第二电极201直接连接。此处多个金属条可以直接贯穿各第一电极101或附着在各第一电极101的表面。例如在图8和图9中设置4各长度较长的金属条30，该金属条可以直接附着在各第一电极101或第二电极201的表面，在第一单极区内将所有的第一电极101连接，使所有的第一电极101之间形成电短路；在第二单极区内同样如此。

需要说明的是，在图8中多个金属条30的为同一方向倾斜相同角度设置的金属条，考虑到金属条倾斜会直接导致制作出的谐振器芯片面积增大，因此该金属条倾斜的角度应当处于一定的切斜角度范围内，例如1°～3°即可。在图9中可以将相邻的金属条30之间以不同的方向旋转一定的角度设置，技能将该金属条切斜设置，还可以有效的降低谐振器芯片面积。此外金属条的数目同样会使谐振器芯片面积增大，因此在本实施例中，设置金属条的数目在2至8个之间最佳。

基于上述叉指换能结构的第一实施例和第二实施例，提出本发明叉指换能结构的第三实施例。

在本实施例中，所述金属加厚层40设置在所述第一电极101和所述第二电极201的上表面或下表面。

应理解的是，在本实施例中设置金属加厚层40的目的是在单极区与叉指区之间形成活塞模式，此时将该金属加厚层40设置在电极的上表面和下表面均可以在第一汇流排10与第二汇流排20之间形成活塞模式。因此该金属加厚层40既可以设置在对应电极的上表面，同样也可以设置在该电极的下表面。在图10和图11中该金属加厚层40设置在第一电极101的上表面，在图12和图13中该金属加厚层40设置在第一电极101的下表面。在第二电极201上设置的金属加厚层40可以参照第一电极101上金属加厚层40的设置方式，此处不再赘述。

参照图14，在本实施例中，相邻的各第一电极之间的电极间隙和相邻的各第二电极之间的电极间隙之间设有假指条，所述假指条与第一电极或第二电极对应设置。参照图15，所述假指条与所述第一汇流排或所述第二汇流排连接，所述假指条与电极之间设置的所述多个金属条连接。

应理解的是，在本实施例中还可以设置假指条，其中，假指条设置在相邻第一电极101之间的电极间隙以及相邻第二电极201之间的电极间隙内。假指条与对应位置的第一电极101或第二电极201之间对应设置。假指条可以设置在电极间隙内最外侧的金属条上，当然假指条也可以通过电极间隙内的所有金属条与汇流排连接。利用该假指条可以进一步提升器件的Q值。

参照16和图17，本实施例叉指换能结构的谐振器测试结果，分别为导纳幅值和导纳实部。同时，为了更好的说明本发明的优势，加入了常规声表面波叉指换能结构的谐振器的测试结果作为对比。图16和图17中，实线表示常规设计的谐振器，虚线表示本发明设计的谐振器。当采用常规设计制作的谐振器通带内会有杂波，尤其在实部曲线可以看到，通带内杂波很严重；而采用本发明制作的谐振器能很好的抑制杂波，进而可以大幅度提高滤波器的损耗。参照图18，图18为本实施例中叉指换能结构组成的谐振器以及常规叉指华能结构组成的谐振器的史密斯圆图，同样实线表示常规设计的谐振器，虚线表示本发明设计的谐振器，常规设计的谐振器杂峰很多，而本实施例设计的谐振器通带内无杂峰。参照图19所示为两种谐振器的Q值的对比，实线表示常规设计的谐振器，虚线表示本实施例设计的谐振器，该图就可以特别直观的表示，本实施例设计的谐振器Q值接近4000，而常规设计的谐振器Q值只有3000左右。

在本实施例例中，在单极区内的设置多个金属条将各第一电极和各第二电极进行电短路的基础上，在电极上设置金属加厚层，可以在第一汇流排与第二汇流排之间形成活塞模式，从而更加有效的抑制残留的声波横波模式，降低了声表面波换能器的杂波响应，使得声表面波换能器的带内波动大幅度减小、插入损耗降低、矩形系数更佳、品质因数更高，因此声表面波换能器的性能大幅提高。

参照图20，本发明还提供一种谐振器，所述谐振器包括：硅衬底50和以此设置在所述硅衬底上的能量陷阱层60、二氧化硅层70、压电单晶层80、所述的叉指换能结构以及设置在所述叉指换能结构上的钝化层90。

参照图21，图21为本发明谐振器制作方法提出的第一实施例的流程示意图。基于上述谐振器的结构，提出本发明谐振器制作方法的第一实施例。

在本实施例中，所述谐振器制作方法包括：

步骤S10：利用高阻硅构建谐振器衬底；

需要说明的是，在谐振器制作过程中首先需要制作谐振器衬底，谐振器衬底可以通过高阻态的材料制作，在本实施例中可以选取高阻硅为衬底材料制作谐振器衬底。高阻硅可以为P型硅或者N型硅，其电阻率大于2000(Ω-cm)，优选其电阻率大于10000(Ω-cm)。

步骤S20：利用多晶硅在所述谐振器衬底上构建能量陷阱层；

应理解的是，目前的器件纵向一般就是金属-氧化硅-Si等MOS结构，在器件表面施加电压后会在SiO2/Si界面形成大量的电荷，叫做寄生表面电导，这样就会降低衬底的有效电阻率。增加能量陷阱层之后，因为多晶硅的缺陷非常多，这样就可以捕获这些寄生电荷，从而抑制了有效电阻的下降，能量就可以更好的被抑制在衬底表面可以进一步提升Q值，因此，在衬底制备完成后，可以在该衬底上制备一层能量陷阱层，该能量陷阱层可以由多晶硅材料组成。

步骤S30：在所述能量陷阱层上构建低声速的二氧化硅层；

步骤S40：通过键合方式在所述二氧化硅层上构建压电单晶层；

步骤S50：在所述压电单晶层上设置叉指换能结构，所述叉指换能结构的各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接；

步骤S60：在各第一电极的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

步骤S70：在各第二电极的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

在本实施例中，在所述叉指区内，各第一电极的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处设置金属加厚层；各第二电极的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处设置金属加厚层。

应理解的是，采用实施例一和实施例二的叉指换能结构，即仅在靠近汇流条的地方增加各种样式的金属条会在一定程度上起到抑制横向模式的效果，但并不足以对横向模式进行完全抑制，还存在部分横向模式波形残留。此时可以在每个电极上设置两个金属加厚层，该金属加厚层可以将横行模式锁定在电极两个金属加厚层之间。

需要说明的是，通过在电极上设置两个金属加厚层，使得声表面波换能器的叉指区和第一电极区之间、叉指区和第二电极区之间形成声波传播的活塞模式，也就是叉指区边缘的声速低于叉指区中心的声速，并且第一单指区和第二单指区的声速高于叉指区中心的声速，从而抑制残留的声波横波模式。

步骤S80：在所述叉指换能结构上设置钝化层。

应理解的是，在能量陷阱层构建完成后，还需要在能量陷阱层上制备一层低声速的二氧化硅层，并在该二氧化硅层上构建压电单晶层。压电单晶层的压电材料可以是LiTaO3(钽酸锂)和LiNbO3(铌酸锂)，其中LiTaO3(钽酸锂)切角可以是30°，42°，50°，厚度在(300-1000nm)范围内。在压电单晶层构建完成后可以在压电单晶层上设置所述的叉指换能结构，其中该叉指换能结构的相邻电极之间用过多个金属条电连接。在该叉指换能结构设置完成后，为了避免该叉指换能结构上的金属被腐蚀，还可以在该叉指换能结构上设置一层防腐蚀的钝化层。该钝化层可以使用二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)制作。

在本实施例中提供了一种换能器制作方法，该换能器制作方法通过在叉指换能结构的各第一电极和各第二电极之间设置多个金属条，通过多个金属条将各第一电极和各第二电极电短路对横向模式波纹进行有效抑制。

参照图22，图22为本发明谐振器制作方法提出的第二实施例的流程示意图。基于上述谐振器制作方法的第一实施例，提出本发明谐振器制作方法的第二实施例。

在本实施例中，所述步骤S30具体包括：

步骤S301：通过气相沉积或热氧化方式在所述能量陷阱层上构建初始二氧化硅层；

步骤S302：对所述初始二氧化硅层进行机械平坦化处理获得低声速的二氧化硅层。

应理解的是，在二氧化硅层制作过程中可以利用等离子体增强化学的气相沉积法的方式或者热氧化的方式将二氧化硅层材料固定在所述能量陷阱层上，形成初始二氧化硅层。然后对该初始二氧化硅层的进行化学机械平坦化处理，将初始二氧化硅层的厚度控制在300-800nm范围内形成二氧化硅层。

所述步骤S50包括：

步骤S501：在所述压电单晶层上根据预设位置关系设置第一汇流排和第二汇流排；

需要说明的是，预设位置是预先设定的用于防止第一汇流排和第二会牛排的位置。在压电单晶层设置完成后，可以在压电单晶层上按照汇流排的位置关系选取两个位置作为预设位置。然后根据该预设位置放置第一汇流排和第二汇流排。

步骤S502：在所述第一汇流排和所述第二汇流排之间依次间隔设置多个第一电极和第二电极；

应理解的是，在第一汇流排和第二汇流排放置完成之后，可以在该第一汇流排和第二汇流排上设置多个第一电极和第二电极。第一电极设置在第一汇流排上，第二电极设置在第二汇流排上，第一电极与第二电极之间形成叉指电极结构。

步骤S503：分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

可以理解的是，在电极设置完成后需要在相邻的第一电极和相邻的第二电极之间的电极间隙内设置多个金属条，将各第一电极电短路连接以及将各第二电极电短路连接，降低声波的横波模式。

应理解的是，在第一电极和第二电极以及金属条均设置完成后，为了进一步降低恒波模式，还需要在第一电极和第二电极上设置金属加厚层。该金属加厚层可以设置在第一电极远离第一汇流排的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处，此时该第一电极上设置有两个金属加厚层，完成该第一电极的金属加厚层设置。同理该金属加厚层还需要设置在第二电极远离第二汇流排的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处，完成第二电极上金属加厚层的设置。

在本实施例中，在单极区内的设置多个金属条将各第一电极和各第二电极进行电短路的基础上，在电极上设置金属加厚层，可以在第一汇流排与第二汇流排之间形成活塞模式，从而更加有效的抑制残留的声波横波模式，降低了声表面波换能器的杂波响应，使得声表面波换能器的带内波动大幅度减小、插入损耗降低、矩形系数更佳、品质因数更高，因此声表面波换能器的性能大幅提高。

参照图23，图23为本发明谐振器制作方法提出的第三实施例的流程示意图。基于上述谐振器制作方法的第一实施例，提出本发明谐振器制作方法的第三实施例。

在本实施例中，所述步骤S50还包括：

步骤S51：在所述压电单晶层上设置金属加厚层；

应理解的是，在叉指换能结构构建过程中，可以优先设置金属加厚层，然后根据该金属加厚层设置对应位置的第一电极和第二电极。其中，在金属加厚层设置过程中，要确定该金属加厚层的具体位置，为了避免其他结构处于压电单晶层外部，应当选取接近压电单晶层中心的位置作为该金属加厚层的位置，然后在该位置上设置金属加厚层。

步骤S52：根据所述金属加厚层的位置信息设置第一电极和第二电极；

步骤S53：根据所述第一电极和所述第二电极设置第一汇流排和第二汇流排；

步骤S54：分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

可以理解的是，在金属加厚层的位置固定之后，该第一电极和第二电极的位置便已经固定，此时便可以直接将该第一电极和第二电极设置在对应位置即可。然后根据该第一电极和第二电极的准确位置设置对应的第一汇流排和第二汇流排。最后在各第一电极之间和各第二电极之间的电极间隙内设置多个金属条，从而完成该叉指换能结构的构建。

此外，为实现上述目的本发明还提供了一种滤波器，所述滤波器包括如上述的谐振器。该谐振器的具体结构参照上述实施例，由于滤波器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种叉指换能结构，所述叉指换能结构包括：平行设置的第一汇流排和第二汇流排，所述第一汇流排上设置有多个第一电极、所述第二汇流排上设置有多个第二电极，其特征在于，所述多个第一电极和所述多个第二电极相对间隔设置在所述第一汇流排和第二汇流排之间的中间区域；

所述中间区域包含叉指区和不属于所述叉指区的单极区，所述叉指区为所述多个第一电极远离所述第一汇流排的端部边缘和所述多个第二电极远离所述第二汇流排的端部边缘之间形成的区域；

单极区中各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接；

在所述叉指区内，各第一电极电极端的表面设有金属加厚层；

所述第二电极上与所述第一电极的电极端横向对应位置处的表面设有所述金属加厚层；

各第二电极电极端的表面设有所述金属加厚层；

所述第一电极上与所述第二电极电极端的横向对应位置处的表面设有所述金属加厚层。

2.如权利要求1所述叉指换能结构，其特征在于，所述单极区包括第一单极区和第二单极区，在所述第一单极区内各相邻第一电极之间通过多个金属条连接，在所述第二单极区内各相邻第二电极之间通过多个金属条连接。

3.如权利要求2所述叉指换能结构，其特征在于，所述各相邻第一电极之间和/或各相邻第二电极之间设置的金属条数目相同。

4.如权利要求3所述叉指换能结构，其特征在于，所述金属条为平行设置的矩形状金属条，或倾斜预设角度设置的矩形状金属条。

5.如权利要求4所述叉指换能结构，其特征在于，在切斜预设角度设置的矩形状金属条中，所述第一电极和/或所述第二电极两侧的金属条与对应的所述第一电极和/或第二电极上相同的位置连接。

6.如权利要求3所述叉指换能结构，其特征在于，所述金属条为梯形状金属条时，第一电极两侧或第二电极两侧连接的金属条的下底边指向上底边的方向相同或相反。

7.如权利要求2所述叉指换能结构，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极两侧的金属条间隔相同距离交错设置在对应的所述第一电极两侧和/或第二电极两侧。

8.如权利要求1所述叉指换能结构，其特征在于，所述第一电极之间或所述第二电极之间通过多个金属条贯穿连接；其中各金属条均贯穿除两侧的第一电极或第二电极外的其他电极。

9.如权利要求1所述叉指换能结构，其特征在于，所述金属加厚层设置在所述第一电极和所述第二电极的上表面或下表面。

10.如权利要求1所述叉指换能结构，其特征在于，相邻的各第一电极之间的电极间隙和相邻的各第二电极之间的电极间隙之间设有假指条，所述假指条与第一电极或第二电极对应设置。

11.如权利要求10所述叉指换能结构，其特征在于，所述假指条与所述第一汇流排或所述第二汇流排连接，所述假指条与电极之间设置的所述多个金属条连接。

12.一种谐振器，其特征在于，所述谐振器包括：硅衬底和以此设置在所述硅衬底上的能量陷阱层、二氧化硅层、压电单晶层、权利要求1-11任一项所述的叉指换能结构以及设置在所述叉指换能结构上的钝化层。

13.一种基于权利要求12所述谐振器的谐振器制作方法，其特征在于，所述谐振器制作方法包括：

利用高阻硅构建谐振器衬底；

利用多晶硅在所述谐振器衬底上构建能量陷阱层；

在所述能量陷阱层上构建低声速的二氧化硅层；

通过键合方式在所述二氧化硅层上构建压电单晶层；

在所述压电单晶层上设置叉指换能结构，所述叉指换能结构的各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接；

在各第一电极的电极端以及与所述第一电极相邻的第二电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

在各第二电极的电极端以及与所述第二电极相邻的第一电极的横向对应位置处设置金属加厚层；

在所述叉指换能结构上设置钝化层。

14.如权利要求13所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述在所述能量陷阱层上构建低声速的二氧化硅层的步骤包括：

通过气相沉积或热氧化方式在所述能量陷阱层上构建初始二氧化硅层；

对所述初始二氧化硅层进行机械平坦化处理获得低声速的二氧化硅层。

15.如权利要求14所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述在所述压电单晶层上设置叉指换能结构，所述叉指换能结构的各第一电极之间和各第二电极之间通过多个金属条连接的步骤包括：

在所述压电单晶层上根据预设位置关系设置第一汇流排和第二汇流排；

在所述第一汇流排和所述第二汇流排之间依次间隔设置多个第一电极和第二电极；

分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

16.如权利要求13所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述在所述压电单晶层上设置叉指换能结构的步骤还包括：

在所述压电单晶层上设置金属加厚层；

根据所述金属加厚层的位置信息设置第一电极和第二电极；

根据所述第一电极和所述第二电极设置第一汇流排和第二汇流排；

分别在各第一电极之间和各第二电极之间设置多个金属条。

17.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括权利要求12所述的谐振器。

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