[发明专利]一种压电薄膜体声波谐振器

说明书

本发明属于体声波谐振器技术领域，针对压电薄膜体声波谐振器的杂散模态抑制问题，具体提出一种压电薄膜体声波谐振器。本发明通过在传统压电薄膜体声波谐振器的电极末端增加方形金属块，并在方形金属块上镀密度更大的金属构成多层金属块结构作为杂散抑制结构，有效抑制杂散模态的产生；并且多层金属块结构通过改变该区域内压电薄膜内部的声波传播速度，使得金属块所在区域与电极区域的压电薄膜具有不同的声波传播速度，形成声学反射区域，将电极末端区域泄露的能量反射回收，最大效率地激发主模能量，并减小损耗提升Q值；综上，本发明能够在不影响谐振器机电耦合系数的前提下有效抑制谐振器的杂散模态，提升谐振器的性能。

技术领域

本发明属于体声波谐振器技术领域，具体涉及一种压电薄膜体声波谐振器。

背景技术

随着5G技术的应用，高速大带宽成为5G通信网络信道的必需要求，因此5G通信对通信设备射频前端提出了更高的宽带要求，同时也要求射频前端元件在实现高宽带的前提下保持与现有技术持平甚至更高的性能，因此作为移动终端射频前端最为重要的部分之一，大带宽高性能的声学滤波器成为研究热点之一。

体声波谐振器利用电-声-电换能原理，结构尺寸十分小，通过声学滤波器的串并联可以实现具有低插损、高矩形系数的射频滤波器，因此广泛应用于移动终端射频电路中。作为构成滤波器的基础单元，谐振器的性能直接影响着滤波器性能，谐振器制造中的杂散谐振是不可避免会出现的问题，当谐振器存在通带内杂散时，会造成滤波器产生较大通带纹波以及降低插损等问题，严重影响到滤波器的性能，因此在设计谐振器时必须考虑其杂散抑制，但目前存在的一些杂散抑制方法是以牺牲一定的机电耦合系数来达到杂散抑制目的。

发明内容

本发明的目的在于针对压电薄膜体声波谐振器的杂散模态抑制问题，提出一种压电薄膜体声波谐振器，具有抑制杂散模态效果良好、对于机电耦合系数影响极小、并且提升谐振器的品质因素的优点。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种压电薄膜体声波谐振器，包括：硅基衬底100、压电薄膜200、输入电极301、输出电极302，其中，所述硅基衬底100通过刻蚀形成空腔结构，所述压电薄膜200设置于硅基衬底100的上表面，所述输入电极300与输出电极301构成叉指换能器、且设置于压电薄膜200上表面；其特征在于，所述压电薄膜体声波谐振器还包括：第一杂散抑制结构，所述叉指换能器的每一条指条电极的末端均设置有一个第一杂散抑制结构，所述第一杂散抑制结构为[电极层金属块400-(中间层金属块401-顶层金属块402)_n]多层结构，1n5

进一步的，所述叉指换能器的每一条指条电极的始端还设置有一个第二杂散抑制结构、且该第二杂散抑制结构与相邻指条电极上的第一杂散抑制结构位于同一直线上，所述第二杂散抑制结构与第一杂散抑制结构具有相同结构。

进一步的，所述杂散抑制结构中，所述电极层金属块、中间层金属块及顶层金属块的形状相同，所述电极层金属块、中间层金属块及顶层金属块的尺寸从下往上均相同、或者依次递减。

进一步的，所述顶层金属块的质量密度大于中间层金属块，所述中间层金属块的质量密度大于电极层金属块。

进一步的，所述压电薄膜200采用铌酸锂(LiNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)材料，其材料切型选择ZX-cut或128oYX-cut晶圆。

需要说明的是，所述[电极层金属块400-(中间层金属块401-顶层金属块402)_n]多层结构的杂散抑制结构中，电极层金属块400仅需在电极指条相应位置一定长度内增加电极指条宽度即可形成，材料及厚度与电极指条完全一致，在加工工艺的叉指换能器(输入电极300与输出电极301)制备步骤中一步完成。另外，所述顶层金属块、中间层金属块与电极层金属块相互之间保证附着较好，可使用金、铝、铜、银、钼、钨等金属。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：