CN115133900A - 温度补偿型谐振器及其制造方法 - Google Patents

温度补偿型谐振器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的温度补偿型谐振器(10)具有压电基底层(1)；在压电基底层上以相互平行地形成的第一汇流条(2a)和第二汇流条(2b)；形成于第一汇流条的多个第一叉指电极(3a)；形成于第二汇流条上的多个第二叉指电极(3b)；在多个第一叉指电极上远离第一汇流条一侧的端部、和在第二叉指电极上远离第二汇流条一侧的端部形成的多个第一加厚层(4a)；在多个第一叉指电极上与相邻的第二叉指电极的端部平齐的部位、和在多个第二叉指电极上与相邻的第一叉指电极的端部平齐的部位形成的多个第二加厚层(4b)；以及覆盖于压电基底层、第一汇流条、第二汇流条、第一叉指电极以及第二叉指电极的上方的温度补偿层(5)，相邻的第一叉指电极之间的汇流条区域和相邻的第二叉指电极之间的汇流条区域均为圆弧形。

Description

温度补偿型谐振器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种温度补偿型谐振器及其制造方法，尤其涉及一种应用于射频前端滤波器的温度补偿型谐振器及其制造方法。
背景技术
声表面波器件(SAW：Surface Acoustic Wave)属于谐振器的一种，对于声表面波器件而言，其工作频率对温度非常敏感，具有频率随工作温度漂移的特性。由于器件的指定工作温度范围较大，通常为-20℃至85℃，因此这种局限性对器件的影响越来越严重，在频段越来越拥挤的5G通信时代，难以满足射频终端对滤波器的要求。因此，为了提高声表面波器件的温度稳定性，降低温度对其工作频率的影响，手机射频前端本身对TC-SAW(Temperature Compensated Surface Acoustic Wave：温度补偿型声表面波滤波器)的需求日益提高。
对于温度补偿型谐振器，通常是在铌酸锂(LiNbO3)压电基底层上形成叉指电极，然后在叉指电极上覆盖一层正温度系数的温度补偿材料、例如二氧化硅(SiO2)，由此来抑制由于温度变化而引起的频率漂移。然而，由于压电基底层的声阻抗和正温度系数较大的温度补偿材料的声阻抗存在差异，会导致在引入正温度系数材料的同时产生强烈的杂散响应。
对于以上提到的杂散响应，现有技术中通常采用加权法或在端部piston法、即对端部进行加厚加宽的方法来抑制杂散。然而，采用加权法的情况下，一方面会使谐振器的有效孔径减小，导致Q值降低，另一方面会增大器件的尺寸，不利于器件的小型化。采用端部piston法的情况下，如图8所示，尽管能够有效地抑制杂散响应，但是在较高的频段采用端部piston法时却受到诸多限制，因为高频段意味着叉指电极的指条间距会大大减小，受限于光刻机的精度，在各指条的端部加宽容易造成指条之间发生短路，致使器件失效，然而若仅对叉指电极的端部进行加厚处理，则往往无法完全抑制杂散响应并确保较高的Q值。
另外，研究报告《A Novel Structure to Suppress Transverse Modes in RadioFrequency TC-SAW Resonators and Filters》中提出了一种弯曲谐振器结构，如图9所示，该研究指出将整个汇流条设为圆弧形可以抑制杂散响应。但是该研究也指出，将圆弧形所对应的圆心角设置在20°以内，才会具有较好的效果。尽管如此，该方法依旧不能完全抑制杂散响应，且还会使器件的尺寸变大。因此，如何解决以上各种问题，在温度补偿型谐振器的设计中显得尤为重要。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种无杂散响应的温度补偿型谐振器，具体而言，能够提供一种在确保温度稳定性的同时，还能抑制因引入温度补偿性材料而产生的杂散响应的温度补偿型谐振器，且能够确保该温度补偿型谐振器具有较高的Q值。
用于解决技术问题的技术手段
本发明所涉及的温度补偿型谐振器，具有：压电基底层；第一汇流条和第二汇流条，所述第一汇流条和所述第二汇流条以相互平行的方式形成在所述压电基底层上；多个第一叉指电极，多个所述第一叉指电极以向着所述第二汇流条一侧延伸的方式形成于所述第一汇流条上；多个第二叉指电极，多个所述第二叉指电极以向着相邻的所述第一叉指电极之间延伸的方式形成于所述第二汇流条上；多个第一加厚层，多个所述第一加厚层形成于多个所述第一叉指电极上远离所述第一汇流条一侧的端部、及多个所述第二叉指电极上远离所述第二汇流条一侧的端部；多个第二加厚层，多个所述第二加厚层形成于多个所述第一叉指电极上与相邻的所述第二叉指电极的端部平齐的部位、及多个所述第二叉指电极上与相邻的所述第一叉指电极的端部平齐的部位；以及温度补偿层，所述温度补偿层覆盖于所述压电基底层、所述第一汇流条、所述第二汇流条、所述第一叉指电极以及所述第二叉指电极的上方，在所述第一汇流条上相邻的所述第一叉指电极之间的汇流条区域均为圆弧形，且在所述第二汇流条上相邻的所述第二叉指电极之间的汇流条区域均为圆弧形。
进一步地，所述压电基底层的材料为铌酸锂。
进一步地，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料与所述第一加厚层和所述第二加厚层的材料相同，均为铝、铜、铂中的一种或多种。
进一步地，所述压电基底层的切角为130°±5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°±5°,0°)。
进一步地，所述压电基底层的切角为130.5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°,0°)。
进一步地，所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均在10～240°范围内。
进一步地，所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均在20～90°范围内。
进一步地，所述温度补偿层的材料为二氧化硅，且当由该温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述温度补偿层的厚度为0.03λ。
进一步地，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均在40～90nm范围内。
进一步地，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均为70nm。
进一步地，当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均在0.25λ～2λ范围内。
进一步地，当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均为λ/2。
进一步地，在将所述第一叉指电极的端部到所述第二汇流条的距离设为第一间隙、且将所述第二叉指电极的端部到所述第一汇流条的距离设为第二间隙的情况下，所述第一间隙和所述第二间隙的大小均在0～2λ范围内。
进一步地，在所述温度补偿层上还覆盖有频率调节层，所述频率调节层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。
本发明所涉及的温度补偿型谐振器的制造方法，包括：压电基底层形成步骤，形成压电基底层；第一汇流条和第二汇流条形成步骤，在所述压电基底层上以相互平行的方式形成所述第一汇流条和所述第二汇流条；第一叉指电极形成步骤，在所述第一汇流条上以向着所述第二汇流条一侧延伸的方式形成多个第一叉指电极；第二叉指电极形成步骤，在所述第二汇流条上以向着相邻的所述第一叉指电极之间延伸的方式形成多个第二叉指电极；第一加厚层形成步骤，对多个所述第一叉指电极上远离所述第一汇流条一侧的端部进行加厚处理来形成多个所述第一加厚层，且对多个所述第二叉指电极上远离所述第二汇流条一侧的端部进行加厚处理来形成多个所述第一加厚层；第二加厚层形成步骤，对多个所述第一叉指电极上与相邻的所述第二叉指电极的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个所述第二加厚层，且对多个所述第二叉指电极上与相邻的所述第一叉指电极的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个所述第二加厚层；以及温度补偿层形成步骤，在所述压电基底层、所述第一汇流条、所述第二汇流条、所述第一叉指电极以及所述第二叉指电极的上方覆盖温度补偿层，在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，在所述第一汇流条上将相邻的所述第一叉指电极之间的汇流条区域均形成为圆弧形，且在所述第二汇流条上将相邻的所述第二叉指电极之间的汇流条区域均形成为圆弧形。
进一步地，在所述压电基底层形成步骤中，由铌酸锂来构成所述压电基底层。
进一步地，在所述第一叉指电极形成步骤、所述第二叉指电极形成步骤、所述第二加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料与所述第一加厚层和所述第二加厚层的材料相同，均为铝、铜、铂中的一种或多种。
进一步地，在所述压电基底层形成步骤中，将所述压电基底层的切角形成为130°±5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°±5°,0°)。
进一步地，在所述压电基底层形成步骤中，将所述压电基底层的切角形成为130.5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°,0°)。
进一步地，在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，将所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均形成在10～240°范围内。
进一步地，在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，将所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均形成在20～90°范围内。
进一步地，在所述温度补偿层形成步骤中，由二氧化硅来构成所述温度补偿层，且当由该温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，将所述温度补偿层的厚度形成为0.03λ。
进一步地，在所述第一加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均在40～90nm范围内。
进一步地，在所述第一加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均为70nm。
进一步地，当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均在0.25λ～2λ范围内。
进一步地，当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均为λ/2。
进一步地，在将所述第一叉指电极的端部到所述第二汇流条的距离设为第一间隙、且将所述第二叉指电极的端部到所述第一汇流条的距离设为第二间隙的情况下，所述第一间隙和所述第二间隙的大小均在0～2λ范围内。
进一步地，还包括频率调节层形成步骤，在所述温度补偿层上覆盖频率调节层，所述频率调节层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。
发明效果
首先，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器及其制造方法中，并未采用传统的端部piston方法，仅对叉指电极的端部进行加厚处理，而不需要对叉指电极的端部进行加宽处理，因此，能够避免叉指电极之间发生短路的情况。
其次，与现有技术中的弯曲谐振器结构和加权法相比，本发明所涉及的温度补偿型谐振器及其制造方法不会造成器件尺寸变大，因此，有利于器件的小型化设计。
最后，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器及其制造方法中，通过采用将局部圆弧形汇流条和叉指电极加厚处理相结合的方法，使温度补偿型谐振器的设计更灵活，不仅能够完全消除温度补偿型谐振器的杂散响应，还能够确保温度补偿型谐振器具有较高的Q值。
附图说明
图1是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器的结构的俯视截面图。
图2是示出了从图1所示的A-A虚线的方向观察本发明所涉及的温度补偿型谐振器的结构时得到的侧视截面图。
图3是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层的情况下采用不同方案时所能获得的导纳曲线的图，其中，图3(a)是示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线的图，图3(b)是示出了仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图，图3(c)是示出了同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图。
图4是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器中、在采用128°Y-X铌酸锂的压电基底层的情况下采用不同方案时所能获得的导纳曲线的图，其中，图4(a)是示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线的图，图4(b)是示出了仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图，图4(c)是示出了同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图。
图5是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层的情况下当叉指电极的端部到汇流条的距离不同时所能获得的导纳曲线的图，其中，图5(a)是示出了叉指电极的端部到汇流条的距离为1.6um时所能获得的导纳曲线的图，图5(b)是示出了叉指电极的端部到汇流条的距离为0.588um时所能获得的导纳曲线的图。
图6是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层的情况下当汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角不同的情况下所能获得的导纳曲线的图，图6(a)是示出了当圆心角为10°时所能获得的导纳曲线的图，图6(b)是示出了当圆心角为40°时所能获得的导纳曲线的图，图6(c)是示出了当圆心角为80°时所能获得的导纳曲线的图，图6(d)是示出了当圆心角为180°时所能获得的导纳曲线的图，图6(e)是示出了当圆心角为210°时所能获得的导纳曲线的图，图6(f)是示出了当圆心角为240°时所能获得的导纳曲线的图。
图7是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层的情况下当加厚层厚度不同时所能获得的导纳曲线的图，其中，图7(a)是示出了当加厚层厚度为40nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(b)是示出了当加厚层厚度为50nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(c)是示出了当加厚层厚度为70nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(d)是示出了当加厚层厚度为90nm时所能获得的导纳曲线的图。
图8是示出了现有技术中采用叉指电极的端部加厚加宽的方法所得到的谐振器的简要结构的俯视图。
图9是示出了现有技术中采用弯曲谐振器的方法所得到的谐振器的简要结构的俯视图。
具体实施方式
对于本发明所涉及的温度补偿型谐振器及其制造方法，下面通过具体的实施方式，结合附图作进一步具体的说明。而且，下面参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下述记载中，对于相同或相似的部分标注相同或相似的附图标号。其中，应当注意的是附图仅仅是示意图，厚度与平面尺寸间的关系、各层的厚度的比率等与实际的情况是不同的，因此，对于具体的厚度或尺寸，应该参考下述说明来进行判断。
再者，在本发明的描述中，需要注意的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，仅仅是为了便于描述本发明而进行的简化描述，并不是指示或暗示所指的装置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发明的一种限制。
[温度补偿型谐振器10的结构]
下面，参照图1至图2，详细地说明本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的结构。
图1是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的结构的俯视截面图。图2是示出了从图1所示的A-A虚线的方向观察本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的结构时得到的侧视截面图。
如图1至图2所示，温度补偿型谐振器10包括：压电基底层1，多个第一汇流条2a和多个第二汇流条2b，多个第一叉指电极3a和多个第二叉指电极3b，多个第一加厚层4a和多个第二加厚层4b，以及温度补偿层5。
具体而言，如图2所示，当从侧视的角度观察温度补偿型谐振器10时，从图中的下方至上方依次形成有压电基底层1、第一叉指电极3a和第二叉指电极3b、第一加厚层4a和第二加厚层4b、以及温度补偿层5。
另外，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，构成压电基底层1的压电晶体材料可以是铝、铜、铂中的一种或多种。本发明中，以铜为例进行说明。
另外，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，构成第一叉指电极3a和第二叉指电极3b的材料与第一加厚层4a和第二加厚层4b的材料相同，可以是石英晶体、钽酸锂晶体、或者铌酸锂晶体。本发明中，以铌酸锂晶体为例进行说明。
另外，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，构成温度补偿层5的材料一般为二氧化硅晶体。本发明中，以二氧化硅晶体为例进行说明。
首先，如图1所示，在压电基底层1的表面上，以相互平行的方式形成了第一汇流条2a和第二汇流条2b。然后，从第一汇流条2a起以向着第二汇流条2b一侧延伸的方式形成相互平行的多个第一叉指电极3a，同样地，从第二汇流条2b起以向着第一汇流条2a一侧延伸的方式形成相互平行的多个第二叉指电极3b，其中，多个第二叉指电极2b中的每个第二叉指电极2b均形成在多个第一叉指电极2a中的2个第一叉指电极2a之间，从而使多个第一叉指电极2a与多个第二叉指电极2b形成为类似于手指交叉的形状。
再者，如图1所示，在第一汇流条2a上，相邻的第一叉指电极3a之间的汇流条区域分别形成为圆弧形，同样地，在第二汇流条2b上，相邻的第二叉指电极3b之间的汇流条区域也分别形成为圆弧形。由此，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，并未将第一汇流条2a和第二汇流条2b整体形成为圆弧形，而是将相邻的第一叉指电极3a之间的汇流条区域、以及相邻的第二叉指电极3b之间的汇流条区域分别形成为圆弧形。
因此，与现有技术中的弯曲谐振器结构和加权法相比，本发明所涉及的温度补偿型谐振器10不会造成器件尺寸变大，因此，有利于器件的小型化设计。
另外，如图1所示，在多个第一叉指电极3a远离第一汇流条2a一侧的端部上进行加厚处理来形成第一加厚层4a，且在第二叉指电极3b远离第二汇流条2b一侧的端部也进行加厚处理来形成第一加厚层4a。而且，在多个第一叉指电极3a上与相邻的第二叉指电极3b的端部平齐的部位进行加厚处理来形成第二加厚层4b，且在多个第二叉指电极3b上与相邻的第一叉指电极3a的端部平齐的部位也进行加厚处理来形成第二加厚层4b。由此，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在多个第一叉指电极3a的每个第一叉指电极3a上分别形成有第一加厚层4a和第二加厚层4b，在多个第二叉指电极3b的每个第二叉指电极3b上也分别形成有第一加厚层4a和第二加厚层4b。
因此，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，并未采用传统的端部piston方法，仅对叉指电极的端部进行加厚处理，而不需要对叉指电极的端部进行加宽处理，由此，能够避免叉指电极之间发生短路的情况。
更进一步地，考虑到工艺误差，为了便于对工作频率进行微调，如图2所示，在温度补偿层5的上方还可以覆盖频率调节层6，其中，该频率调节层6为氮化硅、二氧化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。
举例而言，例如，当工作频率偏高时，可以在温度补偿层5的上方覆盖以二氧化硅晶体为材料的频率调节层6来使频率降低，而当工作频率偏低时，可以在温度补偿层5的上方覆盖以氮化硅晶体为材料的频率调节层6来使工作频率升高。
下面，对于本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中的压电基底层1的切角γ和所对应的欧拉角，第一叉指电极3a和第二叉指电极3b的宽度α，第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分的半径R和所对应的圆心角θ，第一叉指电极3a的端部到第二汇流条2b的第一间隙Lgap和第二叉指电极3b的端部到第一汇流条2a的第二间隙Lgap，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h和长度m，温度补偿层5的厚度H，以及温度补偿型谐振器10的周期p和孔径W，参照图1至图2进行具体说明。
首先，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将压电基底层1的切角设为γ的情况下，优选的是压电基底层1的切角γ为130°±5°，此时所对应的欧拉角为(0°,40.5°±5°,0°)。更为优选的是压电基底层1的切角γ为130°，此时所对应的欧拉角为(0°,40.5°,0°)。
其次，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角设为θ的情况下，优选的是第一汇流条2a上的圆弧形部分、以及第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ均在10～240°范围内。更为优选的是第一汇流条2a上的圆弧形部分、以及第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ均在20～90°范围内。
另外，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将第一加厚层4a和第二加厚层4b的长度设为m的情况下，若将由温度补偿型谐振器10所激发的声波的波长设为λ，则优选的是第一加厚层4a和第二加厚层4b的长度m均在0.25λ～2λ范围内。更为优选的是第一加厚层4a和第二加厚层4b的长度m均为λ/2。
再者，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将第一叉指电极3a的端部到第二汇流条2b的距离设为第一间隙Lgap、且将第二叉指电极3b的端部到第一汇流条2a的距离设为第二间隙Lgap的情况下，优选的是第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小均在0～2λ范围内。
更进一步地，如图1所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，对于第一间隙Lgap和第二间隙Lgap，在将第一叉指电极3a和第二叉指电极3b的宽度设为α、将温度补偿型谐振器10的周期设为p、将第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角设为θ的情况下，更优选的是第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小按下述公式(1)进行计算。
Figure BDA0003615957020000131
最后，如图2所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将温度补偿层5的厚度设为H的情况下，若将由温度补偿型谐振器10所激发的声波的波长设为λ，则优选的是温度补偿层5的厚度H为0.03λ。
同样地，如图2所示，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中，在将第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度设为h的情况下，优选的是第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h均在40～90nm范围内。更为优选的是第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h均为70nm。
[温度补偿型谐振器10的结构的实施例1-5]
下面，参照图3至图7，对本发明的实施例1-5所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。
实施例1
下面，参照图3来，对本发明的实施例1所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。图3是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层1的情况下采用不同方案时所能获得的导纳曲线的图，其中，图3(a)是示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线的图，图3(b)是示出了仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图，图3(c)是示出了同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图。
在本实施例1中，作为前提的是，压电基底层1由切角γ为130.5°的Y-X铌酸锂材料构成，且第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ为20°，第一加厚层4a和第二加厚层4b为铜材料、且其厚度h为70nm，第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小为1.6um，且温度补偿层5为二氧化硅材料。
在图3(a)、图3(b)、图3(c)中，分别示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线、仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线、以及同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线，显然，只有当同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时才能完全消除温度补偿型谐振器10的杂散响应，并确保其具有较高的Q值。
实施例2
下面，参照图4来，对本发明的实施例2所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。图4是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中、在采用128°Y-X铌酸锂的压电基底层1的情况下采用不同方案时所能获得的导纳曲线的图，其中，图4(a)是示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线的图，图4(b)是示出了仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图，图4(c)是示出了同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线的图。
在本实施例2中，作为前提的是，压电基底层1由切角γ为128°的Y-X铌酸锂材料构成，且第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ为20°，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h为70nm，第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小为1.6um。
在图4(a)、图4(b)、图4(c)中，分别示出了仅采用叉指电极加厚处理时所能获得的导纳曲线、仅采用局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线、以及同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时所能获得的导纳曲线，显然，只有当同时采用叉指电极加厚处理和局部圆弧形汇流条时才能完全消除温度补偿型谐振器10的杂散响应，并确保其具有较高的Q值。
实施例3
下面，参照图5来，对本发明的实施例3所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。图5是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层1的情况下当叉指电极的端部到汇流条的距离不同时所能获得的导纳曲线的图，其中，图5(a)是示出了叉指电极的端部到汇流条的距离为1.6um时所能获得的导纳曲线的图，图5(b)是示出了叉指电极的端部到汇流条的距离为0.588um时所能获得的导纳曲线的图。
在本实施例3中，作为前提的是，压电基底层1由切角γ为130.5°的Y-X铌酸锂材料构成，且第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ为225°，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h为70nm，第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小按照上述公式(1)计算为0.588um。
通过对比图5(a)和图5(b)可知：当在第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ较大时，应当适当地减小第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小，才能确保能够完全消除温度补偿型谐振器10的杂散响应。
实施例4
下面，参照图6来，对本发明的实施例4所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。图6是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层1的情况下当汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角不同时所能获得的导纳曲线的图，图6(a)是示出了当圆心角为10°时所能获得的导纳曲线的图，图6(b)是示出了当圆心角为40°时所能获得的导纳曲线的图，图6(c)是示出了当圆心角为80°时所能获得的导纳曲线的图，图6(d)是示出了当圆心角为180°时所能获得的导纳曲线的图，图6(e)是示出了当圆心角为210°时所能获得的导纳曲线的图，图6(f)是示出了当圆心角为240°时所能获得的导纳曲线的图，。
在本实施例4中，作为前提的是，压电基底层1由切角γ为130.5°的Y-X铌酸锂材料构成，且第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ分别为10°、40°、80°、180°、210°、240°，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h为70nm，第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小按照上述公式(1)进行计算。
如图6(a)、图6(b)、图6(c)、图6(d)、图6(e)、图6(f)所示，本发明的实施例4所采用的技术方案能够有效地抑制温度补偿型谐振器10的杂散响应，而且由于第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ可调整范围较大，因此，还有助于提高温度补偿型谐振器10的设计灵活性和工艺适配度。
实施例5
下面，参照图7来，对本发明的实施例5所涉及的温度补偿型谐振器10的结构进行说明。图7是示出了本发明所涉及的温度补偿型谐振器10中、在采用130.5°Y-X铌酸锂的压电基底层1的情况下当加厚层厚度不同时所能获得的导纳曲线的图，其中，图7(a)是示出了当加厚层厚度为40nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(b)是示出了当加厚层厚度为50nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(c)是示出了当加厚层厚度为70nm时所能获得的导纳曲线的图，图7(d)是示出了当加厚层厚度为90nm时所能获得的导纳曲线的图。
在本实施例5中，作为前提的是，压电基底层1由切角γ为130.5°的Y-X铌酸锂材料构成，且第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角θ为20°，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h分别为40nm、50nm、70nm、90nm，第一间隙Lgap和第二间隙Lgap的大小为1.6um。
通过对比图7(a)、图7(b)、图7(c)与图7(d)可知：本发明的实施例5所采用的技术方案能够有效地抑制温度补偿型谐振器10的杂散响应，而且由于第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h可调整范围较大，因此，还有助于提高温度补偿型谐振器10的设计灵活性和工艺适配度。
如上所述，根据本发明的实施例1-5所涉及的温度补偿型谐振器10，通过采用将局部圆弧形汇流条和叉指电极加厚处理相结合的方法，使温度补偿型谐振器10的设计更灵活，不仅能够完全消除温度补偿型谐振器10的杂散响应，还能够确保温度补偿型谐振器10具有较高的Q值。
[温度补偿型谐振器10的制造方法]
下面，参照图1至图2，详细地说明本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法。
如图1至图2所示，本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法包括：压电基底层形成步骤，形成压电基底层1；第一汇流条和第二汇流条形成步骤，在压电基底层1上以相互平行的方式形成第一汇流条2a和第二汇流条2b；第一叉指电极形成步骤，在第一汇流条2a上以向着第二汇流条2b一侧延伸的方式形成多个第一叉指电极3a；第二叉指电极形成步骤，在第二汇流条2b上以向着相邻的第一叉指电极3a之间延伸的方式形成多个第二叉指电极3b；第一加厚层形成步骤，对多个第一叉指电极3a上远离第一汇流条2a一侧的端部进行加厚处理来形成多个第一加厚层4a，且对多个第二叉指电极3b上远离第二汇流条2b一侧的端部进行加厚处理来形成多个第一加厚层4a；第二加厚层形成步骤，对多个第一叉指电极3a上与相邻的第二叉指电极3b的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个第二加厚层4b，且对多个第二叉指电极3b上与相邻的第一叉指电极3a的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个第二加厚层4b；以及温度补偿层形成步骤，在压电基底层1、第一汇流条2a、第二汇流条2b、第一叉指电极3a以及第二叉指电极3b的上方覆盖温度补偿层5，在第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，在第一汇流条2a上将相邻的第一叉指电极3a之间的汇流条区域均形成为圆弧形，且在第二汇流条2b上将相邻的第二叉指电极3b之间的汇流条区域均形成为圆弧形。
再者，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法中，关于压电基底层1的切角γ和所对应的欧拉角，第一叉指电极3a和第二叉指电极3b的宽度α，第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分的半径R和所对应的圆心角θ，第一叉指电极3a的端部到第二汇流条2b的第一间隙Lgap和第二叉指电极3b的端部到第一汇流条2a的第二间隙Lgap，第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度h和长度m，温度补偿层5的厚度H，以及温度补偿型谐振器10的周期p和孔径W，与上述[温度补偿型谐振器10的结构]中所说明的内容相同，因此，此处省略说明。
综上所述，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法中，与现有技术中的弯曲谐振器结构和加权法相比，本发明所涉及的温度补偿型谐振器10不会造成器件尺寸变大，因此，有利于器件的小型化设计。
而且，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法中，并未采用传统的端部piston方法，仅对叉指电极的端部进行加厚处理，而不需要对叉指电极的端部进行加宽处理，由此，能够避免叉指电极之间发生短路的情况。
最后，在本发明所涉及的温度补偿型谐振器10的制造方法中，通过采用将局部圆弧形汇流条和叉指电极加厚处理相结合的方法，使温度补偿型谐振器10的设计更灵活，不仅能够完全消除温度补偿型谐振器10的杂散响应，还能够确保温度补偿型谐振器10具有较高的Q值。
虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。
因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
工业上的实用性
本发明所涉及的温度补偿型谐振器及其制造方法在射频前端滤波器领域被广泛地应用。
标号说明
10 温度补偿型谐振器，
1 压电基底层，
2a 第一汇流条，
2b 第二汇流条，
3a 第一叉指电极，
3b 第二叉指电极，
4a 第一加厚层，
4b 第二加厚层，
5 温度补偿层，
6 频率调节层，
α 第一叉指电极3a和第二叉指电极3b的宽度，
γ 压电基底层1的切角，
θ 第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分所对应的圆心角，
R 第一汇流条2a和第二汇流条2b上的圆弧形部分的半径，
Lgap 第一间隙、第二间隙，
p 温度补偿型谐振器10的周期，
W 温度补偿型谐振器10的孔径，
H 温度补偿层5的厚度，
h 第一加厚层4a和第二加厚层4b的厚度，
m 第一加厚层4a和第二加厚层4b的长度。

Claims (28)

1.一种温度补偿型谐振器，其特征在于，具有：
压电基底层；
第一汇流条和第二汇流条，所述第一汇流条和所述第二汇流条以相互平行的方式形成在所述压电基底层上；
多个第一叉指电极，多个所述第一叉指电极以向着所述第二汇流条一侧延伸的方式形成于所述第一汇流条上；
多个第二叉指电极，多个所述第二叉指电极以向着相邻的所述第一叉指电极之间延伸的方式形成于所述第二汇流条上；
多个第一加厚层，多个所述第一加厚层形成于多个所述第一叉指电极上远离所述第一汇流条一侧的端部、及多个所述第二叉指电极上远离所述第二汇流条一侧的端部；
多个第二加厚层，多个所述第二加厚层形成于多个所述第一叉指电极上与相邻的所述第二叉指电极的端部平齐的部位、及多个所述第二叉指电极上与相邻的所述第一叉指电极的端部平齐的部位；以及
温度补偿层，所述温度补偿层覆盖于所述压电基底层、所述第一汇流条、所述第二汇流条、所述第一叉指电极以及所述第二叉指电极的上方，
在所述第一汇流条上相邻的所述第一叉指电极之间的汇流条区域均为圆弧形，且在所述第二汇流条上相邻的所述第二叉指电极之间的汇流条区域均为圆弧形。
2.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述压电基底层的材料为铌酸锂。
3.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料与所述第一加厚层和所述第二加厚层的材料相同，均为铝、铜、铂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述压电基底层的切角为130°±5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°±5°,0°)。
5.如权利要求4所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述压电基底层的切角为130.5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°,0°)。
6.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均在10～240°范围内。
7.如权利要求6所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均在20～90°范围内。
8.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述温度补偿层的材料为二氧化硅，且当由该温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述温度补偿层的厚度为0.03λ。
9.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均在40～90nm范围内。
10.如权利要求9所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均为70nm。
11.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均在0.25λ～2λ范围内。
12.如权利要求11所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均为λ/2。
13.如权利要求1所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
在将所述第一叉指电极的端部到所述第二汇流条的距离设为第一间隙、且将所述第二叉指电极的端部到所述第一汇流条的距离设为第二间隙的情况下，所述第一间隙和所述第二间隙的大小均在0～2λ范围内。
14.如权利要求1至13中任一项所述的温度补偿型谐振器，其特征在于，
在所述温度补偿层上还覆盖有频率调节层，所述频率调节层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。
15.一种温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
压电基底层形成步骤，形成压电基底层；
第一汇流条和第二汇流条形成步骤，在所述压电基底层上以相互平行的方式形成所述第一汇流条和所述第二汇流条；
第一叉指电极形成步骤，在所述第一汇流条上以向着所述第二汇流条一侧延伸的方式形成多个第一叉指电极；
第二叉指电极形成步骤，在所述第二汇流条上以向着相邻的所述第一叉指电极之间延伸的方式形成多个第二叉指电极；
第一加厚层形成步骤，对多个所述第一叉指电极上远离所述第一汇流条一侧的端部进行加厚处理来形成多个所述第一加厚层，且对多个所述第二叉指电极上远离所述第二汇流条一侧的端部进行加厚处理来形成多个所述第一加厚层；
第二加厚层形成步骤，对多个所述第一叉指电极上与相邻的所述第二叉指电极的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个所述第二加厚层，且对多个所述第二叉指电极上与相邻的所述第一叉指电极的端部平齐的部位进行加厚处理来形成多个所述第二加厚层；以及
温度补偿层形成步骤，在所述压电基底层、所述第一汇流条、所述第二汇流条、所述第一叉指电极以及所述第二叉指电极的上方覆盖温度补偿层，
在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，在所述第一汇流条上将相邻的所述第一叉指电极之间的汇流条区域均形成为圆弧形，且在所述第二汇流条上将相邻的所述第二叉指电极之间的汇流条区域均形成为圆弧形。
16.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述压电基底层形成步骤中，由铌酸锂来构成所述压电基底层。
17.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述第一叉指电极形成步骤、所述第二叉指电极形成步骤、所述第一加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料与所述第一加厚层和所述第二加厚层的材料相同，均为铝、铜、铂中的一种或多种。
18.如权利要求16所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述压电基底层形成步骤中，将所述压电基底层的切角形成为130°±5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°±5°,0°)。
19.如权利要求18所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述压电基底层形成步骤中，将所述压电基底层的切角形成为130.5°，且所对应的欧拉角为(0°,40.5°,0°)。
20.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，将所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均形成在10～240°范围内。
21.如权利要求20所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述第一汇流条和第二汇流条形成步骤中，将所述第一汇流条上的圆弧形部分、以及所述第二汇流条上的圆弧形部分所对应的圆心角均形成在20～90°范围内。
22.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述温度补偿层形成步骤中，由二氧化硅来构成所述温度补偿层，且当由该温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，将所述温度补偿层的厚度形成为0.03λ。
23.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述第一加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均在40～90nm范围内。
24.如权利要求23所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在所述第一加厚层形成步骤和所述第二加厚层形成步骤中，所述第一加厚层和所述第二加厚层的厚度均为70nm。
25.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均在0.25λ～2λ范围内。
26.如权利要求25所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
当由所述温度补偿型谐振器激发的声波的波长为λ时，所述第一加厚层和所述第二加厚层的长度均为λ/2。
27.如权利要求15所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
在将所述第一叉指电极的端部到所述第二汇流条的距离设为第一间隙、且将所述第二叉指电极的端部到所述第一汇流条的距离设为第二间隙的情况下，所述第一间隙和所述第二间隙的大小均在0～2λ范围内。
28.如权利要求15至27中任一项所述的温度补偿型谐振器的制造方法，其特征在于，
还包括频率调节层形成步骤，在所述温度补偿层上覆盖频率调节层，所述频率调节层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。
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