[发明专利]体声波谐振器和滤波器

说明书

一种体声波谐振器和滤波器，涉及谐振器技术领域。该体声波谐振器包括具有空腔的衬底和依次设置于衬底上的底电极、压电层和顶电极；底电极、压电层和顶电极分别在衬底上的正投影的重合区域形成谐振区域；在谐振区域内，底电极和顶电极分别在衬底上的正投影的轮廓形状为由M条弧线首尾连接形成的封闭图形，且封闭图形为轴对称图形；其中，M为大于或等于2的整数，且弧线包括朝向谐振区域的中心凹设的内凹弧线和背向谐振区域的中心外凸的外凸弧线。该体声波谐振器能够减少声波简并，从而减少杂波谐振峰、减少伪模态，以获得较纯净的大机电耦合系数的主模。

技术领域

本公开涉及谐振器技术领域，具体而言，涉及一种体声波谐振器和滤波器。

背景技术

随着无线通讯技术的迅猛发展，无线信号变得越来越拥挤，对工作在射频区域的滤波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能、低成本等新的要求。体声波滤波器(BAW)由于采用体声波作为信号传输媒介，相对于其他滤波器其功率容量高，其具有工作频率高、Q值高、CMOS工艺兼容、低损耗、低温度系数等优势已逐渐成为射频滤波器研究的热点。

体声波谐振器的结构主体由电极-压电层-电极组成，即两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号，体声波谐振器能够利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振，并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。现有的体声波谐振器在压电层内传播时会引发上电极和下电极沿压电层的水平方向的变形和震荡，并向外传播、反射甚至引发二次声波或驻波，从而进一步影响体声波谐振器的品质因子。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体声波谐振器和滤波器，其能够减少声波简并，从而减少杂波谐振峰、减少伪模态，以获得较纯净的大机电耦合系数的主模。

本公开的实施例是这样实现的：

本公开的一方面，提供一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括具有空腔的衬底和依次设置于衬底上的底电极、压电层和顶电极；底电极、压电层和顶电极分别在衬底上的正投影的重合区域形成谐振区域；在谐振区域内，底电极和顶电极分别在衬底上的正投影的轮廓形状为由M条弧线首尾连接形成的封闭图形，且封闭图形为轴对称图形；其中，M为大于或等于2的整数，且弧线包括朝向谐振区域的中心凹设的内凹弧线和背向谐振区域的中心外凸的外凸弧线。该体声波谐振器能够减少声波简并，从而减少杂波谐振峰、减少伪模态，以获得较纯净的大机电耦合系数的主模。

可选地，内凹弧线和外凸弧线呈交替设置。

可选地，弧线包括依次首尾连接的第一弧线和第二弧线，第一弧线为外凸弧线，第二弧线为内凹弧线。

可选地，弧线包括依次首尾连接的第一弧线、第二弧线、第三弧线和第四弧线，第一弧线和第三弧线均为外凸弧线且相对第一方向呈对称设置，第二弧线和第四弧线均为内凹弧线且相对第二方向呈对称设置；其中，第一方向和第二方向垂直设置。

可选地，弧线包括依次首尾连接的第一弧线、第二弧线、第三弧线、第四弧线、第五弧线、第六弧线、第七弧线和第八弧线；第一弧线、第三弧线、第五弧线和第七弧线均为外凸弧线，第二弧线、第四弧线、第六弧线和第八弧线均为内凹弧线。

可选地，压电层的材料为氮化铝、铌酸锂、钽酸锂、锆钛酸铅以及掺钪氮化铝中的任意一种。

可选地，底电极的材料为钼、铝、铂、银、钨和金中的任意一种。

可选地，顶电极的材料为钼、铝、铂、银、钨和金中的任意一种。

可选地，在谐振区域内，压电层在衬底上的正投影的轮廓形状为由M条弧线首尾连接形成的封闭图形，且封闭图形为轴对称图形；其中，M为大于或等于2的整数，且弧线包括朝向谐振区域的中心凹设的内凹弧线和背向谐振区域的中心外凸的外凸弧线。

本公开的另一方面，提供一种滤波器，该滤波器包括上述的体声波谐振器。

本公开的有益效果包括：