CN115940869A - 声表面波器件、滤波器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种声表面波器件、滤波器及电子设备，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；叉指换能器设置在压电基底上，温度补偿层设置在压电基底上，并覆盖叉指换能器；叉指换能器的两个边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构；其中，沿着叉指换能器的两个汇流条的排布方向，各质量负载结构依次间隔设置，且与叉指换能器的至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；质量负载结构位于温度补偿层和压电基底之间，或者质量负载结构位于温度补偿层背离压电基底的一侧。通过质量负载结构的设置可以调整边缘区的声速，使该边缘区形成势垒，进而消除横向模式的不良影响，有效地防止能量泄露，从而提高声表面波器件的Q值。

Description

声表面波器件、滤波器及电子设备

技术领域

本发明属于射频滤波技术领域，涉及一种声表面波器件、滤波器及电子设备。

背景技术

声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)器件的基本结构是在压电基底上制作相应的叉指换能器，它具有电-声转换损耗低、设计灵活、便于采用半导体工艺大规模生产等优势，在现代通讯系统中得到了广泛应用。随着当今社会通讯系统及应用场景的复杂程度越来越高，对声表面波器件的性能要求也越来越高。

其中，开发利用声表面波器件的一个重点在于：使声表面波器件在具有良好的传输特性情况下，还具有较小能量损耗。但是，由于声轨迹的有限孔径等因素的影响，声表面波器件可能通过衍射效应产生横向声模态，而横向声模态会导致能量泄露，造成过多的能量损坏，进而导致声表面波器件的Q值降低。

发明内容

本发明提供一种声表面波器件、滤波器及电子设备，旨在解决声表面波器件会产生横向声模态，进而导致能量泄露的问题。

本发明实施例提供一种声表面波器件，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个所述质量负载结构；其中，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；所述质量负载结构位于所述温度补偿层和所述压电基底之间，或者所述质量负载结构位于所述温度补偿层背离所述压电基底的一侧。

可选的，在设有至少3个所述质量负载结构的边缘区域中，所述质量负载结构的数量为3个至5个。

可选的，在同一个所述边缘区内，各所述质量负载结构的宽度相同，且任意相邻两个所述质量负载结构之间的间距相同。

可选的，在同一个所述边缘区内，所述质量负载结构的宽度为L1，相邻两个所述质量负载结构之间的间距为L2，其中，L1×N<0.4λ，且0.5<L2/L1<3，N为同一个所述边缘区内的所述质量负载结构的数量，λ为所述电极指的周期。

可选的，所述质量负载结构的厚度小于0.01λ，其中，λ为所述电极指的周期。

可选的，所述质量负载结构包括多个质量负载块，在各所述电极指的排布方向上，各所述质量负载块依次间隔设置，且在俯视方向上，至少部分电极指与至少一个质量负载块重叠。

可选的，在俯视方向上，每个所述电极指与一个所述质量负载块重叠。

可选的，在俯视方向上，所述质量负载结构与各所述电极指重叠，且与任意相邻两个所述电极指之间的空隙重叠。

可选的，在所述边缘区，设有所述质量负载结构的区域的声速小于未设有所述质量负载结构的区域的声速。

可选的，所述声表面波器件还包括质量附加层，所述质量附加层至少部分位于所述边缘区，且位于所述温度补偿层背离压电基底的表面；各所述质量负载结构位于所述质量附加层背离所述压电基底的表面；和/或，各所述质量负载结构位于所述质量附加层与所述温度补偿层之间。

可选的，所述温度补偿层的厚度为T1，所述质量负载结构的厚度为T2，所述质量附加层的厚度为T3；其中，T1＞3×T2，且0.8×T3<T1<1.2×T3。

可选的，所述质量负载结构的密度大于所述温度补偿层的密度，所述质量附加层的密度大于所述温度补偿层的密度。

可选的，在俯视方向上，所述质量附加层与任意相邻两个所述质量负载结构之间的间隙交叠。

可选的，各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指背离所述压电基底的一侧；和/或各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指靠近所述压电基底的一侧。

可选的，各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指靠近所述压电基底的一侧，并嵌设于所述压电基底内。

可选的，所述电极指的占空比小于或等于0.4。

可选的，所述声表面波器件还包括调频层，所述调频层设置在所述温度补偿层背离所述压电基底的一侧，并覆盖所述质量负载结构和所述叉指换能器。

可选的，所述声表面波器件还包括衬底，所述压电基底设置在所述衬底上，所述叉指换能器位于所述压电基底背离所述衬底的一侧。

本发明实施例还提供一种声表面波器件，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，以使所述边缘区对应的声速具有至少两种。

可选的，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；设有所述质量负载结构的区域对应的声速小于任意相邻两个所述质量负载结构之间区域对应的声速。

本发明实施例还提供一种声表面波器件，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；在同一个所述边缘区内，各所述质量负载结构的宽度相同，且任意相邻两个所述质量负载结构之间的间距相同。

本发明实施例还提供一种声表面波器件，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，以在所述边缘区形成至少3个低声速区，各所述低声速区沿所述电极指的延伸方向间隔排布，其中，设有所述质量负载结构的区域为所述低声速区。

本发明实施例还提供一种滤波器，包上述任意一项所述的声表面波器件。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述任意一项所述的声表面波器件。

在本发明实施例提供的声表面波器件、滤波器及电子设备中，通过在至少一个边缘区内设置多个质量负载结构，以调整该边缘区的声速，使该边缘区形成势垒，相比于不设置质量负载结构的方式而言，本实施例的设置可以消除横向模式对声表面波器件性能的不良影响，更有效地防止能量泄露，从而提高声表面波器件的Q值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的声表面波器件的结构示意图一；

图2是本发明实施例提供的声表面波器件的结构示意图二；

图3是本发明实施例提供的声表面波器件的结构示意图三；

图4是本发明实施例提供的声表面波器件的结构示意图四；

图5是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图一；

图6是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图二；

图7是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图三；

图8是本发明实施例提供的声表面波器件的声速分布示意图；

图9是本发明实施例提供的声表面波器件的横向模态抑制的对比图；

图10是本发明实施例提供的声表面波器件的Q值的对比图；

图11是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图四；

图12是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图五；

图13是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图六；

图14是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图七；

图15是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图八；

图16是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图九；

图17是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图十；

图18是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图十一；

图19是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图十二；

图20是本发明实施例提供的声表面波器件的剖面示意图十三。

说明书中的附图标记如下：

100、声表面波器件；

1、压电基底；11、容纳槽；

2、叉指换能器；21、汇流条；211、第一汇流条；212、第二汇流条；22、电极指；221、第一电极指；222、第二电极指；2a、交叉区；2b、间隙区；2c、中间区；2d、边缘区；

3、温度补偿层；

4、质量负载结构；41、质量负载块；42、第一交叠部；43、第二交叠部；

5、质量附加层；

6、衬底；61、空腔；

7、调频层；

8、钝化层；

91、第一假指；92、第二假指。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。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。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。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。

如图1至图7所示，在一实施例中，声表面波器件100包括压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4；叉指换能器2设置在压电基底1上，在叉指换能器2的两个汇流条21的排布方向上，两个汇流条21之间具有交叉区2a和位于交叉区2a两端的间隙区2b，且交叉区2a包括中间区2c和位于中间区2c两端的边缘区2d；其中，在叉指换能器2的各电极指22的排布方向上，交叉区2a为各电极指22相互交叠的区域。

温度补偿层3设置在压电基底1上，并覆盖叉指换能器2。两个边缘区2d中的至少一个设有至少3个质量负载结构4；其中，沿着两个汇流条21的排布方向，各质量负载结构4依次间隔设置，且与至少部分电极指22在俯视方向上至少部分重叠；质量负载结构4位于温度补偿层3和压电基底1之间，或者质量负载结构4位于温度补偿层3背离压电基底1的一侧。

其中，沿着两个汇流条21的排布方向，声波在设有至少3个质量负载结构4的那个边缘区2d内传播时，声波在设置有质量负载结构4的区域的传播速度与在未设置质量附加层5的区域的传播速度不同，这样便可以在该边缘区2d形成势垒（参考图8），相比于不设置质量负载结构4或者只设置单个质量负载结构4的方式而言，本实施例的设置可以消除横向模式对声表面波器件100性能的不良影响，更有效地防止能量泄露，从而提高声表面波器件100的Q值。

如图9所示，该图为本实施例与传统方案对横模抑制的对比图，其中，传统方案的边缘区未设置质量负载结构4。在图9中，横坐标是声波频率，单位为MHz；纵坐标是导纳，单位为dB；实线为本实施例对横向模态抑制的示意图，虚线为传统方案对横向模态抑制的示意图。从图中可以看出，本实施例的设置可以具有更好的横向模态抑制效果。

如图10所示，该图为本实施例与传统方案的Q值的对比图，其中，横坐标为电极指22的厚度，单位为λ，λ为电极指22的周期；纵坐标为Q值，单位为dB。从图中可以看出，在电极指22的厚度相同的情况下，本实施例可以具有更高的Q值。如图1所示，在各电极指22在压电基底1的上表面的正投影中（即在俯视方向上），沿着第二方向，连接于同一汇流条21的相邻两个电极指22的投影的中线之间的间距即为电极周期。

叉指换能器2设置在压电基底1的上表面，“俯视方向”是指沿着垂直于压电基底1的上表面，并由上到下俯视压电基底1的方向。其中，“俯视方向”一词在各实施例中的含义相同，后续实施例不再赘述。

当第一个物体覆盖第二个物体时，第一个物体和第二个物体可以是直接接触，或者第一个物体和第二个物体也可以是不直接接触。而且，当第一个物体覆盖第二个物体时，第一个物体可以是完全覆盖第二个物体，或者，第一个物体也可以是只覆盖第二个物体的一部分（即第一个物体不完全覆盖第二个物体）；当第一个物体只覆盖第二个物体的一部分时，第一个物体覆盖在第二个物体上的那部分可以是连续的一块区域，也可以是间隔开的多块区域，其中，“多个”是指大于或等于两个。另外，“覆盖”和“多个”在各实施例中的含义相同，后续实施例不再赘述。

各质量负载结构4与至少部分电极指22在俯视方向上至少部分重叠，包括以下可实现的实施方式：方式一、在俯视方向上，各质量负载结构4中的每一个都与所有的电极指22重叠；方式二、在俯视方向上，各质量负载结构4中的每一个分别与部分电极指22重叠，且与各质量负载结构4重叠的电极指22的数量可以是相同的，也可以是不同的；方式三、在俯视方向上，有的质量负载结构4与所有的电极指22都重叠，有的质量负载结构4与部分电极指22重叠。另外，质量负载结构4与电极指22在俯视方向上至少部分重叠可以理解为：在俯视方向上，质量负载结构4的一部分位于电极指22之间，一部分位于电极指22上；或者质量负载结构4位于电极指22上，且在第二方向上与电极指22宽度相同，或者在第二方向上小于电极指22宽度。

在一实施例中，压电基底1的材质可以具体为石英、氮化铝、蓝宝石、LN(铌酸锂，LiNbO3 )、LT (钽酸锂，LiTaO3 )等，本施例在此不做具体限定。

在一实施例中，叉指换能器2的材质可以是单一金属材料或者不同金属的复合或者合金材质，可选的，叉指换能器2的材质可以是铝、钼、铜、金、铂、银、镍、铬、钨等或以上金属的复合或其合金等中的一者。另外，汇流条21和电极指22可以是在一个工序中同时制备，也可以是在不同的工序中制备，本施例在此不做具体限定。

如图1至图4所示，两个汇流条21分别为第一汇流条211和第二汇流条212，二者沿着第一方向间隔设置，沿着两个汇流条的排布方向即可以看做是沿着第一方向。电极指22的横截面可以是矩形，当然，电极指22的横截面也可以是其他形状。电极指22具有多个，各电极指22中包括第一电极指221和第二电极指222，第一电极指221和第二电极指222沿着第二方向依次交替设置。其中，沿着各电极指的排布方向即可以看做是第二方向，第一方向与第二方向垂直，且第一方向和第二方向均垂直于压电基底1和温度补偿层3的排布方向。压电基底1和温度补偿层3的排布方向为第三方向；第三方向也可以理解为俯视方向。此外，第一汇流条211的长度方向和第二汇流条212的长度方向均可以是平行于第二方向，各电极指22的长度方向均可以是平行于第一方向。

各电极指22均设置在第一汇流条211和第二汇流条212之间，且在第一方向上，第一电极指221的一端与第一汇流条211连接，第一电极指221的另一端与第二汇流条212间隔一定距离，第二电极指222的一端与第二汇流条212连接，第二电极指222的另一端与第一汇流条211间隔一定距离。另外，各第一电极指221靠近第二汇流条212的一端可以平齐也可以不平齐，各第二电极指222靠近第一汇流条211的一端可以平齐也可以不平齐。在第二方向上，各电极指22的宽度可以相同，也可以不同。

在一实施例中，电极指22的占空比小于或等于0.4，假设在第二方向上，电极指22的宽度为d，则电极指22的占空比为2d/λ。

如图1和图2所示，第一电极指221与第二汇流条212之间的区域以及第二电极指222与第一汇流条211之间的区域均为间隙区2b。

此外，边缘区2d分别设置在中间区2c的两端，两个边缘区2d中的至少一个设有至少3个质量负载结构4，具体包括以下可实现的实施方式：方式一、两个边缘区2d内均设置至少3个质量负载结构4；方式二、其中一个边缘区2d内设有至少3个质量负载结构4，另一个边缘区2d内不设置质量负载结构4；方式三、其中一个边缘区2d内设有至少3个质量负载结构4，另一个边缘区2d内设置的质量负载结构4的数量小于3个。

在一实施例中，温度补偿层3用于改善声表面波器件100的温度特性，温度补偿层3的材质可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等电介质。其中，温度补偿层3的材质通常为上述材质中的一种，即温度补偿层3的材质为单一材质。当然，在一些可实现的实施方式中，温度补偿层3的材质也可以是混合材质，此时温度补偿层3的材质可以是上述材质中任意几种的混合，或者是上述材质中的一种或几种与其他材质的混合。另外，温度补偿层3可以是完全覆盖叉指换能器2，也可以是不完全覆盖叉指换能器2，例如只覆盖叉指换能器2的电极指所在区域，而汇流条21未被覆盖。

在一实施例中，质量负载结构4的材质可以是单一金属或者不同金属的复合或者合金。可选地，质量负载结构4的材质可以是钼、钨、钌、金、镁、铝、铜、铬、钛、锇、铱或以上金属的复合或其合金等中的一者。当然质量负载结构4的材质也可以是电介质，比如氧化钽等。优选的，质量负载结构4的密度要大于温度补偿层3的密度。

当同一个边缘区2d内的质量负载结构4的数量过少时，声波能量泄露过多，导致声表面波器件100的Q值降低。优选的，在设有至少3个质量负载结构4的边缘区2d中，质量负载结构4的数量为3个至5个，这样可以兼顾声波能量泄露以及杂波抑制的问题，使声表面波器件100具有更高的Q值。 其中，图5和图6是示出的实施例中，一个边缘区2d内设有的3个质量负载结构4；图7示出的实施例中，一个边缘区2d内设有的4个质量负载结构4；图14示出的实施例中，一个边缘区2d内设有的5个质量负载结构4。

在一实施例中，在同一个边缘区2d内，各质量负载结构4的宽度相同，且任意相邻两个质量负载结构4之间的间距相同，这样可以形成更好的势垒效果，进而提高声表面波器件100的Q值。其中，质量负载结构4的宽度是指质量负载结构4在第一方向上的尺寸，相邻两个质量负载结构4之间的间距是指相邻两个质量负载结构4在第一方向上的间隔距离。

如图6所示，在一实施例中，在同一个边缘区2d内，质量负载结构4的宽度为L1，相邻两个质量负载结构4之间的间距为L2，其中，L1×N<0.4λ，且0.5<L2/L1<3，N为同一个边缘区2d内的质量负载结构4的数量。另外，L1是指在第一方向上的，质量负载结构4的尺寸；L2是指在第一方向上，相邻两个质量负载结构4之间的间隔距离。这样设置不仅可以避免出现质量负载结构4的宽度过大所带来的许多杂波无法抑制的问题，从而可以优化波形；还可以避免出现因能量势垒形成的数量不多而无法充分提高声表面波器件100的Q值的问题。

如图1和图2所示，在一实施例中，沿着第二方向，质量负载结构4可以是间断式设置，也可以是连续不间断式设置。具体地，在同一个边缘区2d内，沿着第二方向，各质量负载结构4均可以是间断式设置；或者，同一个边缘区2d内，沿着第二方向，各质量负载结构4均可以是连续不间断式；或者，同一个边缘区2d内，沿着第二方向，一部分质量负载结构4为间断式设置，另一部分质量负载结构4为连续不间断式；或者，在一个边缘区2d内的质量负载结构4间断式设置，另一个边缘区2d内的质量负载结构4连续不间断式设置。上述只列举了部分实施方式，本实施例不做限定。

如图1所示，在一可实现的实施方式中，质量负载结构4包括多个质量负载块41。在第二方向上，各质量负载块41依次间隔设置；且在俯视方向上，至少部分电极指22与至少一个质量负载块41重叠。具体地，在俯视方向上，各电极指22均与质量负载块41重叠，且一个电极指22与至少一个质量负载块41重叠；或者，在俯视方向上，各电极指22中存在部分电极指22与质量负载块41重叠，另一部分电极指22未与质量负载块41重叠，且与质量负载块41重叠的那部分电极指22中，一个电极指22可以与至少一个质量负载块41重叠。另外，在该方式中，在俯视方向上，质量负载结构4不与相邻两个电极指22之间的空隙重叠，或者在俯视方向上，且沿着第二方向，质量负载结构4只与相邻两个电极指22之间的空隙的一部分重叠，即沿着第二方向，该质量负载结构4便为间断式设置。

优选的，在俯视方向上，每个电极指22与一个质量负载块41重叠。对于在俯视方向上相互重叠的电极指22和质量负载块41，二者在第二方向上的尺寸可以相同（即二者在第二方向上的两侧面分别平齐），也可以不同。另外，对于同一质量负载结构4而言，其所具有的各质量负载块41在第一方向上的宽度尺寸均可以是相同的也可以是不同的、其所具有的各质量负载块41在第二方向上的长度尺寸均可以是相同的也可以是不同的、其所具有的各质量负载块41在第三方向上的厚度尺寸也均可以是相同的也可以是不同的。

如图2所示，在另一可实现的实施方式中，在俯视方向上，质量负载结构4与各电极指22重叠，且与任意相邻两个电极指22之间的空隙重叠。定义在俯视方向上，质量负载结构4与各电极指22重叠的部分为第一交叠部42，质量负载结构4与两个电极指22之间的空隙重叠的部分为第二交叠部43，第一交叠部42可以理解为上述实施方式中的质量负载块41。另外，第二交叠部43分别与其相邻两侧的第一交叠部42连接。即沿着第二方向，质量负载结构4为连续不间断式设置。

在一实施例中，质量负载结构4的厚度小于0.01λ，其中，质量负载结构4的厚度是指，在俯视方向上，质量负载结构4与电极指22重叠的部分在第三方向上的尺寸。也即，质量负载结构4的厚度为质量负载块41（或者第一交叠部42）在第三方向上的尺寸。

如图8所示，在边缘区2d内，设有质量负载结构4的区域的声速小于未设有质量负载结构4的区域的声速，这样可以在边缘区2d形成高低起伏的声速分布。其中，在边缘区2d内，设置有质量负载结构4的区域的声速小于中间区2c的声速，未设置质量负载结构4的区域的声速可以是等于中间区2c的声速。

如图5至图7所示，在一实施例中，各质量负载结构4中的至少一个位于电极指22背离压电基底1的一侧；和/或各质量负载结构4中的至少一个位于电极指22靠近压电基底1的一侧。其中，对于设置在同一个边缘区2d内的各质量负载结构4，这些质量负载结构4均可以是设置在电极指22背离压电基底1的一侧，或者，这些质量负载结构4均可以是设置在电极指22靠近压电基底1的一侧，或者，一部分质量负载结构4设置在电极指22背离压电基底1的一侧，另一部分质量负载结构4设置在电极指22靠近压电基底1的一侧。

另外，当质量负载结构4位于电极指22背离压电基底1的一侧时，该质量负载结构4可以是设置在温度补偿层3和压电基底1之间，也可以是设置在温度补偿层3背离压电基底1的一侧。

如图7所示，在一实施例中，各质量负载结构4中的至少一个位于电极指22靠近压电基底1的一侧，并嵌设于压电基底1内。具体的，压电基底1的上表面设有容纳槽11，质量负载结构4填充在容纳槽11内，且质量负载结构4的上表面与压电基底1的上表面平齐。

如图11至图15所示，在一实施例中，声表面波器件100还包括质量附加层5，质量附加层5至少部分位于边缘区2d，且位于温度补偿层3背离压电基底1的表面。各质量负载结构4位于质量附加层5背离压电基底1的表面；和/或，各质量负载结构4位于质量附加层5与温度补偿层3之间。其中，当只有边缘区2d内设有质量附加层5时，边缘区2d内设有质量附加层5的区域即使未设置质量负载结构4，其声速也小于中间区2c的声速。

如图11至图13所示，在同一个边缘区2d内，各质量负载结构4可以是均位于质量附加层5背离压电基底1的表面上；或者，如图14所示，各质量负载结构4可以是均位于质量附加层5和温度补偿层3之间；或者，如图15所示，一个质量负载结构4分为两部分，其中一部分位于质量附加层5背离压电基底1的表面上，另一部分位于质量附加层5和温度补偿层3之间，另外，在俯视方向上，这两部分重叠在一起。

如图14所示，当质量负载结构4设置在质量附加层5和温度补偿层3之间时，质量负载结构4可以是嵌设在温度补偿层3内。具体的，温度补偿层3的上表面设有安装槽，该质量负载结构4嵌设在安装槽内，且该质量负载结构4的上表面与温度补偿层3的上表面平齐。

在一实施例中，质量附加层5的材质可以是金属，比如钛、铜等，当然质量附加层5的材质也可以是电介质，比如氧化钽等。其中，质量附加层5的密度要大于温度补偿层3的密度。另外，质量附加层5的材质与质量负载结构4的材质可以是相同的，也可以是不同的。

如图12和图13所示，在一实施例中，质量附加层5除了设置在边缘区2d之外，质量附加层5还有一部分可以位于中间区2c，进一步地，质量附加层5还有一部分位于间隙区2b。另外，在一可实现的实施方式中，质量附加层5可以是完全覆盖温度补偿层3，这样可以减小工艺难度。当然，在另一可实现的实施方式中，质量附加层5可以是不完全覆盖温度补偿层3。

在一实施例中，当质量附加层5有一部分位于边缘区2d，还有一部分位于中间区2c时，质量附加层5位于边缘区2d的那部分的厚度可以是大于质量附加层5位于中间区2c的那部分的厚度。

如图16所示，在一实施例中，温度补偿层3的厚度为T1，质量负载结构4的厚度为T2，质量附加层5的厚度为T3；其中，T1＞3×T2，且0.8×T3<T1<1.2×T3。另外，温度补偿层3的厚度是指，在俯视方向上，温度补偿层3与电极指22重叠的那部分在第三方向上的尺寸，也即电极指22的上表面到温度补偿层3的上表面的间距。质量附加层5的厚度是指质量附加层5在第三方向上的尺寸，也即质量附加层5的上表面到质量附加层5的下表面之间的间距。

如图16所示，在一实施例中，在俯视方向上，质量附加层5与任意相邻两个质量负载结构4之间的间隙交叠。其中，当中间区2c未设置质量附加层5时，“质量附加层5与任意相邻两个质量负载结构4之间的间隙交叠”中的相邻两个质量负载结构4是指同一边缘区2d内的相邻两个质量负载结构4。

如图17和图18所示，在一实施例中，声表面波器件100还包括衬底6，压电基底1设置在衬底6上，叉指换能器2位于压电基底1背离衬底6的一侧。其中，衬底6的材质可以是硅。

如图17和图18所示，在一实施例中，衬底6具有一空腔61，空腔61在衬底6的上表面形成第一开口，压电基底1可以是封闭该第一开口。叉指换能器2在衬底6的上表面的正投影位于第一开口内。另外，如图17所示，在本实施例的一种可实现的实施方式中，空腔61由衬底6的上表面开设，并向衬底6的下表面延伸，但是不贯穿至衬底6的下表面。或者，如图18所示，在本实施例的另一种实施方式中，空腔61由衬底6的上表面贯穿至衬底6的下表面。

在其他实施例中，衬底6上也可以不设置空腔61，其中，在该实施例中，衬底6和压电基底1之间可以设有布拉格反射层。

如图19和图20所示，在一实施例中，声表面波器件100还包括介电层，该介电层可以是调频层7，用于对声表面波器件100的频率进行调整。其中，调频层7设置在温度补偿层3背离压电基底1的一侧，并覆盖质量负载结构4和叉指换能器2。另外，调频层7的材质可以是二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝等。此外，调频层7还可以起到钝化层的作用，以对温度补偿层3、叉指换能器2以及质量负载结构4等进行保护。

在一实施例中，质量负载结构4设于温度补偿层3背离压电基底1一侧，即质量负载结构4设于温度补偿层3与调频层7之间。另外，调频层7与温度补偿层3二者的材质可以是相同的，这样可以减少声表面波器件100生产时所需的材料种类，从而可以方便声表面波器件100的生产制备。

如图20所示，在一实施例中，质量负载结构4设于温度补偿层3背离压电基底1一侧，即质量负载结构4设于温度补偿层3与调频层7之间，声表面器件100除了设有调频层7之外，还可以进一步设有钝化层8，钝化层8设置在调频层7背离压电基底1的表面上，用于对调频层7等进行保护。其中，钝化层8的材质可以是二氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝等。

如图3和图4所示，在一实施例中，声表面波器件100还包括第一假指91；第一假指91连接于第一汇流条211上，第一假指91位于第一汇流条211和第二汇流条212之间，并与第一电极指221间隔设置；在两个汇流条21的排布方向上，第一假指91与第二电极指222间隔设置。通过第一假指91的设置可以抑制声表面波器件100的横向模干扰，减少能量泄露，进而提高声表面波器件100的Q值。

另外，第一假指91的数量为多个，各第一假指91背离第一汇流条211的一端可以是平齐的，也可以不平齐，且相邻两个第一电极指221之间可以设置一个第一假指91。

如图3和图4所示，在一实施例中，声表面波器件100还包括第二假指92；第二假指92连接于第二汇流条212上，第二假指92位于第一汇流条211和第二汇流条212之间，并与第二电极指222间隔设置；在两个汇流条21的排布方向上，第二假指92与第一电极指221间隔设置。通过第一假指91的设置可以抑制声表面波器件100的横向模干扰，减少能量泄露，进而提高声表面波器件100的Q值。

另外，第二假指92的数量为多个，各第二假指92背离第二汇流条212的一端可以是平齐的，也可以不平齐，且相邻两个第二电极指222之间可以设置一个第二假指92。

如图3和图4所示，当声表面波器件100设置有第一假指91和第二假指92时，第一间隙区2b实际上是指在第一方向上，位于第一假指91和第二电极指222之间的区域；第二间隙区2b实际上是指在第一方向上，位于第二假指92和第一电极指221之间的区域。

本发明实施例还提供一种声表面波器件100，该声表面波器件100包括压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4；叉指换能器2设置在压电基底1上，在叉指换能器2的两个汇流条21的排布方向上，两个汇流条21之间具有交叉区2a和位于交叉区2a两端的间隙区2b，且交叉区2a包括中间区2c和位于中间区2c两端的边缘区2d；其中，在叉指换能器2的各电极指22的排布方向上，交叉区2a为各电极指22相互交叠的区域；温度补偿层3设置在压电基底1上，并覆盖叉指换能器2；边缘区2d中的至少一个设有至少3个质量负载结构4，以使边缘区2d对应的声速具有至少两种。

其中，当各质量负载结构4的材料以及厚度等参数的设置完全相同时，身体至少3个质量负载结构4的边缘区2d内对应的声速为两种，其中一种为设有质量负载结构4的区域的声速，另一种为未设有质量负载结构4的区域的声速，且设有质量负载结构4的区域的声速小于未设有质量负载结构4的区域的声速。当各质量负载结构4的材料以及厚度等参数的设置不完全相同时，该边缘区2d内对应的声速有至少两种，其中，设有质量负载结构4的区域的声速小于未设有质量负载结构4的区域的声速，参数设置不完全相同的两个质量负载结构4所在区域的声速可以是不同的。

另外，在边缘区2d设有质量负载结构4的区域的声速与未设置质量负载结构4的区域的声速不同，这样便可以在该边缘区2d形成势垒，相比于不设置质量负载结构4或者只设置单个质量负载结构4的方式而言，本实施例的设置可以消除横向模式对声表面波器件100性能的不良影响，更有效地防止能量泄露，从而提高声表面波器件100的Q值。

此外，在该实施例中，各质量负载结构4依次间隔设置，且与至少部分电极指22在俯视方向上至少部分重叠；设有质量负载结构4的区域对应的声速小于任意相邻两个质量负载结构4之间区域对应的声速。此外，该实施例中的压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4的设置与上述各实施例相同，本实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种声表面波器件100，该声表面波器件100包括压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4；叉指换能器2设置在压电基底1上，在叉指换能器2的两个汇流条21的排布方向上，两个汇流条21之间具有交叉区2a和位于交叉区2a两端的间隙区2b，且交叉区2a包括中间区2c和位于中间区2c两端的边缘区2d；其中，在叉指换能器2的各电极指22的排布方向上，交叉区2a为各电极指22相互交叠的区域；温度补偿层3设置在压电基底1上，并覆盖叉指换能器2；两个边缘区2d中的至少一个设有至少3个质量负载结构4，沿着两个汇流条21的排布方向，各质量负载结构4依次间隔设置，且与至少部分电极指22在俯视方向上至少部分重叠；在同一个边缘区2d内，各质量负载结构4的宽度相同，且任意相邻两个质量负载结构4之间的间距相同。本实施例中的压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4的设置与上述各实施例相同，本实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种声表面波器件100，该声表面波器件100包括压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4；叉指换能器2设置在压电基底1上，在叉指换能器2的两个汇流条21的排布方向上，两个汇流条21之间具有交叉区2a和位于交叉区2a两端的间隙区2b，且交叉区2a包括中间区2c和位于中间区2c两端的边缘区2d；其中，在叉指换能器2的各电极指22的排布方向上，交叉区2a为各电极指22相互交叠的区域；温度补偿层3设置在压电基底1上，并覆盖叉指换能器2；两个边缘区2d中的至少一个设有至少3个质量负载结构4，其中，设有质量负载结构4的区域为低声速区，这样便可以在边缘区2d形成至少3个低声速区，且各低声速区沿电极指22的延伸方向（即第一方向）间隔排布。其中，在边缘区2d内，设有质量负载结构4的区域的声速小于未设有质量负载结构4的区域的声速，故将设有质量负载结构4的区域定义低声速区。另外，本实施例中的压电基底1、叉指换能器2、温度补偿层3以及质量负载结构4的设置与上述各实施例相同，本实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种滤波器，该滤波器使用了上述任意一实施例所述的声表面波器件100。

本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备使用了上述任意一实施例所述的声表面波器件100。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种声表面波器件，其特征在于，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；

所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；

所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；

两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个所述质量负载结构；其中，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；

所述质量负载结构位于所述温度补偿层和所述压电基底之间，或者所述质量负载结构位于所述温度补偿层背离所述压电基底的一侧。

2.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，在设有至少3个所述质量负载结构的边缘区域中，所述质量负载结构的数量为3个至5个。

3.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，在同一个所述边缘区内，各所述质量负载结构的宽度相同，且任意相邻两个所述质量负载结构之间的间距相同。

4.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，在同一个所述边缘区内，所述质量负载结构的宽度为L1，相邻两个所述质量负载结构之间的间距为L2，其中，L1×N<0.4λ，且0.5<L2/L1<3，N为同一个所述边缘区内的所述质量负载结构的数量，λ为所述电极指的周期。

5.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述质量负载结构的厚度小于0.01λ，其中，λ为所述电极指的周期。

6.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述质量负载结构包括多个质量负载块，在各所述电极指的排布方向上，各所述质量负载块依次间隔设置，且在俯视方向上，至少部分电极指与至少一个质量负载块重叠。

7.根据权利要求6所述的声表面波器件，其特征在于，在俯视方向上，每个所述电极指与一个所述质量负载块重叠。

8.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，在俯视方向上，所述质量负载结构与各所述电极指重叠，且与任意相邻两个所述电极指之间的空隙重叠。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的声表面波器件，其特征在于，在所述边缘区内，设有所述质量负载结构的区域的声速小于未设有所述质量负载结构的区域的声速。

10.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述声表面波器件还包括质量附加层，所述质量附加层至少部分位于所述边缘区，且位于所述温度补偿层背离压电基底的表面；

各所述质量负载结构位于所述质量附加层背离所述压电基底的表面；和/或，各所述质量负载结构位于所述质量附加层与所述温度补偿层之间。

11.根据权利要求10所述的声表面波器件，其特征在于，所述温度补偿层的厚度为T1，所述质量负载结构的厚度为T2，所述质量附加层的厚度为T3；

其中，T1＞3×T2，且0.8×T3<T1<1.2×T3。

12.根据权利要求10所述的声表面波器件，其特征在于，所述质量负载结构的密度大于所述温度补偿层的密度，所述质量附加层的密度大于所述温度补偿层的密度。

13.根据权利要求10所述的声表面波器件，其特征在于，在俯视方向上，所述质量附加层与任意相邻两个所述质量负载结构之间的间隙交叠。

14.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指背离所述压电基底的一侧；和/或

各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指靠近所述压电基底的一侧。

15.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，各所述质量负载结构中的至少一个位于所述电极指靠近所述压电基底的一侧，并嵌设于所述压电基底内。

16.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述电极指的占空比小于或等于0.4。

17.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述声表面波器件还包括调频层，所述调频层设置在所述温度补偿层背离所述压电基底的一侧，并覆盖所述质量负载结构和所述叉指换能器。

18.根据权利要求1所述的声表面波器件，其特征在于，所述声表面波器件还包括衬底，所述压电基底设置在所述衬底上，所述叉指换能器位于所述压电基底背离所述衬底的一侧。

19.一种声表面波器件，其特征在于，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；

所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；

所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；

两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，以使所述边缘区对应的声速具有至少两种。

20.根据权利要求19所述的声表面波器件，其特征在于，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；

设有所述质量负载结构的区域对应的声速小于任意相邻两个所述质量负载结构之间区域对应的声速。

21.一种声表面波器件，其特征在于，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；

所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；

所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；

两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，沿着两个所述汇流条的排布方向，各所述质量负载结构依次间隔设置，且与至少部分电极指在俯视方向上至少部分重叠；

在同一个所述边缘区内，各所述质量负载结构的宽度相同，且任意相邻两个所述质量负载结构之间的间距相同。

22.一种声表面波器件，其特征在于，包括压电基底、叉指换能器、温度补偿层以及质量负载结构；

所述叉指换能器设置在所述压电基底上，在所述叉指换能器的两个汇流条的排布方向上，两个所述汇流条之间具有交叉区和位于所述交叉区两端的间隙区，且所述交叉区包括中间区和位于所述中间区两端的边缘区；其中，在所述叉指换能器的各电极指的排布方向上，所述交叉区为各电极指相互交叠的区域；

所述温度补偿层设置在所述压电基底上，并覆盖所述叉指换能器；

两个所述边缘区中的至少一个设有至少3个质量负载结构，以在所述边缘区形成至少3个低声速区，各所述低声速区沿所述电极指的延伸方向间隔排布，其中，设有所述质量负载结构的区域为所述低声速区。

23.一种滤波器，其特征在于，包括权利要求1-22任意一项所述的声表面波器件。

24.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-22任意一项所述的声表面波器件。

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