[发明专利]声表面波器件

说明书

本发明公开了一种声表面波器件，包括依次叠置的压电薄膜层和衬底层，以及包括设在压电薄膜层的远离衬底层一侧的叉指换能器，压电薄膜层为铌酸锂薄膜；压电薄膜层利用水平剪切型声表面波，压电薄膜层的欧拉角为(0°，90±10°，90±10°)；或者，压电薄膜层利用高阶瑞利型声表面波，压电薄膜层的欧拉角为(50±5°，20±5°，0°)。本发明公开的声表面波器件能够激发兼具高声速、高机电耦合系数和导纳/阻抗比的声表面波，提高了声表面波器件的工作频率、带宽和品质因数，满足5G通信高频、大带宽的应用需求。

技术领域

本发明涉及声表面波技术领域，更具体地，涉及一种声表面波器件。

背景技术

声表面波是在一种沿着弹性固体的表面传播、且能量集中在表面附近的弹性波，目前被发现的声表面波模式主要包括瑞利波、西沙瓦波、乐甫波、漏纵波和水平剪切波等。通过改变声表面波的传递特性，声表面波器件能实现延时、滤波、传感等多种复杂信号处理功能。声表面波谐振器和滤波器作为核心元件被广泛用于移动通讯设备中。随着第五代移动通信技术(5G)时代的到来，通信频段数目显著增加(新增40余个频段)，5G通信对声表面波器件的性能提出了更高的要求和挑战，除了提高器件的品质因数，亟需更高的工作频率和更大带宽。目前，声表面波器件主要被用作3GHz以下的射频前端的滤波器和双工器，如何提高声表面波器件的工作频率和带宽是声表面波技术领域的迫切问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种高性能的声表面波器件，以激发兼具高声速、高机电耦合系数和导纳/阻抗比的声表面波模式，从而提高声表面波器件的工作频率、带宽和品质因数，满足5G通信高频、大带宽的应用需求。

本发明实施例的声表面波器件包括依次叠置的压电薄膜层和衬底层，以及包括设在所述压电薄膜层的远离所述衬底层一侧的叉指换能器，所述压电薄膜层为铌酸锂薄膜，所述压电薄膜层的欧拉角为(α，β，γ)；所述压电薄膜层利用水平剪切型声表面波，所述压电薄膜层的欧拉角为(0°，90±10°，90±10°)；或者，所述压电薄膜层利用高阶瑞利型声表面波，所述压电薄膜层的欧拉角为(50±5°，20±5°，0°)。在一些实施例中，所述压电薄膜层利用水平剪切型声表面波，所述压电薄膜层的欧拉角为(0°，90°，90°)；或者，所述压电薄膜层利用高阶瑞利型声表面波，所述压电薄膜层的欧拉角为(50°，20°，0°)。

在一些实施例中，声表面波器件还包括能量限制层，所述能量限制层位于所述压电薄膜层和所述衬底层之间，所述能量限制层的材料声速与所述压电薄膜层的材料声速不同。

在一些实施例中，所述能量限制层为高声速层，所述高声速层的材料声速高于所述压电薄膜层的材料声速。

在一些实施例中，所述高声速层为金刚石层、金属铂层或金属钼层。

在一些实施例中，所述能量限制层为低声速层，所述低声速层的材料声速低于所述压电薄膜层的材料声速。

在一些实施例中，所述低声速层为二氧化硅层、二氧化钛层或氟氧化硅层。

在一些实施例中，所述压电薄膜层利用水平剪切型声表面波，所述压电薄膜层的厚度为0.4λ-0.8λ，λ为声表面波的波长；或者，所述压电薄膜层利用高阶瑞利型声表面波，所述压电薄膜层的厚度为0.15λ-0.4λ，λ为声表面波的波长。

在一些实施例中，所述压电薄膜层利用水平剪切型声表面波，所述叉指换能器包括铝电极，所述铝电极的厚度为0.08±0.01λ或0.02±0.01λ，λ为声表面波的波长；或者，所述压电薄膜层利用高阶瑞利型声表面波，所述叉指换能器包括铝电极，所述铝电极的厚度为0.01±0.005λ，λ为声表面波的波长。

在一些实施例中，所述叉指换能器包括铝电极、钛电极、铬电极、铜电极、银电极中的至少一者。

附图说明