[发明专利]一种声表面波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种声表面波谐振器，其特征在于，所述声表面波谐振器包括：

衬底结构；

压电薄膜，形成于所述衬底结构上表面；

叉指电极，嵌埋于所述压电薄膜中；

所述压电薄膜的厚度大于所述叉指电极的厚度，且所述压电薄膜的电极嵌入面与所述衬底结构接触；其中，

所述叉指电极的下表面与所述压电薄膜的下表面齐平；或者，所述叉指电极的下表面高于所述压电薄膜的下表面，此时，所述声表面波谐振器还包括：空气隙，形成于所述压电薄膜中，且形成于所述叉指电极的下表面与所述衬底结构的上表面之间。

2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述压电薄膜的厚度为100nm-30μm，所述叉指电极的厚度为所述声表面波谐振器波长的0.01-0.5倍，在所述声表面波谐振器包括空气隙时，所述空气隙的高度为所述压电薄膜厚度的0.01-0.99倍。

3.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述压电薄膜中激发的弹性波模式包括：剪切波模式、板波模式、瑞利波模式中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述压电薄膜的材料包括：铌酸锂、铌酸钾、钽酸锂、氮化铝、石英、氧化锌中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述衬底结构包括：一支撑衬底；或者，所述衬底结构包括：一支撑衬底及形成于所述支撑衬底上表面的至少一层衬底材料层；其中，所述衬底结构的等效声速大于所述压电薄膜中激发的弹性波模式的声速，所述衬底结构的等效热导率大于所述压电薄膜的热导率。

6.根据权利要求5所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述支撑衬底的材料包括：硅、氧化硅、碳化硅、蓝宝石、金刚石、砷化镓、石英、铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、氮化镓、氧化镓、氧化锌中的至少一种，在所述衬底结构包括衬底材料层时，所述衬底材料层的材料包括：硅、氧化硅、碳化硅、蓝宝石、金刚石、砷化镓、石英、铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、氮化镓、氧化镓、氧化锌、苯并环丁烯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯中的至少一种。

7.一种声表面波谐振器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供一压电单晶，于所述压电单晶下表面形成凹至所述压电单晶中的嵌埋槽，并于所述嵌埋槽中形成叉指电极；其中，所述嵌埋槽的深度不小于所述叉指电极的厚度；

提供一衬底结构，将所述压电单晶的下表面与所述衬底结构的上表面键合，并对所述压电单晶的上表面进行减薄处理以得到压电薄膜。

8.根据权利要求7所述的声表面波谐振器的制备方法，其特征在于，对所述压电单晶的上表面进行减薄处理的方法包括：对所述压电单晶的上表面依次进行研磨、抛光、刻蚀处理，以减薄所述压电单晶。

9.根据权利要求7所述的声表面波谐振器的制备方法，其特征在于，形成所述嵌埋槽之前，所述方法还包括：对所述压电单晶下表面进行预设深度的离子注入的步骤；此时，对所述压电单晶的上表面进行减薄处理的方法包括：对所述压电单晶进行热处理或湿法腐蚀，去除所述压电单晶中未进行离子注入的部分，以减薄所述压电单晶。

10.根据权利要求7所述的声表面波谐振器的制备方法，其特征在于，所述衬底结构包括：一支撑衬底；或者，所述衬底结构包括：一支撑衬底及形成于所述支撑衬底上表面的至少一层衬底材料层；其中，所述衬底结构的等效声速大于所述压电薄膜中激发的弹性波模式的声速，所述衬底结构的等效热导率大于所述压电薄膜的热导率。

11.根据权利要求7所述的声表面波谐振器的制备方法，其特征在于，采用离子束剥离工艺、键合工艺、沉积工艺或外延工艺形成所述压电单晶，采用低能离子辐照工艺、ICP刻蚀工艺或RIE刻蚀工艺形成所述嵌埋槽，采用直接键合工艺或介质键合工艺将所述压电单晶的下表面与所述衬底结构的上表面键合。