[发明专利]一种固态反射型声表面波谐振器及其制备方法

说明书

本发明属于单晶薄膜器件的加工和声表面波器件领域，具体涉及一种固态反射型声表面波谐振器及其制备方法。本发明通过在反射层的至少一个低声阻抗反射层和高声阻抗反射层循环间设置至少一层多孔结构层，通过设置多孔结构层负荷电子，减小反射层间和流向基底的漏电流，并且能够起到对谐振能量有效反射的效果。最终通过反射层和其间的多孔结构层设计，本发明得到了强度高且性能优异的固态反射型声表面波谐振器；并且，制备的声表面波谐振器可以有效解决因为漏电流所导致的器件射频性能变差，难以实现宽带滤波的技术问题。

技术领域

本发明属于单晶薄膜器件的加工和声表面波器件领域，具体涉及一种固态反射型声表面波谐振器及其制备方法。

背景技术

声表面波谐振器以体积小，高品质因子(Q值)等优点，已广泛应用于无线通信领域。声表面波谐振器的基本工作原理是：发射换能器经逆压电效应将电信号转换为声表面波信号，声表面波信号沿压电薄膜表面传播到周期性反射栅，满足布拉格反射条件的特定波长的声表面波信号能够经反射栅反射回去，反射回去的声波信号与下一时间发射出的声波信号在谐振腔内叠加，形成稳定的驻波；接收换能器接收到这一特定波长的声表面波信号后经压电效应将其转变成电信号发出。

谐振频率与压电薄膜的厚度，以及各层薄膜的特性和厚度有关。要获得高Q值的谐振器，必须将谐振能量限制在压电层内。声表面波谐振器的能量都有向基底泄露的现象，向基底泄露的能量主要分为声波向基底泄露而导致的能量损耗和漏电流导致的能量损耗。对于声波向基底泄露而导致的能量损耗，现在一般采用反射层这种结构来抑制声波向基底泄露。而对于抑制漏电流的研究不多。声表面波谐振器的各层薄膜都不是完全绝缘的，在电极上施加电压后，都会产生有流向基底的漏电流。

发明内容

针对上述存在问题或不足，为解决现有固态反射型声表面波谐振器存在漏电流，导致谐振器的射频性能变差；对谐振频率影响大，难以达到宽频滤波的技术问题。本发明提供了一种固态反射型声表面波谐振器及其制备方法，通过在压电层下方制备的多层反射结构层间(即高声阻抗反射层和低声阻抗反射层之间)设置了多孔结构层，多孔结构层的设置主要为了负荷电子，减小反射层间和流向基底的漏电流，并且能够起到对谐振能量有效反射的效果。

一种固态反射型声表面波谐振器，从下至上依次包括：衬底、反射层、压电薄膜和上电极。

所述反射层是以一层低声阻抗反射层叠在一层高声阻抗反射层上为一个循环的n循环叠层结构，n取1-5，且至少一个循环中包含有一层多孔结构层。

进一步的，所述压电薄膜的材料为铌酸锂(LN)、钽酸锂(LT)或石英。

进一步的，所述多孔结构层的材料为多晶硅、非晶硅或多晶碳化硅。

进一步的，所述多孔结构层的单层厚度为50nm-1000nm，总厚度为100nm-5000nm。

上述固态反射型声表面波谐振器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、取经过离子注入的压电材料，并在压电材料的注入面下方生长反射层，然后将衬底与压电材料有反射层的一侧键合。

或者，在衬底上生长反射层，取经过离子注入的压电材料，将压电材料的注入面与衬底具有反射层的一侧键合；

或者，分别在离子注入的压电材料其注入面生长反射层，衬底生长反射层；然后将衬底生长反射层一侧与压电材料具有反射层的一侧键合；

所述反射层是以一层低声阻抗反射层叠在一层高声阻抗反射层上为一个循环的n循环叠层结构，n取1-5，且至少一个循环中包含有一层多孔结构层。

步骤2、将步骤1中得到的键合后的中间产物进行热处理，使压电材料的薄膜剥离，再在压电材料剥离后的一侧生长上电极，即得。