CN221042813U - 一种具有横模抑制的声表面波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有横模抑制的声表面波装置，包括压电基板、叉指换能器和反射栅，叉指换能器包括第一汇流条、第二汇流条、第一叉指电极和第二叉指电极；压电基板的一侧设置有第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块，叉指换能器设置于压电基板上，并且第一端部横模抑制块与第一叉指电极的端部一一对应并位于第一叉指电极端部的下方，所述第二端部横模抑制块与第二叉指电极的端部一一对应且位于第二叉指电极的端部的下方。该声表面波滤波器结构不但能够有效的抑制横模，而且可以方便成型。
Description
技术领域
本实用新型涉及声表面波滤波器技术领域，尤其涉及一种具有横模抑制的声表面波装置。
背景技术
随着移动通信技术的块速发展，声表面波装置(Surface Acoustic Wave,SAW)由于其尺寸小，性能好等特点，在射频前端中占有越来越重要的地位。声表面波装置主要可以谐振器或者声表面波滤波器，其主要结构包括压电基板、叉指换能器和反射栅，在当前主流的薄膜结构声表面波滤波器和温补覆盖层声表面波滤波器等层叠声表面波装置中，常规的叉指电极不可避免会激励产生高阶的横向模式杂波，从导纳曲线看，即在谐振频率高频方向出现很多尖刺，导致谐振器或者滤波器的平坦度恶化。
而目前的横模抑制手段是改变叉指电极的声速，从而抑制横向杂波，例如发明专利公布号CN116683885A公开了一种具有活塞模式的声表面波装置，该发明申请文件中公开了在电极指的端部设置了电极指增重部，从而改变声速以达到横模抑制的作用。然而对于一些高频滤波器，周期很小，叉指指条和间隙也相应很窄，而由于增加了电极指增重部，使得精度的要求非常高，这对成型的工艺要求非常苛刻，对光刻机的分辨率要求也非常高，而一旦工艺精度不满足，就容易造成增重部的偏差，影响产品性能，甚至造成短路的情况。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种具有横模抑制的声表面波装置，该声表面波滤波器结构不但能够有效的抑制横模，而且可以方便成型。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有横模抑制的声表面波装置，包括压电基板、叉指换能器和反射栅，所述叉指换能器包括第一汇流条和第二汇流条；第一汇流条和第二汇流条之间交替间隔设置有多个第一叉指电极和多个第二叉指电极；所述第一叉指电极自第一汇流条引出并向第二汇流条延伸，所述第二叉指电极自第二汇流条引出并向第一汇流条延伸，所述压电基板的一侧设置有若干个离散的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块，所述叉指换能器设置于压电基板上，并且第一端部横模抑制块与第一叉指电极的端部一一对应并位于第一叉指电极端部的下方，所述第二端部横模抑制块与第二叉指电极的端部一一对应且位于第二叉指电极的端部的下方。
作为一种优选的方案，各端部横模抑制块的纵向长度从叉指换能器的纵向一侧向另一侧逐渐缩短或逐渐变长。
作为一种优选的方案，所述端部横模抑制块的纵向长度为0.1-0.4倍波长。
作为一种优选的方案，所述第一端部横模抑制块的横向端面与第一叉指电极的指端面平齐，所述第二端部横模抑制块的横向端面与第二叉指电极的指端面平齐。
作为一种优选的方案，所述压电基板的一侧还设置有若干个中间横模抑制块，所述中间横模抑制块与第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的厚度相同且处在同一层，若干个所述中间横模抑制块与第一叉指电极和第二叉指电极的中间段一一对应。
作为一种优选的方案，所有的中间横模抑制块与第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块共同形成了至少两条直线排列的离散排列块组。
作为一种优选的方案，同一根第一叉指电极上的第一端部横模抑制块和中间横模抑制块的形状和尺寸相同，同一根第二叉指电极上的第二端部横模抑制块和中间横模抑制块的形状和尺寸相同。
作为一种优选的方案，所述压电基板上设置有若干个凹坑，所述第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一一对应设置于凹坑内。
作为一种优选的方案，所述凹坑内的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的表面与压电基板平齐。
作为一种优选的方案，所述反射栅上也设置有所述的中间横模抑制块，所述反射栅上的中间横模抑制块与叉指换能器上对应的中间横模抑制块、第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一起成直线排列。
采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：由于所述压电基板的一侧设置有若干个离散的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块，所述叉指换能器设置于压电基板上，并且第一端部横模抑制块与第一叉指电极的端部一一对应并位于第一叉指电极端部的下方，所述第二端部横模抑制块与第二叉指电极的端部一一对应且位于第二叉指电极的端部的下方，因此，该第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块可以改变滤波器的声场，有效的抑制横模，而更重要的是，本实用新型中的滤波器可以先在晶圆(压电基板上成型离散的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块)，而初始晶圆表面平整和均匀，因此能够实现更高的光刻分辨率，而之后的反射栅和叉指换能器就可以正常的通过套刻工艺制作，并且第一叉指电极和第二叉指电极之间的指间间距就不会变小，成型难度也就更低。
又由于各端部横模抑制块的纵向长度从叉指换能器的纵向一侧向另一侧逐渐缩短或逐渐变长，因此，各端部横模抑制块的纵向长度会发生有规律的渐变，这样横向杂波在进行横向传递同时，端部横模抑制块不但可以减低横向杂波声速，抑制横模，并且横向杂波的能量也可以在各不同尺寸的端部横模抑制块之间传导，最终传导出叉指换能器，这样横模抑制的效果更好。
又由于所述压电基板的一侧还设置有若干个中间横模抑制块，所述中间横模抑制块与第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的厚度相同且处在同一层，若干个所述中间横模抑制块与第一叉指电极和第二叉指电极的中间段一一对应。采用该中间横模抑制块能够进一步改变声场结构，更有利于抑制横模。
又由于所述压电基板上设置有若干个凹坑，所述第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一一对应设置于凹坑内。所述凹坑内的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的表面与压电基板平齐，这样，压电基板的整体表面依旧是平整状态，叉指换能器和反射栅的成型难度更低。
又由于所述反射栅上也设置有所述的中间横模抑制块，所述反射栅上的中间横模抑制块与叉指换能器上对应的中间横模抑制块、第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一起成直线排列，这样可以更方便将横向杂波的能量传导到反射栅的外部。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例一的结构剖视图；
图2是图1在A-A处的剖视图；
图3是本实用新型实施例二的结构示意图；
图4是图3在B-B处的剖视图；
图5是本实用新型实施例三的结构剖视图；
图6是本实用新型实施例四的结构示意图；
图7是实施例一与背景技术之间的滤波器导纳曲线对比图；
图8是实施例一与背景技术的滤波器之间的电导曲线图；
图9是实施例一与无横模抑制的滤波器的导纳曲线对比图；
图10是实施例一与无横模抑制的滤波器的电导曲线对比图；
附图中：1、叉指换能器；11、第一汇流条；12、第二汇流条；13、第一叉指电极；14、第二叉指电极；15、第一假指；16、第二假指；2、反射栅；3、第一端部横模抑制块；4、第二端部横模抑制块；5、中间横模抑制块；6、压电基板；7、钝化层。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例一
如图1和图2所示，一种具有横模抑制的声表面波装置，声表面波装置可以为目前的声表面波谐振器或者声表面波滤波器，而这些器件一般都包括压电基板6、叉指换能器1和反射栅2，所述叉指换能器1包括第一汇流条11和第二汇流条12；第一汇流条11和第二汇流条12之间交替间隔设置有多个第一叉指电极13和多个第二叉指电极14；所述第一叉指电极13自第一汇流条11引出并向第二汇流条12延伸，所述第二叉指电极14自第二汇流条12引出并向第一汇流条11延伸，所述压电基板6的一侧设置有若干个离散的第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4，所述叉指换能器1设置于压电基板6上，并且第一端部横模抑制块3与第一叉指电极13的端部一一对应并位于第一叉指电极13端部的下方，所述第二端部横模抑制块4与第二叉指电极14的端部一一对应且位于第二叉指电极14的端部的下方。
一般而言，本领域技术人员定义第一汇流条11和第二汇流条12延伸的方向为纵向，该纵向也是第一叉指电极13、第二叉指电极14排列的方向，也是叉指换能器1的声传播方向，而第一叉指电极13延伸的方向则为横向。而声表面波装置的横模，即与叉指换能器1的声传播方向垂直的震动模态，是一种需要被抑制的震动模态，因为横模会造成声波传递的不连续,并引入杂散波,使得滤波器通带的抖动变大，影响最终滤波器的性能。
本实施例中，第一叉指电极13和第二叉指电极14为金属材料，例如。叉指换能器1的材料包括金属或金属合金，例如包括金、银、钨、钛、铂、铝、铜、钼、或者各成分的组合。
如图1所示，本实施例中的第一叉指电极13和第二叉指电极14均为真指，本实施例中叉指换能器1还包括第一假指15和第二假指16，第一假指15和第一叉指电极13相互交错且等间距设置，第二叉指电极14和第二假指16相互交错且等间距设置，第一假指15与第二叉指电极14位置对应，第二假指16与第一叉指电极13位置对应。当然，叉指换能器1也可以不包含假指。
如图1所示，各端部横模抑制块的纵向长度从叉指换能器1的纵向一侧向另一侧逐渐缩短或逐渐变长。当然，各端部横模抑制块的纵向长度也可以都相同，而所述端部横模抑制块的纵向长度为0.1-0.4倍波长。所述端部横模抑制块的横向长度优选为0.2-3倍叉指波长。而其中，所述第一端部横模抑制块3的横向端面与第一叉指电极13的指端面平齐，所述第二端部横模抑制块4的横向端面与第二叉指电极14的指端面平齐。
再如图1所示，所述压电基板6的一侧还设置有若干个中间横模抑制块5，所述中间横模抑制块5与第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4的厚度相同且处在同一层，若干个所述中间横模抑制块5与第一叉指电极13和第二叉指电极14的中间段一一对应。所有的中间横模抑制块5与第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4共同形成了至少两条直线排列的离散排列块组。同一根第一叉指电极13上的第一端部横模抑制块3和中间横模抑制块5的形状和尺寸相同，同一根第二叉指电极14上的第二端部横模抑制块4和中间横模抑制块5的形状和尺寸相同。当然，具体的形状和尺寸可以根据实际声表面波装置的实际性能进行优化，例如形状可以为矩形或者其他多边形。而本实施例中，所述反射栅2上也设置有所述的中间横模抑制块5，所述反射栅2上的中间横模抑制块5与叉指换能器1上对应的中间横模抑制块5、第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4一起成直线排列。
本实施例中，由于第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4是先直接在压电基板6上成型，也就是在晶圆上成型，晶圆上表面平整，这些尺寸小的第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4可以更好的成型，能够实现更高的光刻分辨率。而在成型叉指换能器1和反射栅2时，由于只需要保证第一叉指电极13、第二叉指电极14位于第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4的上方即可，即使第一叉指电极13、第二叉指电极14不是在第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4的正上方，也不影响声表面波装置的性能和横模抑制效果，因此，成型工艺难度进一步降低。
如图2所示，图中的压电基板6可包括压电晶体、压电陶瓷等合适的压电材料。例如压电基板6的材料可为氮化铝(AlN)、经掺杂的氮化铝、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂、(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、其类似物或其组合。而压电基板6可为单层结构或多层结构，图2中采用的就是多层结构的POI基底。而在叉指换能器1和反射栅2的上方还设置了钝化层7或者温度补偿层，温度补偿层可以优选二氧化硅。该温度补偿层或钝化层7也可以通过PVD、PECVD、ALD等方式沉积，其层数可以为一层或者多层，介质材料通常是二氧化硅，氮化硅或者其他类似特性的非金属介质，厚度为0.001-1倍叉指波长。
如图7和图8所示，图7和图8中的导纳曲线和电导曲线是本实施例与背景技术中均带有横模抑制效果的滤波器的对比图，从图中可以发现，两者的导纳曲线和电导曲线都非常的平滑，毛刺少，但是基本实施例的方案成型工艺难度要求更低。
如图9和图10所示，图9和图10中的导纳曲线和电导曲线是本实施例与不带有横模抑制结构的滤波器的对比图，从图中可以发现，本实施例中的曲线平滑，而不带横模抑制结构的滤波器毛刺多，因此本实施例中的声表面波装置具有良好的横模抑制效果。
实施例二
如图3和图4所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，只是本实施例中的中间横模抑制块5的数量比实施例1的数量多，从而第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4排列出了三条离散排列块组。
实施例三
如图5所示，本实施例的方案与实施例4的方案基本相同，只是所述压电基板6上设置有若干个凹坑，所述第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4一一对应设置于凹坑内。优选的，所述凹坑内的第一端部横模抑制块3和第二端部横模抑制块4的表面与压电基板6平齐。当然，当包含中间横模抑制块5时，中间横模抑制块5也处于对应的凹坑内，从图中可以发现，当各横模抑制块处于凹坑内以后，整个压电基板6的表面平整，这样更好的方便叉指换能器1和反射栅2的成型。
实施例四
如图6所示，本实施例的结构与实施例1相同，只是本实施例中的第一端部横模抑制块3、中间横模抑制块5和第二端部横模抑制块4排列出了六条离散排列块组，并且每三条离散排列块为一组靠近在第一叉指电极13和第二叉指电极14的端部。
以上所述实施例仅是对本实用新型的优选实施方式的描述，不作为对本实用新型范围的限定，在不脱离本实用新型设计精神的基础上，对本实用新型技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有横模抑制的声表面波装置，包括压电基板、叉指换能器和反射栅，所述叉指换能器包括第一汇流条和第二汇流条；第一汇流条和第二汇流条之间交替间隔设置有多个第一叉指电极和多个第二叉指电极；所述第一叉指电极自第一汇流条引出并向第二汇流条延伸，所述第二叉指电极自第二汇流条引出并向第一汇流条延伸，其特征在于：所述压电基板的一侧设置有若干个离散的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块，所述叉指换能器设置于压电基板上，并且第一端部横模抑制块与第一叉指电极的端部一一对应并位于第一叉指电极端部的下方，所述第二端部横模抑制块与第二叉指电极的端部一一对应且位于第二叉指电极的端部的下方。
2.如权利要求1所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：各端部横模抑制块的纵向长度从叉指换能器的纵向一侧向另一侧逐渐缩短或逐渐变长。
3.如权利要求2所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述端部横模抑制块的纵向长度为0.1-0.4倍波长。
4.如权利要求3所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述第一端部横模抑制块的横向端面与第一叉指电极的指端面平齐，所述第二端部横模抑制块的横向端面与第二叉指电极的指端面平齐。
5.如权利要求4所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述压电基板的一侧还设置有若干个中间横模抑制块，所述中间横模抑制块与第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的厚度相同且处在同一层，若干个所述中间横模抑制块与第一叉指电极和第二叉指电极的中间段一一对应。
6.如权利要求5所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所有的中间横模抑制块与第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块共同形成了至少两条直线排列的离散排列块组。
7.如权利要求6所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：同一根第一叉指电极上的第一端部横模抑制块和中间横模抑制块的形状和尺寸相同，同一根第二叉指电极上的第二端部横模抑制块和中间横模抑制块的形状和尺寸相同。
8.如权利要求1至7任一项所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述压电基板上设置有若干个凹坑，所述第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一一对应设置于凹坑内。
9.如权利要求8所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述凹坑内的第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块的表面与压电基板平齐。
10.如权利要求9所述的一种具有横模抑制的声表面波装置，其特征在于：所述反射栅上也设置有中间横模抑制块，所述反射栅上的中间横模抑制块与叉指换能器上对应的中间横模抑制块、第一端部横模抑制块和第二端部横模抑制块一起成直线排列。
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| GR01 | Patent grant |