[发明专利]一种二维兰姆波谐振器

说明书

本发明属于谐振器技术领域，公开了一种二维兰姆波谐振器，压电层的上下两面布置第一电极阵列、第二电极阵列，第一电极阵列、第二电极阵列分别包括沿第一方向、第二方向排列的多条正电极列、第一负电极列，且正电极列和负电极列交替排布；正电极列包括多个正电极，相邻的两个正电极通过电桥连接，负电极列包括多个负电极，相邻的两个负电极通过电桥连接；第一方向和第二方向互相垂直；第一电极阵列中的任意一个正电极向第二电极阵列的正投影覆盖其中一个负电极，第一电极阵列中的任意一个负电极向第二电极阵列的正投影覆盖其中一个正电极。本发明提供的二维兰姆波谐振器可以提高谐振器机电耦合系数、减少寄生模式。

技术领域

本发明涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种二维兰姆波谐振器。

背景技术

射频滤波器是通信领域的关键一环，滤波器是由谐振器搭建而成，因此，谐振器性能的好坏直接影响着通信质量。当前市场上，声表面波谐振器(SAW Resonator)和体声波谐振器(BAW Resonator)凭借各自优良的性能占据了主流射频领域，是目前应用最广泛，技术最成熟的器件。然而，这两种滤波器都有各自的缺陷。体声波谐振器的工作频率由电极和压电材料的厚度决定，在同一片晶圆上无法实现调频；声表面波谐振器的频率由叉指电极的间距决定，虽然可以实现调频，但由于光刻极限的存在和压电材料中声速低的原因，声表面波谐振器无法实现高频。兰姆波谐振器弥补了两者的缺陷，不仅能够实现高频传输信号，还可以实现同一晶圆上的调频，而且其体积小，可以与IC 工艺兼容的优势等，使其成为射频领域新一轮的研究热点。

传统的兰姆波谐振器结构是一种三明治结构，如图1所示。在压电材料的上下表面布置交替施加相反激励电压的叉指电极。如图1所示建立笛卡尔坐标系，电极宽度方向为x轴，电极长度方向为y轴，电极厚度方向为z轴。分别由带正电和带负电的叉指电极激发相反的交流电压，在压电材料中产生形变，进而产生沿x轴传播的兰姆波。波在遇到边界后发生反射，形成驻波，引发谐振。此结构谐振器产生的兰姆波只沿着一个方向传播，故定义为一维兰姆波谐振器。

兰姆波谐振器虽然有诸多优势，也有许多尚未解决的缺陷。其中，机电耦合系数和品质因子(Q-Factor)较低是兰姆波谐振器商业化的最大阻碍之一。此外，兰姆波谐振器的寄生模式也严重影响器件的性能，具体表现在阻抗曲线的谐振峰周围产生很多波纹，进而影响信号传输的品质。

针对上述问题，天津大学的专利(CN 105337586 A)公开了一种可以显著消除兰姆波谐振器寄生模式的结构，然而其仍然是一维模式的兰姆波谐振器，并且对于谐振器的机电耦合系数和品质因子没有显著改善。当前研究领域内也只是对于一维兰姆波谐振器的性质展开研究，对于如何利用其他方向传播的兰姆波的耦合效应没有解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种可以提高谐振器机电耦合系数、减少寄生模式的二维兰姆波谐振器结构。

本申请实施例提供一种二维兰姆波谐振器，包括：第一电极阵列、第二电极阵列；所述第一电极阵列、所述第二电极阵列分别布置于压电层的上下两面；

所述第一电极阵列包括沿第一方向排列的多条第一正电极列、多条第一负电极列，所述第一正电极列和所述第一负电极列交替排布；所述第一正电极列包括多个第一正电极，相邻的两个所述第一正电极通过电桥连接；所述第一负电极列包括多个第一负电极，相邻的两个所述第一负电极通过电桥连接；

所述第二电极阵列包括沿第二方向排列的多条第二正电极列、多条第二负电极列，所述第二正电极列和所述第二负电极列交替排布；所述第二正电极列包括多个第二正电极，相邻的两个所述第二正电极通过电桥连接；所述第二负电极列包括多个第二负电极，相邻的两个所述第二负电极通过电桥连接；

所述第一方向和所述第二方向互相垂直；所述第一电极阵列中的任意一个所述第一正电极向所述第二电极阵列的正投影覆盖其中一个所述第二负电极，所述第一电极阵列中的任意一个所述第一负电极向所述第二电极阵列的正投影覆盖其中一个所述第二正电极。