CN210157156U - 一种体声波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种体声波谐振器。该体声波谐振器包括：第一电极、压电层以及第二电极，所述压电层设置于所述第一电极和所述第二电极之间；所述压电层设置有至少一个开缝，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述开缝至少贯穿所述压电层。本实用新型实施例的方案减少了横向驻波的产生，从而降低了噪声，提升了体声波谐振器的性能。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及谐振技术，尤其涉及一种体声波谐振器。
背景技术
薄膜腔声谐振(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)滤波器是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)产品中市场最大的一类产品，广泛应用于手机等射频数据通讯产品中，特别是5G通讯产品中。用于射频FBAR滤波器的理想体声波谐振器是由上电极、压电层和下电极组成的声学堆，该谐振器具有小尺寸、性能好、适用于集成电路晶圆大批量生产等优点。
体声波谐振器激发厚度方向的纵向模，该纵向模态是决定谐振器频率、品质因素等主要参数。然而现有的体声波谐振器在工作过程中还会产生横向模，形成噪声，影响体声波谐振器的性能。因此减少噪声成为目前体声波谐振器领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种体声波谐振器，以减少横向驻波的产生，从而降低噪声，提升体声波谐振器的性能。
本实用新型实施例提供了一种体声波谐振器，包括：
第一电极、压电层以及第二电极，所述压电层设置于所述第一电极和所述第二电极之间；
所述压电层设置有至少一个开缝，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述开缝至少贯穿所述压电层。
可选的，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述开缝贯穿所述第一电极和所述第二电极。
可选的，所述开缝在所述第一电极上的垂直投影与所述压电层在所述第一电极上的垂直投影的任意边均不平行。
可选的，所述开缝在所述第一电极上的垂直投影的形状包括矩形、椭圆形或梯形。
可选的，所述开缝在所述第一电极的垂直投影的宽度的取值范围为5微米-15微米。
可选的，所述压电层设置有至少两个开缝。可选的，所述至少两个开缝互相不平行。
可选的，所述至少两个开缝不对称。
可选的，所述谐振器在所述第一电极的垂直投影的形状为圆形、正方形或长方形。
本实用新型实施例通过在压电层设置至少一个开缝，且沿第一电极指向第二电极的方向，开缝至少贯穿压电层，开缝可以对横向声波起到一定的反射作用，可以减小横向驻波的产生，从而降低噪声，提升体声波谐振器的性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的俯视示意图；
图2是图1中体声波谐振器沿剖面线AA的剖面示意图；
图3是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的剖面示意图；
图4是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的俯视示意图；
图5是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的俯视示意图；
图6是本实用新型实施例提供的一种谐振器的谐振特性的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
本实施例提供了一种体声波谐振器，图1是本实用新型实施例提供的一种体声波谐振器的俯视示意图，图2是图1中体声波谐振器沿剖面线AA的剖面示意图，参考图1和图2，该体声波谐振器包括：
第一电极10、压电层20以及第二电极30，压电层20设置于第一电极10和第二电极30之间；
压电层20设置有至少一个开缝21，沿第一电极10指向第二电极30的方向，开缝21至少贯穿压电层20。
其中，第一电极10指向第二电极30的方向即压电层20的厚度方向。第一电极10和第二电极30为导电层，压电层20采用压电材料。当第一电极10和第二电极30上施加具有一定频率的交流信号时，压电层20发生形变，产生纵向(厚度方向)的声波信号，即需要的信号。然而压电层20在产生纵向声波信号的同时，还会产生横向声波信号，影响谐振器的性能。本实施例通过在压电层20设置至少一个开缝21，且沿第一电极10指向第二电极30的方向，开缝21至少贯穿压电层20，开缝21可以对横向声波信号起到一定的反射作用，可以减小横向驻波的产生，从而降低噪声，提升体声波谐振器的性能。
图3是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的剖面示意图，可选的，参考图3，沿第一电极10指向第二电极30的方向，开缝21贯穿第一电极10和第二电极30。
这样设置，在开缝21所在位置沿谐振器的厚度方向(压电层20的厚度方向)可以最大限度的对横向波进行反射，进一步减少横向驻波的形成，降低噪声。
可选的，开缝21在第一电极10上的垂直投影与压电层20在第一电极10上的垂直投影的任意边均不平行。
具体的，开缝21在第一电极10上的垂直投影与压电层20在第一电极10上的垂直投影的任意边均不平行，即开缝21与压电层20的任意侧表面均不平行。
当开缝21在第一电极10上的垂直投影与压电层20在第一电极10上的垂直投影的某一边平行时，可能会出现横向波在该边与开缝21之间相互反射形成驻波的情况。通过设置开缝21与压电层20在第一电极10上的垂直投影的任意边均不平行，使得开缝21与压电层20的侧表面呈设定角度交叉排列，横向波在开缝21与压电层20的侧表面之间反射，且开缝21与压电层20的侧表面对波的反射方向不平行，可进一步减少横向驻波的形成，进一步降低噪声，提升谐振器的性能。
图4是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的俯视示意图，可选的，参考图1和图4，开缝21在第一电极上的垂直投影的形状包括矩形、椭圆形或梯形。
具体的，由于矩形或椭圆形的缝隙工艺上较易制作，通过设置开缝21在第一电极上的垂直投影的形状为矩形、椭圆形或梯形，在保证降低噪声，提升谐振器的性能的同时，降低了工艺难度。
需要说明的是，开缝21在第一电极上的垂直投影的形状并不限于矩形、椭圆形和梯形，还可以为其他图形。
可选的，开缝21在第一电极10的垂直投影的宽度的取值范围为5微米-15微米。
具体的，开缝21的宽度即开缝21的短边的尺寸，当宽度较小时，开缝21的加工难度较大，当宽度较大时，使得开缝21占用的面积过大，容易影响体声波谐振器的结构强度。通过设置开缝21在第一电极10的垂直投影的宽度的取值范围为5微米-15微米，在降低工艺难度的同时，保证了体声波谐振器具有较高的结构强度，避免由于外力冲击造成谐振器出现裂缝等。
可选的，压电层20设置有至少两个开缝21。
具体的，通过设置多个开缝21，横向波在多个开缝21与体声波谐振器的各侧边之间相互反射，可进一步减少驻波的形成。
图5是本实用新型实施例提供的另一种体声波谐振器的俯视示意图，参考图1-5，至少两个开缝21的尺寸可以相同也可以不同，本实施例并不做具体限定，开缝21的具体尺寸可以根据谐振器的形状以及尺寸等确定，只要能够保证较大程度的降低噪声即可，本实施例并不做具体限定。
可选的，至少两个开缝21互相不平行。
具体的，由于开缝21在第一电极的垂直投影与压电层在第一电极的垂直投影的各边均不平行，且至少两个开缝21互相不平行，则各个开缝21均不与压电层的侧表面平行，各个开缝21均不与谐振器的侧表面平行，进一步保证横向波在开缝21与体声波谐振器的各侧表面之间相互反射的方向不同，不易形成驻波，从而进一步降低噪声，提升谐振器的性能。
可选的，至少两个开缝21不对称。
这样设置使得各个开缝21的排布方式更加杂乱，进一步保证横向波在开缝21与谐振器的侧表面之间传播时传播方向各异，进一步减少驻波的形成，进一步降低噪声。
可选的，谐振器在第一电极的垂直投影的形状为正方形或长方形。
具体的，本实施例的方案通过在压电层设置开缝，可有效避免横向驻波的形成，使得谐振器可以采用正方形或长方形等规则形状，由于规则形状的谐振器其制作工艺简单，且谐振器的结构强度较好，因此本实施例的方案降低了谐振器的制作工艺难度，提升了谐振器的结构强度。
图6是本实用新型实施例提供的一种谐振器的谐振特性的曲线图，图6示出了对图5所示结构的谐振特性的仿真分析图，参考图6，当采用图5所示的结构时，可明显减少噪声。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：
第一电极、压电层以及第二电极，所述压电层设置于所述第一电极和所述第二电极之间；
所述压电层设置有至少一个开缝，沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述开缝至少贯穿所述压电层。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于：
沿所述第一电极指向所述第二电极的方向，所述开缝贯穿所述第一电极和所述第二电极。
3.根据权利要求1或2所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述开缝在所述第一电极上的垂直投影与所述压电层在所述第一电极上的垂直投影的任意边均不平行。
4.根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述开缝在所述第一电极上的垂直投影的形状包括矩形、椭圆形或梯形。
5.根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述开缝在所述第一电极的垂直投影的宽度的取值范围为5微米-15微米。
6.根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述压电层设置有至少两个开缝。
7.根据权利要求6所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述至少两个开缝互相不平行。
8.根据权利要求6所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述至少两个开缝不对称。
9.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于：
所述谐振器在所述第一电极的垂直投影的形状为圆形、正方形或长方形。
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2019
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