CN116633307A - 弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
本申请关于一种弹性波装置,涉及弹性波器件领域。包括压电性基板以及设置在压电性基板上的叉指换能器电极,叉指换能器电极包括沿弹性波传播方向间隔布置的n根电极指,n为正整数值,每根电极指都具有各自的电极指宽度、电极指间隙和电极指周期,n根电极指具有算术平均的电极指宽度、算术平均的电极指间隙和算术平均的电极指周期;n根电极指中存在m根电极指,m根电极指中的任意一根电极指的电极指宽度与算术平均的电极指宽度的比值、电极指间隙与算术平均的电极指间隙的比值、电极指周期与算术平均的电极指周期的比值中的至少一者落在0.97至0.99,或1.01至1.03范围内。解决了现有弹性波装置存在的伴生工作模态的寄生杂波很难抑制或削弱的问题。
Description
技术领域
本申请涉及弹性波器件技术领域,特别涉及一种弹性波装置。
背景技术
弹性波装置已广泛应用于通信、医疗、卫星、交通等领域。现有技术中的弹性波装置,有时存在伴生工作模态的寄生杂波,很难抑制或削弱。这导致基于该种弹性波装置的滤波器或双工器存在通带插损过大或带外抑制不够的情况。
发明内容
本申请的目的是提供一种弹性波装置,以解决上述现有弹性波装置存在的伴生工作模态的寄生杂波很难抑制或削弱,导致基于该种弹性波装置的滤波器或双工器存在通带插损过大或带外抑制不够的问题。
为实现上述目的,本申请采用的技术方案为:
一方面,本申请提供了一种弹性波装置,包括压电性基板以及设置在所述压电性基板上的叉指换能器电极,所述叉指换能器电极包括沿弹性波传播方向间隔布置的n根电极指,所述n为正整数值,每根所述电极指都具有各自的电极指宽度、电极指间隙和电极指周期,所述n根电极指具有算术平均的电极指宽度、算术平均的电极指间隙和算术平均的电极指周期;
所述n根电极指中存在m根电极指,所述m根电极指中的任意一根电极指的电极指宽度与所述算术平均的电极指宽度的比值、电极指间隙与所述算术平均的电极指间隙的比值、电极指周期与所述算术平均的电极指周期的比值中的至少一者落在以下范围内:
0.97至0.99,或1.01至1.03;
其中,所述m为小于等于n的任意正整数,且m/n≥0.6。
在一种可能的实现方式中,所述叉指换能器电极的n根电极指包括相互交错插入的多根第一电极指和多根第二电极指,以及在所述第一电极指、所述第二电极指指条延伸方向上相互对置的第一汇流条和第二汇流条;多根所述第一电极指和多根所述第二电极指都具有各自的第一端部和第二端部;多根所述第一电极指的第一端部与所述第一汇流条直接连接,多根所述第一电极指的第二端部与所述第二汇流条间隔对置;多根所述第二电极指的第一端部与所述第二汇流条直接连接,多根所述第二电极指的第二端部与所述第一汇流条间隔对置。
在一种可能的实现方式中,还包括温度补偿层,所述温度补偿层由具有正的温度系数的材料构成,所述温度补偿层设置在所述压电性基板上并覆盖所述叉指换能器电极以及所述叉指换能器电极的电极指之间的间隙区域。
在一种可能的实现方式中,所述压电性基板为具有压电性的块体材料。
在一种可能的实现方式中,所述压电性基板包括位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜、位于所述压电材料膜下方的低声速材料膜以及位于所述低声速材料膜下方的高声速支撑基板;或
所述压电性基板包括位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜以及位于所述压电材料膜下方的并与所述压电材料膜直接接触的高声速支撑基板。
在一种可能的实现方式中,在所述低声速材料膜中传播的体波的声速比在所述压电材料膜中传播的体波的声速低,在所述高声速支撑基板中传播的体波的声速比在所述压电材料膜中传播的体波的声速高。
在一种可能的实现方式中,所述压电性基板包括:
位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜;以及
位于所述压电材料膜下方的空腔,所述空腔具有反射在所述压电材料膜中传播的声波的作用。
在一种可能的实现方式中,所述压电性基板包括:
位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜;以及
位于所述压电材料膜下方的布拉格声学反射器,所述布拉格声学反射器包括多个低声阻抗膜层和多个高声阻抗膜层,多个所述低声阻抗膜层与多个所述高声阻抗膜层间隔布置,所述布拉格声学反射器具有反射在所述压电材料膜中传播的声波的作用。
另一方面,本申请提供了一种滤波器装置,所述滤波器装置与天线连接,所述滤波器装置包括串联臂弹性波装置以及并联臂弹性波装置,所述串联臂弹性波装置以及所述并联臂弹性波装置中的至少一个弹性波装置是如上任一所述的弹性波装置。
另一方面,本申请提供了一种多工器,包括:
天线端子,其与天线连接;以及
多个滤波器装置,公共连接于所述天线端子,至少一个所述滤波器装置是上述滤波器装置。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
通过适当调整叉指换能器电极的电极指线宽、间隙、周期等参数,可以减小甚至消除伴生工作模态的寄生杂波,进而提升基于该种弹性波装置的滤波器或双工器的通带插损性能或带外抑制性能。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中:
图1示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100的俯视示意图;
图2示出了图1中的A-A’剖视示意图;
图3示出了本申请实施例二提供的弹性波装置200的俯视示意图;
图4示出了图3中的B-B’剖视示意图;
图5示出了本申请实施例三提供的弹性波装置300的俯视示意图;
图6示出了图5中的C-C’剖视示意图;
图7示出了本申请实施例四提供的弹性波装置400的俯视示意图;
图8示出了图7中的D-D’剖视示意图;
图9示出了本申请实施例五提供的弹性波装置500的俯视示意图;
图10示出了图9中的E-E’剖视示意图;
图11(a)至图11(f)示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图;
图12(a)至图12(f)示出了本申请实施例一的变形例一提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图;
图13(a)至图13(f)示出了本申请实施例一的变形例二提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图;
图14(a)至图14(f)示出了本申请实施例一的变形例三提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图;
图15(a)至图15(f)示出了本申请实施例一的变形例四提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图;
图16(a)示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100的叉指换能器电极指中的40%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.959至0.975)倍或(1.025至1.041)倍范围内时的导纳-频率曲线图;
图16(b)示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100的叉指换能器电极指中的50%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.959至0.975)倍或(1.025至1.041)倍范围内时的导纳-频率曲线图。
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做出创造性劳动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。
其中,相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是本申请说明书附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件。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地包括一个或者多个该特征。在本申请说明书的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
下面结合附图和实施例对本申请作更进一步的说明。
实施例一:
请参阅图1和图2,图1示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100的俯视示意图,图2示出了图1中的A-A’剖视示意图,定义图中平行于坐标系中的x轴的方向为弹性波传播方向,定义图中平行于坐标系中的y轴的方向为电极指延伸方向,定义图中平行于坐标系中的z轴的方向为弹性波装置100的高度方向。该弹性波装置100包括压电性基板101,以及直接设置在压电性基板101上的叉指换能器电极105和反射栅电极。
在本申请实施例中,该压电性基板101实现为厚250nm的15°YX-铌酸锂;该叉指换能器电极105和反射栅电极均为主要由较薄的Ti(钛)粘附层和较厚的Cu(铜)主体层构成的多层复合电极,该多层复合电极可质量等效为厚220nm的Cu电极。
具体地,叉指换能器电极105的n根电极指包括相互交错插入的多根第一电极指107和多根第二电极指108,以及在第一电极指107、第二电极指108延伸方向上相互对置的第一汇流条109和第二汇流条110,多根第一电极指107和多根第二电极指108都具有各自的第一端部和第二端部;多根第一电极指107的第一端部与第一汇流条109直接连接,多根第一电极指107的第二端部与第二汇流条110间隔对置;多根第二电极指108的第一端部与第二汇流条110直接连接,多根第二电极指108的第二端部与第一汇流条109间隔对置。
进一步地,上述反射栅电极包括反射栅电极一106A和反射栅电极二106B;反射栅电极一106A包括多根反射栅电极指以及在多根反射栅电极指延伸方向上相互对置的第三汇流条和第四汇流条,多根反射栅电极指都具有各自的第三端部和第四端部,第三端部与第三汇流条直接连接,第四端部与第四汇流条直接连接。反射栅电极二106B包括多根反射栅电极指以及在多根反射栅电极指延伸方向上相互对置的第五汇流条和第六汇流条,多根反射栅电极指都具有各自的第五端部和第六端部,第五端部与第五汇流条直接连接,第六端部与第六汇流条直接连接。
在此情况下,如图2所示,定义叉指换能器电极105中的任意一根电极指的沿x轴方向的宽度尺寸为电极指宽度a,定义叉指换能器电极105中的任意一根电极指与其相邻电极指之间的沿x轴方向的距离尺寸为电极指间隙b,定义叉指换能器电极105中的任意一根电极指的电极指宽度a与其电极指间隙b的和为其电极指周期p=a+b,定义叉指换能器电极105中的任意一根电极指具有占空比duty=a/p。
在本申请实施例中,该反射栅电极一106A和反射栅电极二106B的反射栅电极指根数均为40根;多根第一电极指107和多根第二电极指108的总数量为200根,即多根第一电极指107和多根第二电极指108各有100根。
图11(a)至图11(f)示出了本申请实施例一提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图。
图11(a)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
图11(b)曲线对应的弹性波装置100,将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+0.03×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.973至0.985)倍或(1.015至1.027)倍范围内。
图11(c)曲线对应的弹性波装置100,将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+0.05×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.955至0.975)倍或(1.025至1.045)倍范围内。
图11(d)曲线对应的弹性波装置100,将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+0.10×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.91至0.95)倍或(1.05至1.09)倍范围内。
图11(e)曲线对应的弹性波装置100,将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+0.15×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.865至0.925)倍或(1.075至1.135)倍范围内。
图11(f)曲线对应的弹性波装置100,将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+0.17×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.847至0.915)倍或(1.085至1.153)倍范围内。
如图11(a)曲线所示,该曲线对应的弹性波装置100基于现有公知技术,即取弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值为标准值a0=1.32μm、每一根电极指的电极指间隙b值为标准值b0=1.32μm,它的谐振频率为1145MHz,反谐振频率为1327MHz,该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值都较高,但该器件在1080MHz附近出现了寄生杂波模态,该寄生杂波模态是不可接受的。
如图11(c)曲线、图11(d)曲线、图11(e)曲线所示,当取弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值为在标准值b0=1.32μm附近线性变化的值,它的谐振频率、反谐振频率、在谐振频率和反谐振频率的Q值都几乎没有变化,且该器件在1080MHz附近不再有寄生杂波模态。
同时,如图11(b)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值在标准值b0附近随机变化的程度不够大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态仍然存在。如图11(f)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值在标准值b0附近随机变化的程度太大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态不再存在,但是该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值出现了大幅降低,这说明此时叉指换能器电极中的整体周期性也不再严格成立,导致主模态的性能也产生了恶化。
图12(a)至图12(f)示出了本申请实施例一的变形例一提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图。
图12(a)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
图12(b)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.036至1.32×0.036)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内。
图12(c)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.061至1.32×0.061)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内。
图12(d)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.122至1.32×0.122)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内。
图12(e)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.183至1.32×0.183)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内。
图12(f)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.207至1.32×0.207)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内。
如图12(a)曲线所示,该曲线与图11(a)曲线完全相同,它的谐振频率为1145MHz,反谐振频率为1327MHz,该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值都较高,但该器件在1080MHz附近出现了寄生杂波模态,该寄生杂波模态是不可接受的。
如图12(c)曲线、图12(d)曲线、图12(e)曲线所示,当取弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值为在标准值b0附近随机变化的值,它的谐振频率、反谐振频率、在谐振频率和反谐振频率的Q值都几乎没有变化,且该器件在1080MHz附近不再有寄生杂波模态,这正是本专利的发明目的。这是由于,图12(a)曲线对应的弹性波装置100中存在的两种声波模态,即主模态和在1080MHz附近的寄生杂波模态,都是基于叉指换能器电极的周期性阵列布置,但它们对于叉指换能器电极的周期性阵列的不标准度的敏感度不同。也就是说,图12(c)曲线、图12(d)曲线、图12(e)曲线对应的弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值都发生了变化,即叉指换能器电极中的局部周期性不再严格成立,因此在1080MHz附近的寄生杂波模态被抑制;但200根电极指的电极指间隙b值的平均值基本没变,即叉指换能器电极中的整体周期性仍然成立,因此主模态的频率值和Q值基本不变。
同时,如图12(b)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值在标准值b0附近随机变化的程度不够大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态仍然存在。如图12(f)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指间隙b值在标准值b0附近随机变化的程度太大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态不再存在,但是该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值出现了大幅降低,这说明此时叉指换能器电极中的整体周期性也不再严格成立,导致主模态的性能也产生了恶化。
图13(a)至图13(f)示出了本申请实施例一的变形例二提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图。
图13(a)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
图13(b)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.036至1.32×0.036)范围内的任意量;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内。
图13(c)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.061至1.32×0.061)范围内的任意量;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内。
图13(d)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.122至1.32×0.122)范围内的任意量;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内。
图13(e)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.183至1.32×0.183)范围内的任意量;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内。
图13(f)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.207至1.32×0.207)范围内的任意量;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内。
如图13(a)曲线所示,该曲线与图11(a)曲线完全相同,它的谐振频率为1145MHz,反谐振频率为1327MHz,该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值都较高,但该器件在1080MHz附近出现了寄生杂波模态,该寄生杂波模态是不可接受的。
如图13(c)曲线、图13(d)曲线、图13(e)曲线所示,当取弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值为在标准值a0附近随机变化的值,它的谐振频率、反谐振频率、在谐振频率和反谐振频率的Q值都几乎没有变化,且该器件在1080MHz附近不再有寄生杂波模态。
同时,如图13(b)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值在标准值a0附近随机变化的程度不够大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态仍然存在。如图13(f)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值在标准值a0附近随机变化的程度太大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态不再存在,但是该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值出现了大幅降低,这说明此时叉指换能器电极中的整体周期性也不再严格成立,导致主模态的性能也产生了恶化。
图14(a)至图14(f)示出了本申请实施例一的变形例三提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图。
图14(a)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
图14(b)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.036至1.32×0.036)范围内的任意量,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内。
图14(c)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.061至1.32×0.061)范围内的任意量,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内。
图14(d)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.122至1.32×0.122)范围内的任意量,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内。
图14(e)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.183至1.32×0.183)范围内的任意量,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内。
图14(f)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.207至1.32×0.207)范围内的任意量,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内。
如图14(a)曲线所示,该曲线与图11(a)曲线完全相同,它的谐振频率为1145MHz,反谐振频率为1327MHz,该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值都较高,但该器件在1080MHz附近出现了寄生杂波模态,该寄生杂波模态是不可接受的。
如图14(c)曲线、图14(d)曲线、图14(e)曲线所示,当取弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值为在标准值a0和b0附近随机变化的值,它的谐振频率、反谐振频率、在谐振频率和反谐振频率的Q值都几乎没有变化,且该器件在1080MHz附近不再有寄生杂波模态。
同时,如图14(b)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值在标准值a0和b0附近随机变化的程度不够大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态仍然存在。如图14(f)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值在标准值a0和b0附近随机变化的程度太大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态不再存在,但是该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值出现了大幅降低,这说明此时叉指换能器电极中的整体周期性也不再严格成立,导致主模态的性能也产生了恶化。
图15(a)至图15(f)示出了本申请实施例一的变形例四提供的弹性波装置100在不同的电极指间隙b设置时的导纳-频率曲线图。
图15(a)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
图15(b)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.036至1.32×0.036)范围内的任意量,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.964至0.985)倍或(1.015至1.036)倍范围内。
图15(c)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.061至1.32×0.061)范围内的任意量,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.940至0.975)倍或(1.025至1.060)倍范围内。
图15(d)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.122至1.32×0.122)范围内的任意量,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.879至0.95)倍或(1.05至1.121)倍范围内。
图15(e)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.183至1.32×0.183)范围内的任意量,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.925)倍或(1.075至1.181)倍范围内。
图15(f)曲线对应的弹性波装置100,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.207至1.32×0.207)范围内的任意量,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.795至0.915)倍或(1.085至1.205)倍范围内。
如图15(a)曲线所示,该曲线与图11(a)曲线完全相同,它的谐振频率为1145MHz,反谐振频率为1327MHz,该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值都较高,但该器件在1080MHz附近出现了寄生杂波模态,该寄生杂波模态是不可接受的。
如图15(c)曲线、图15(d)曲线、图15(e)曲线所示,当取弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值为在标准值a0和b0附近随机变化的值,它的谐振频率、反谐振频率、在谐振频率和反谐振频率的Q值都几乎没有变化,且该器件在1080MHz附近不再有寄生杂波模态。
同时,如图15(b)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值在标准值a0和b0附近随机变化的程度不够大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态仍然存在。如图15(f)曲线所示,当弹性波装置100的每一根电极指的电极指宽度a值和电极指间隙b值在标准值a0和b0附近随机变化的程度太大时,该器件在1080MHz附近的寄生杂波模态不再存在,但是该器件在谐振频率和反谐振频率的Q值出现了大幅降低,这说明此时叉指换能器电极中的整体周期性也不再严格成立,导致主模态的性能也产生了恶化。
需要注意的是,在本申请的实施例一以及四个实施例一的变形例中,优选所述200根叉指换能器电极指中的至少60%的电极指其间隙或/和宽度落在规定范围内,当落在规定范围内的电极指数量远少于60%、比如为40%或50%时,也无法实现良好的寄生杂波抑制效果,如图16(a)和图16(b)所示。
图16(a)导纳曲线对应的弹性波装置与图12(c)曲线对应的弹性波装置100结构相同,唯一不同的是,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.041至1.32×0.041)范围内的任意量;此时,所述200根叉指换能器电极指中的40%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.959至0.975)倍或(1.025至1.041)倍范围内。
图16(b)导纳曲线对应的弹性波装置与图12(c)曲线对应的弹性波装置100结构相同,唯一不同的是,其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指107和多根第二电极指108的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×0.05至1.32×0.05)范围内的任意量;此时,所述200根叉指换能器电极指中的50%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.950至0.975)倍或(1.025至1.050)倍范围内。
实施例二:
请参阅图3和图4,图3示出了本申请实施例二提供的弹性波装置200的俯视示意图,图4示出了图3中的B-B’剖视示意图,该弹性波装置200与前述的弹性波装置100的结构基本相同,唯一的区别是弹性波装置200还具有温度补偿层211。温度补偿层211直接设置在叉指换能器电极205和反射栅电极(反射栅电极一206A、反射栅电极二206B)上,温度补偿层211的材料为SiO2(二氧化硅)。
在本申请实施例中,不具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置的参照结构为:其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
在本申请实施例中,具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置200的结构为:将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指207和多根第二电极指208中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+c2×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数,其中,c2为(0.05至0.15)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.865至0.975)倍或(1.025至1.135)倍范围内。
根据本申请实施例二的变形例一提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置200的结构为:其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c2至1.32×c2)范围内的任意值,c2为(0.061至0.183)范围内的任意量;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例二的变形例二提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置200的结构为:其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c2至1.32×c2)范围内的任意量,c2为(0.061至0.183)范围内的任意值;其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例二的变形例三提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置200的结构为:其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×c2至1.32×c2)范围内的任意量,c2为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例二的变形例四提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置200的结构为:其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指207和多根第二电极指208的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c2至1.32×c2)范围内的任意量,c2为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
实施例三:
请参阅图5和图6,图5示出了本申请实施例三提供的弹性波装置300的俯视示意图,图6示出了图5中的C-C’剖视示意图,该弹性波装置300与前述的弹性波装置100的结构基本相同,唯一的区别是弹性波装置300为具有压电薄膜301的复合薄膜结构。复合薄膜结构包括由上至下的压电薄膜301、低声速材料膜302、俘获材料膜303和支承基板304。压电薄膜301位于叉指换能器电极305和反射栅电极(反射栅电极一306A、反射栅电极二306B)的下方,压电薄膜301实现为厚400nm的42°YX-钽酸锂薄膜。低声速材料膜302位于压电薄膜301的下方,在低声速材料膜302中传播的体波的声速比在压电膜301中传播的体波的声速低,低声速材料膜302实现为厚300nm的SiO2(二氧化硅)薄膜。俘获材料膜303位于低声速材料膜302的下方,俘获材料膜303实现为厚1000nm的多晶硅薄膜。支承基板304位于俘获材料膜303的下方,在支承基板304中传播的体波的声速比在压电薄膜301中传播的体波的声速高,支承基板304实现为厚500μm的Si(硅)基底。
在本申请实施例中,不具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置的参照结构为:其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
在本申请实施例中,具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置300的结构为:将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指307和多根第三电极指308中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+c3×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数,其中,c3为(0.05至0.15)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.865至0.975)倍或(1.025至1.135)倍范围内。
根据本申请实施例三的变形例一提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置300的结构为:其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c3至1.32×c3)范围内的任意值,c3为(0.061至0.183)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例三的变形例二提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置300的结构为:其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c3至1.32×c3)范围内的任意量,c3为(0.061至0.183)范围内的任意值;其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例三的变形例三提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置300的结构为:其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×c3至1.32×c3)范围内的任意量,c3为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例三的变形例四提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置300的结构为:其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指307和多根第三电极指308的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c3至1.32×c3)范围内的任意量,c3为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
实施例四:
请参阅图7和图8,图7示出了本申请实施例四提供的弹性波装置400的俯视示意图,图8示出了图7中的D-D’剖视示意图,该弹性波装置400与前述的弹性波装置300的结构区别较大,区别包括:
(1)弹性波装置400只有叉指换能器电极405,没有反射栅电极;
(2)弹性波装置400包括压电薄膜401和位于压电薄膜401下方的支承基板404;
(3)支撑基板404的中心区域被掏空形成空腔412,多根第一电极指407和多根第二电极指408向支承基板404方向的投影落在空腔412内。
在本实施例中,压电薄膜401实现为厚800nm的36°YX-铌酸锂单晶薄膜;支承基板404实现为厚500μm的Si(硅)基底。
在本申请实施例中,不具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置的参照结构为:其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
在本申请实施例中,具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置400的结构为:将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指407和多根第四电极指408中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+c4×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数,其中,c4为(0.05至0.15)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.865至0.975)倍或(1.025至1.135)倍范围内。
根据本申请实施例四的变形例一提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置400的结构为:其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c4至1.32×c4)范围内的任意值,c4为(0.061至0.183)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例四的变形例二提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置400的结构为:其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c4至1.32×c4)范围内的任意量,c4为(0.061至0.183)范围内的任意值;其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例四的变形例三提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置400的结构为:其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×c4至1.32×c4)范围内的任意量,c4为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例四的变形例四提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置400的结构为:其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c4至1.32×c4)范围内的任意量,c4为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
实施例五:
请参阅图9和图10,图9示出了本申请实施例五提供的弹性波装置500的俯视示意图,图10示出了图9中的E-E’剖视示意图,该弹性波装置500与前述的弹性波装置400的结构基本相同,唯一的区别是弹性波装置500不具有设置在压电薄膜501下方的带空腔的支承基板,而是具有设置在压电薄膜501下方的布拉格声学反射器以及设置在布拉格声学反射器下方的支承基板。布拉格声学反射器包括多个低声阻抗膜层511a和多个高声阻抗膜层511b,多个低声阻抗膜层511a与多个高声阻抗膜层511b间隔布置,当声波从压电薄膜501入射到布拉格反射层时,由于不同声阻抗的交替排列,声波会被反射回压电薄膜501,阻止了声波的能量向下方的泄漏,从而确保弹性波装置500获得较高Q值。
在本申请实施例中,压电薄膜501实现为36°YX-铌酸锂单晶薄膜;低声阻抗膜层511a实现为SiO2(二氧化硅)材料薄膜,低声阻抗膜层511b实现为W(钨)材料薄膜;支承基板504实现为Si(硅)基底。
在本申请实施例中,不具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置的参照结构为:其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指间隙b均为1.32μm,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty均为0.5。
在本申请实施例中,具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置500的结构为:将所有的200根叉指换能器电极指沿着弹性波传播方向分为20组,即每组都包括最邻近的10根电极指;对于每一组10根电极指,其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a均为1.32μm,其多根第一电极指507和多根第五电极指508中的每10根一组的电极指中的第i根电极指的间隙bi为1.32×(1+c5×(2×i-11)/10)μm,此处i为大于等于1、小于等于10的任意正整数,其中,c5为(0.05至0.15)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.865至0.975)倍或(1.025至1.135)倍范围内。
根据本申请实施例五的变形例一提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置500的结构为:其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a均为1.32μm;其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c5至1.32×c5)范围内的任意值,c5为(0.061至0.183)范围内的任意值;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例五的变形例二提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置500的结构为:其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c5至1.32×c5)范围内的任意量,c5为(0.061,0.183)范围内的任意值;其多根第一电极指407和多根第四电极指408的电极指间隙b均为1.32μm;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例五的变形例三提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置500的结构为:其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指间隙b为(1.32-δ)μm,其中δ为在(-1.32×c5至1.32×c5)范围内的任意量,c5为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p均为2.64μm、占空比duty发生随机变化;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
根据本申请实施例五的变形例四提供的具有寄生杂波抑制效果的弹性波装置500的结构为:其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指宽度a为(1.32+δ)μm,其多根第一电极指507和多根第五电极指508的电极指间隙b为(1.32+δ)μm,其中δ为在(-1.32×c5至1.32×c5)范围内的任意量,c5为(0.061至0.183)范围内的任意值,即电极指周期p发生随机变化、占空比duty均为0.5;此时,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其宽度落在标准宽度1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内,200根叉指换能器电极指中的60%的电极指其间隙落在标准间隙1.32μm的(0.819至0.975)倍或(1.025至1.181)倍范围内。
综上所述,本申请提供的弹性波装置,通过适当调整叉指换能器电极的电极指线宽、间隙、周期等参数,可以减小甚至消除伴生工作模态的寄生杂波,进而提升基于该种弹性波装置的滤波器或双工器的通带插损性能或带外抑制性能。
在本申请公开的实施例中,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明公开的实施例中的具体含义。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种弹性波装置,包括压电性基板以及设置在所述压电性基板上的叉指换能器电极,所述叉指换能器电极包括沿弹性波传播方向间隔布置的n根电极指,所述n为正整数值,每根所述电极指都具有各自的电极指宽度、电极指间隙和电极指周期,所述n根电极指具有算术平均的电极指宽度、算术平均的电极指间隙和算术平均的电极指周期,其特征在于:
所述n根电极指中存在m根电极指,所述m根电极指中的任意一根电极指的电极指宽度与所述算术平均的电极指宽度的比值、电极指间隙与所述算术平均的电极指间隙的比值、电极指周期与所述算术平均的电极指周期的比值中的至少一者落在以下范围内:
0.97至0.99,或1.01至1.03;
其中,所述m为小于等于n的任意正整数,且m/n≥0.6。
2.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述叉指换能器电极的n根电极指包括相互交错插入的多根第一电极指和多根第二电极指,以及在所述第一电极指、所述第二电极指指条延伸方向上相互对置的第一汇流条和第二汇流条;
多根所述第一电极指和多根所述第二电极指都具有各自的第一端部和第二端部;
多根所述第一电极指的第一端部与所述第一汇流条直接连接,多根所述第一电极指的第二端部与所述第二汇流条间隔对置;
多根所述第二电极指的第一端部与所述第二汇流条直接连接,多根所述第二电极指的第二端部与所述第一汇流条间隔对置。
3.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,还包括温度补偿层,所述温度补偿层由具有正的温度系数的材料构成,所述温度补偿层设置在所述压电性基板上并覆盖所述叉指换能器电极以及所述叉指换能器电极的电极指之间的间隙区域。
4.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电性基板为具有压电性的块体材料。
5.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电性基板包括位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜、位于所述压电材料膜下方的低声速材料膜以及位于所述低声速材料膜下方的高声速支撑基板;或
所述压电性基板包括位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜以及位于所述压电材料膜下方的并与所述压电材料膜直接接触的高声速支撑基板。
6.根据权利要求5所述的弹性波装置,其特征在于,在所述低声速材料膜中传播的体波的声速比在所述压电材料膜中传播的体波的声速低,在所述高声速支撑基板中传播的体波的声速比在所述压电材料膜中传播的体波的声速高。
7.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电性基板包括:
位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜;以及
位于所述压电材料膜下方的空腔,所述空腔具有反射在所述压电材料膜中传播的声波的作用。
8.根据权利要求1所述的弹性波装置,其特征在于,所述压电性基板包括:
位于所述叉指换能器电极下方的压电材料膜;以及
位于所述压电材料膜下方的布拉格声学反射器,所述布拉格声学反射器包括多个低声阻抗膜层和多个高声阻抗膜层,多个所述低声阻抗膜层与多个所述高声阻抗膜层间隔布置,所述布拉格声学反射器具有反射在所述压电材料膜中传播的声波的作用。
9.一种滤波器装置,所述滤波器装置与天线连接,所述滤波器装置包括串联臂弹性波装置以及并联臂弹性波装置,所述串联臂弹性波装置以及所述并联臂弹性波装置中的至少一个弹性波装置是权利要求1至8中任一所述的弹性波装置。
10.一种多工器,包括:
天线端子,其与天线连接;以及
多个滤波器装置,公共连接于所述天线端子,至少一个所述滤波器装置是权利要求9所述的滤波器装置。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07226643A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 弾性波素子 |
EP1168614A2 (en) * | 2000-06-26 | 2002-01-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Longitudinally coupled resonator type surface accoustic wave filter |
CN101517894A (zh) * | 2006-09-28 | 2009-08-26 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波装置 |
CN107636961A (zh) * | 2015-06-22 | 2018-01-26 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波器装置 |
CN109891612A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-06-14 | 天工方案公司 | 具有亚波长厚度的压电层的弹性波器件 |
CN111448758A (zh) * | 2017-12-06 | 2020-07-24 | 株式会社村田制作所 | 多工器、高频前端电路以及通信装置 |
CN113206653A (zh) * | 2020-01-31 | 2021-08-03 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波器 |
CN115398801A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-11-25 | 京瓷株式会社 | 弹性波谐振器、弹性波滤波器、分波器、通信装置 |
CN115567023A (zh) * | 2021-07-01 | 2023-01-03 | 开元通信技术(厦门)有限公司 | 一种声波器件、滤波装置以及声波器件的制备方法 |
-
2023
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07226643A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 弾性波素子 |
EP1168614A2 (en) * | 2000-06-26 | 2002-01-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Longitudinally coupled resonator type surface accoustic wave filter |
CN101517894A (zh) * | 2006-09-28 | 2009-08-26 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波装置 |
CN107636961A (zh) * | 2015-06-22 | 2018-01-26 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波器装置 |
CN109891612A (zh) * | 2016-10-20 | 2019-06-14 | 天工方案公司 | 具有亚波长厚度的压电层的弹性波器件 |
CN111448758A (zh) * | 2017-12-06 | 2020-07-24 | 株式会社村田制作所 | 多工器、高频前端电路以及通信装置 |
CN113206653A (zh) * | 2020-01-31 | 2021-08-03 | 株式会社村田制作所 | 弹性波滤波器 |
CN115398801A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-11-25 | 京瓷株式会社 | 弹性波谐振器、弹性波滤波器、分波器、通信装置 |
CN115567023A (zh) * | 2021-07-01 | 2023-01-03 | 开元通信技术(厦门)有限公司 | 一种声波器件、滤波装置以及声波器件的制备方法 |
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