[发明专利]一种具有横模抑制功能的声表面波换能器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有横模抑制功能的声表面波换能器及其制备方法，涉及声表面波器件及其制造领域，该结构包括压电基板以及设置在其上的叉指换能器，叉指换能器包括相对交叉设置的第一叉指电极和第二叉指电极、第一汇流条和第二汇流条，根据叉指换能器的结构还将其划分为叉指区、第一单指区和第二单指区，在叉指区内的相邻叉指电极之间的叉指间隙内开设凹槽，凹槽位于叉指区分别和第一单指区、第二单指区的边缘交界处的叉指区内；通过开设凹槽使得声表面波换能器的叉指区边缘的声速低于叉指区中心的声速，第一单指区和第二单指区的声速高于叉指区中心的声速，从而能够有效抑制声波的横波模式，抑制杂波响应，因此声表面波换能器的性能大幅提高。

技术领域

本发明涉及声表面波器件及其制造领域，特别是涉及一种用于无线通信设备的信号处理时所需的声表面波谐振器或滤波器，具体为一种具有横模抑制功能的声表面波换能器及其制备方法。

背景技术

声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)技术是集声学、电子学、压电材料和半导体平面工艺相结合的一门射频电子学科。由于SAW换能器工作在射频频段，因此SAW换能器具有电－声转换损耗低、设计灵活而且制作容易的独特优势，因而得到广泛应用，是各种SAW器件的重要组成部分。

随着应用范围的不断扩大和通讯技术的飞速发展，SAW器件使用的频率越来越高，同时人们对于高性能的SAW器件也越来越渴望。鉴于电声换能器是SAW器件的主要组成部分，经过优化设计的电声换能器对于获得高性能的SAW器件来说尤为重要。但是，目前采用传统设计的电声换能器具有带内波动大、插入损耗大、矩形系数差、品质因数低、杂波干扰严重等缺点。SAW换能器的其中一个问题就是在主模激发的同时，还会产生不必要的横模，这些横模会产生杂散响应，会增加SAW器件的插入损耗，并会引起通带内波动，影响SAW器件的性能。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有横模抑制功能的声表面波换能器及其制备方法，利用凹槽结构来实现横模抑制，减小插入损耗并提升声表面波换能器的性能。本发明的技术方案如下：

一种具有横模抑制功能的声表面波换能器，包括压电基板以及设置在压电基板上的叉指换能器，叉指换能器包括相对交叉设置的第一叉指电极和第二叉指电极、以及与第一叉指电极的梳柄部分相连的第一汇流条和与第二叉指电极的梳柄部分相连的第二汇流条，每个叉指电极分别置于另一个叉指电极的相邻两个电极指之间且互不接触；

第一叉指电极的末端边缘与第二叉指电极的末端边缘之间形成叉指区，第一叉指电极的末端边缘与第二叉指电极的梳柄边缘之间形成第一单指区，第二叉指电极的末端边缘与第一叉指电极的梳柄边缘之间形成第二单指区；

压电基板上在叉指区内的相邻叉指电极之间的叉指间隙内还开设有凹槽，凹槽分别位于叉指区和第一单指区的边缘交界处的叉指区内以及叉指区和第二单指区的边缘交界处的叉指区内。

其进一步的技术方案为，凹槽的深度为叉指换能器的叉指电极的周期长度的12％以内，凹槽的长度为垂直声波传播方向且长度为叉指换能器的叉指电极的周期长度的10％-150％，凹槽的宽度为声波传播方向且宽度为叉指区内的叉指间隙宽度的50％-100％。

其进一步的技术方案为，叉指区内的叉指电极的叉指宽度与叉指间隙的宽度比例为1:4-4:1，叉指区内的叉指电极的金属化比率为0.2-0.8，叉指区内的叉指电极的厚度为叉指换能器的叉指电极的周期长度的3-25％。

其进一步的技术方案为，叉指换能器的叉指电极的材料包括Ti、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Pt、Au、Mo中的至少一种。

其进一步的技术方案为，压电基板的材料为石英、铌酸锂、钽酸锂、氮化铝或氧化锌。

一种具有横模抑制功能的声表面波换能器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、获取压电基板并清洗表面；