CN116915206B - 一种声表面波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种声表面波滤波器，包括至少一个声表面波谐振器，声表面波谐振器除包括叉指换能器外，还包括分布式电极，分布式电极包括沿第一方向排布的第一分布式电极和第二分布式电极，第一分布式电极包括沿第二方向排布的多个第一块状电极，第二分布式电极包括沿第二方向排布的多个第二块状电极，第一块状电极与叉指电极一一对应，第一块状电极在衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在衬底所在平面的投影范围内；第二块状电极与叉指电极一一对应，第二块状电极在衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在衬底所在平面的投影范围内，以抑制声表面波谐振器的杂散信号，提高声表面波谐振器的性能，从而提高声表面波滤波器的性能。
Description
技术领域
本申请涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种温度补偿型声表面波滤波器。
背景技术
声学滤波器包括SAW（声表面波滤波器）和BAW（体声波滤波器），是用于射频通信领域的重要器件，能够滤除杂波干扰并放大指定信号。其中，SAW成本低，插损低，抑制性好且温度敏感，主要应用于射频中的低频段，也有TC-SAW（温度补偿声表面波滤波器）等进行温度补偿的设计。
但是，现有TC-SAW（温度补偿型声表面波滤波器）的性能有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种声表面波滤波器，以提高温度补偿型声表面波滤波器的性能。
为解决上述问题，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种声表面波滤波器，包括：至少一个声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括：
衬底；
位于所述衬底第一侧的叉指换能器，所述叉指换能器包括多个叉指电极，所述多个叉指电极包括多个沿第一方向延伸的第一叉指电极以及多个沿所述第一方向延伸的第二叉指电极，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极在第二方向上间隔排布，所述第一方向和所述第二方向平行于所述衬底所在平面，且所述第二方向与所述第一方向相交；
位于所述叉指换能器远离所述衬底一侧的分布式电极，所述分布式电极包括沿所述第一方向排布的第一分布式电极和第二分布式电极，所述第一分布式电极包括沿第二方向排布的多个第一块状电极，所述第二分布式电极包括沿所述第二方向排布的多个第二块状电极，所述第一块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；所述第二块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内。
可选的，在所述第二方向上，所述第一块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸；在所述第二方向上，所述第二块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸。
可选的，所述分布式电极包括层叠的钛电极/铜电极/钛电极。
可选的，所述叉指换能器包括层叠的钛电极/银电极/铜电极/钛电极。
可选的，所述声表面波谐振器还包括：位于所述叉指换能器与所述分布式电极之间的第一绝缘层。
可选的，所述第一绝缘层为氧化硅层。
可选的，所述声表面波谐振器还包括覆盖于所述分布式电极表面的第二绝缘层。
可选的，所述第二绝缘层包括层叠的第一绝缘子层、第二绝缘子层和第三绝缘子层，其中，所述第一绝缘子层和所述第二绝缘子层材料不同，所述第一绝缘子层和所述第三绝缘子层材料相同。
可选的，所述第一绝缘子层为氮化硅层，所述第二绝缘子层为氧化硅层。
可选的，所述叉指换能器还包括：在所述第一方向上位于所述多个叉指电极第一侧，且与所述第一叉指电极电连接的第一连接部；在所述第一方向上位于所述多个叉指电极第二侧，且与所述第二叉指电极电连接的第二连接部，所述第二侧和所述第一侧相对；
所述声表面波谐振器还包括：贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔曝露所述第一连接部至少部分区域，所述第二通孔曝露所述第二连接部至少部分区域；
位于所述第一通孔内，与所述第一连接部电连接的第一输入输出端；
位于所述第一通孔内，与所述第一连接部电连接的第二输入输出端。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本申请实施例所提供的技术方案，所述声表面波滤波器包括至少一个声表面波谐振器，所述声表面波谐振器除包括叉指换能器外，还包括分布式电极，所述分布式电极包括沿所述第一方向排布的第一分布式电极和第二分布式电极，所述第一分布式电极包括沿第二方向排布的多个第一块状电极，所述第二分布式电极包括沿所述第二方向排布的多个第二块状电极，所述第一块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；所述第二块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内，以抑制所述声表面波谐振器的杂散信号，提高所述声表面波谐振器的性能，从而提高所述声表面波滤波器的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为本申请一个实施例所提供的声表面波滤波器的剖视图；
图2为本申请一个实施例所提供的声表面波滤波器中，声表面波谐振器的版图示意图；
图3为本申请一个实施例所提供的声表面波滤波器中，叉指换能器和分布式电极的俯视图；
图4为声表面波谐振器的性能曲线示意图，其中，曲线A为未增加分布式电极的声表面波谐振器的性能曲线示意图，曲线B为本申请一个实施例所提供的声表面波谐振器的性能曲线示意图；
图5为声表面波谐振器的另一性能曲线示意图，其中，曲线E为未增加分布式电极的声表面波谐振器的性能曲线示意图，曲线F为本申请一个实施例所提供的声表面波谐振器的性能曲线示意图；
图6为声表面波滤波器的性能曲线示意图，其中，曲线C为未增加分布式电极的声表面波谐振器的性能曲线示意图，曲线D为本申请一个实施例所提供的声表面波谐振器的性能曲线示意图。
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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
正如背景技术部分所述，现有TC-SAW（温度补偿型声表面波滤波器）的性能有待提高。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种声表面波滤波器，可选的，所述声表面波滤波器为温度补偿型声表面波滤波器，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
具体的，本申请实施例所提供的声表面波滤波器包括：至少一个声表面波谐振器，如图1所示，所述声表面波谐振器包括：
衬底10；
位于所述衬底10第一侧的叉指换能器20，所述叉指换能器20包括多个叉指电极，如图2和图3所示，图3为图2的局部放大图，所述多个叉指电极包括多个沿第一方向X延伸的第一叉指电极21以及多个沿所述第一方向X延伸的第二叉指电极22，所述第一叉指电极21和所述第二叉指电极22在第二方向Y上间隔排布，所述第一方向X和所述第二方向Y平行于所述衬底10所在平面，且所述第二方向Y与所述第一方向X相交，可选的，在本申请的一个实施例中，所述第二方向Y与所述第一方向X相交，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定；
位于所述叉指换能器20远离所述衬底10一侧的分布式电极30，继续如图2和如图3所示，图2中的虚线框区域为所述分布式电极30的所在区域，所述分布式电极30包括沿所述第二方向Y延伸的第一分布式电极31和第二分布式电极32，所述第一分布式电极31包括沿第二方向Y排布的多个第一块状电极，所述第二分布式电极32包括沿所述第二方向Y排布的多个第二块状电极，所述第一块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；所述第二块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内。
需要说明的是，在本实施例中，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内即在第三方向上，所述第一块状电极与其对应的叉指电极相交，与相邻所述叉指电极之间的缝隙无交叠；所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内即在所述第三方向上，所述第二块状电极与其对应的叉指电极相交，与相邻所述叉指电极之间的缝隙无交叠，其中，所述第三方向垂直于所述衬底所在平面。
可选的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述第二方向上，所述第一块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸；在所述第二方向上，所述第二块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸；但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，在所述第二方向上，所述第一块状电极的尺寸等于其对应的叉指电极的尺寸；在所述第二方向上，所述第二块状电极的尺寸等于其对应的叉指电极的尺寸，具体视情况而定。
具体的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述分布式电极包括层叠的钛电极/铜电极/钛电极，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述叉指换能器包括层叠的钛电极/银电极/铜电极/钛电极，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图1所示，所述声表面波谐振器还包括：位于所述叉指换能器20与所述分布式电极30之间的第一绝缘层40，以利用所述第一绝缘层实现所述叉指换能器20与所述分布式电极30之间的电绝缘，可选的，在本申请的一个实施例中，所述第一绝缘层为氧化硅层，如SiO2层，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图1所示，所述声表面波谐振器还包括覆盖于所述分布式电极表面的第二绝缘层50，以利用所述第二绝缘层50对所述分布式电极30和所述叉指换能器20进行保护。可选的，在本申请的一个实施例中，所述第二绝缘层50包括层叠的第一绝缘子层51和第二绝缘子层52，其中，所述第一绝缘子层51和所述第二绝缘子层52材料不同，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
具体的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一绝缘子层为氮化硅层，如SiNx层；所述第二绝缘子层为氧化硅层，如SiO2层，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上，在本身其的一个实施例中，继续如图1和图3所示，所述叉指换能器还包括：在所述第一方向X上位于所述多个叉指电极的第一侧，且与所述第一叉指电极21电连接的第一连接部23；在所述第一方向X上位于所述多个叉指电极第二侧，且与所述第二叉指电极22电连接的第二连接部24，所述第二侧和所述第一侧相对；可选的，在本实施例中，所述声表面波谐振器还包括：贯穿所述第一绝缘层40和所述第二绝缘层50的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔曝露所述第一连接部23至少部分区域，所述第二通孔曝露所述第二连接部24至少部分区域；位于所述第一通孔内，与所述第一连接部23电连接的第一输入输出端60；位于所述第二通孔内，与所述第二连接部24电连接的第二输入输出端70。需要说明的是，在本实施例中，所述第一输入输出端和所述第二输入输出端用于实现所述声表面波谐振器与外部的电连接。
具体的，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一输入输出端包括层叠的钛电极/铝铜合金电极；所述第二输入输出端包括层叠的钛电极/铝铜合金电极，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述声表面波谐振器还包括：位于所述第一输入输出端60和所述第二输入输出端70远离所述第二绝缘层50一侧的第三绝缘层80，所述第三绝缘层80裸露所述第一输入输出端60和所述第二输入输出端70部分区域，以实现所述第一输入输出端60和所述第二输入输出端70与外界的电连接。
在本申请的另一个实施例中，所述第三绝缘层80还可以完全覆盖所述第二输入输出端70，继续如图1所示，即所述第三绝缘层80仅裸露所述第一输入输出端60部分区域，不裸露所述第二输入输出端70，具体的，在本实施例中，所述第二输入输出端70可以和所述第一输入输出端60电连接，通过所述第一输入输出端60与外部电连接，在本申请的其他实施例中，所述第三绝缘层80还可以完全覆盖所述第一输入输出端60和第二输入输出端70，以使得所述第一输入输出端60和第二输入输出端70作为所述声表面波滤波器中的内部连接线，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
可选的，所述第三绝缘层与所述第一子绝缘层的材料相同，与所述第二子绝缘层的材料不同，具体的，所述第三绝缘层的材料可以为SiNx层，但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。
如图4所示，图4示出了声表面波滤波器中，声表面波谐振器的导纳-频率曲线示意图，其中，横坐标为所述声表面波谐振器的传输信号的频率，纵坐标为所述声表面波谐振器传输信号的导纳，曲线A为不增加分布式电极的声表面波谐振器的导纳-频率曲线示意图，曲线B为本申请实施例所提供的声表面波谐振器的导纳-频率曲线示意图。对比曲线A和曲线B可以看出，相较于曲线A，在有效传输信号频率范围1.60GHz-1.70GHz范围内，本申请实施例所提供的声表面波谐振器的导纳曲线更平滑，锯齿更少，由此可见，本申请实施例所提供的声表面波谐振器可以明显消除杂散信号，性能更好。
如图5所示，图5示出了声表面波滤波器中，声表面波谐振器的幅度-频率曲线示意图，其中，横坐标为所述声表面波谐振器的传输信号的频率，纵坐标为所述声表面波谐振器传输信号的幅度，曲线E为不增加分布式电极的声表面波谐振器的幅度-频率曲线示意图，曲线F为本申请实施例所提供的声表面波谐振器的幅度-频率曲线示意图。对比曲线E和曲线F可以看出，相较于曲线E，在有效传输信号频率范围1.60GHz-1.70GHz范围内，本申请实施例所提供的声表面波谐振器的幅度曲线更平滑，锯齿更少，由此可见，本申请实施例所提供的声表面波谐振器可以明显消除杂散信号，性能更好。
需要说明的是，上述各实施例是以所述声表面波滤波器包括一个声表面波谐振器为例进行描述的，但本申请对此并不做限定，在本申请的其他实施例中，所述声表面波滤波器还可以包括多个声表面波谐振器，具体视情况而定。
如图6所示，图6为声表面波滤波器的幅度-频率曲线示意，其中，曲线C为未增加分布式电极的声表面波滤波器的幅度-频率曲线示意图，曲线D为本申请实施例所提供的声表面波滤波器的幅度-频率曲线示意图，对比曲线C和曲线D可以看出，相较于曲线C，本申请实施例所提供的声表面波滤波器的幅度曲线更平滑，锯齿更少，杂散信号抑制效果更好，且本申请实施例所提供的声表面波滤波器的幅度更接近零，损耗更小，由此可见，本申请实施例所提供的声表面波滤波器的整体性能得到了显著的提升。
继续如图6所示，在图6中曲线G为声表面波滤波器的最低损耗参考标准线，曲线H为声表面波滤波器的最高损耗参考标准线，从图6中可以看出，在有效信号频率1800 GHz -1880 GHz范围内，未增加分布式电极的声表面波滤波器的损耗的最大值位于最高损耗参考标准线H以下，无法满足声表面波滤波器的最高损耗参考标准，而本申请实施例所提供的声表面波滤波器的损耗均位于最高损耗参考标准线H以上，且本申请实施例所提供的声表面波滤波器的损耗大部分位于最低损耗参考标准线G以上，即本申请实施例所提供的声表面波滤波器的损耗大部分可满足最低损耗参考标准，性能得到显著提高。
综上可知，本申请实施例所提供的声表面波滤波器包括至少一个声表面波谐振器，所述声表面波谐振器除包括叉指换能器外，还包括分布式电极，所述分布式电极包括沿所述第一方向排布的第一分布式电极和第二分布式电极，所述第一分布式电极包括沿第二方向排布的多个第一块状电极，所述第二分布式电极包括沿所述第二方向排布的多个第二块状电极，所述第一块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；所述第二块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内，以抑制所述声表面波谐振器的杂散信号，提高所述声表面波谐振器的性能，从而提高所述声表面波滤波器的性能。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书实施例的同样的附图标记标识同样的结构。另外，处于理解和易于描述，附图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。同时可以理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在其他元件上或者可以存在中间元件。另外，“在…上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。
术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种声表面波滤波器，其特征在于，包括：至少一个声表面波谐振器，所述声表面波谐振器包括：
衬底；
位于所述衬底第一侧的叉指换能器，所述叉指换能器包括多个叉指电极，所述多个叉指电极包括多个沿第一方向延伸的第一叉指电极以及多个沿所述第一方向延伸的第二叉指电极，所述第一叉指电极和所述第二叉指电极在第二方向上间隔排布，所述第一方向和所述第二方向平行于所述衬底所在平面，且所述第二方向与所述第一方向相交；
位于所述叉指换能器远离所述衬底一侧的分布式电极，所述分布式电极包括沿所述第一方向排布的第一分布式电极和第二分布式电极，所述第一分布式电极包括沿第二方向排布的多个第一块状电极，所述第二分布式电极包括沿所述第二方向排布的多个第二块状电极，所述第一块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第一块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；所述第二块状电极与所述叉指电极一一对应，所述第二块状电极在所述衬底所在平面的投影位于其对应的叉指电极在所述衬底所在平面的投影范围内；
位于所述叉指换能器与所述分布式电极之间的第一绝缘层；
在所述第一方向上，所述第一块状电极与其对应的所述叉指电极的端部之间的距离大于零，且所述第二块状电极与其对应的所述叉指电极的端部之间的距离大于零；在所述第二方向上，所述第一块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸；在所述第二方向上，所述第二块状电极的尺寸小于其对应的叉指电极的尺寸。
2.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述分布式电极包括层叠的钛电极/铜电极/钛电极。
3.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述叉指换能器包括层叠的钛电极/银电极/铜电极/钛电极。
4.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅层。
5.根据权利要求1所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述声表面波谐振器还包括覆盖于所述分布式电极表面的第二绝缘层。
6.根据权利要求5所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述第二绝缘层包括层叠的第一绝缘子层、第二绝缘子层和第三绝缘子层，其中，所述第一绝缘子层和所述第二绝缘子层材料不同，所述第一绝缘子层和所述第三绝缘子层材料相同。
7.根据权利要求6所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述第一绝缘子层为氮化硅层，所述第二绝缘子层为氧化硅层。
8.根据权利要求7所述的声表面波滤波器，其特征在于，所述叉指换能器还包括：在所述第一方向上位于所述多个叉指电极第一侧，且与所述第一叉指电极电连接的第一连接部；在所述第一方向上位于所述多个叉指电极第二侧，且与所述第二叉指电极电连接的第二连接部，所述第二侧和所述第一侧相对；
所述声表面波谐振器还包括：贯穿所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔曝露所述第一连接部至少部分区域，所述第二通孔曝露所述第二连接部至少部分区域；
位于所述第一通孔内，与所述第一连接部电连接的第一输入输出端；
位于所述第二通孔内，与所述第二连接部电连接的第二输入输出端。
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