[发明专利]一种体声波谐振器、滤波器、双工器及多工器的设计方法

权利要求书

1.一种设计方法，其中，该设计方法包括：

步骤S101，构建体声波谐振器的Mason模型；

其中，所述体声波谐振器包括叠层结构，该叠层结构至少包括顶电极、压电层以及底电极；

步骤S102，分别调整Mason模型中的参数来查看谐振器频率的变化情况；

步骤S103，舍弃与谐振频率无关的参数，建立并联谐振频率与纵波声速、材料密度之间的对应关系，形成新等效模型；

步骤S104，工程流片验证，在新等效模型中拟合修调纵波声速、材料密度参数；

步骤S105，将拟合修调后的纵波声速、材料密度带入初始Mason模型，根据步骤S104中工程流片后实测的谐振器参数来拟合修调其他设计参数；

步骤S106，拟合修调后，得到最终体声波谐振器的设计参数，利用该参数进行谐振器、滤波器、双工器或多工器的设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述Mason模型包括声学等效模型和电学等效电路；

所述声学等效模型至少包括级联的顶电极等效电路、压电层等效电路以及底电极等效电路；

所述电学等效电路包括静态电容、损耗电阻以及电学端口；

所述声学等效模型和所述电学等效电路通过浮空地和理想变压器进行耦合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，其中步骤S201中调整的参数包括：谐振器各叠层结构厚度、静态电容C₀、损耗电阻R_S、R₀、R_m、纵波声速、材料密度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S105中其他设计参数包括：静态电容C₀、损耗电阻R_S、R₀、R_m、有效机电耦合系数kt²。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，并联谐振频率为：

其中，n＝0、1、2、3……，d_AlN是压电层的厚度，V_AlN是压电层的纵波声速。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，压电层为非掺杂压电层。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，还包括如下步骤：

步骤S201，从先前的工程流片晶圆中筛选出满足设计频率要求的谐振器，提取该谐振器在流片过程中的实测数据；

步骤S202，计算掺杂后的纵波声速和材料密度值，带入初始Mason模型中得到理论频率偏移量；

步骤S203，对叠层厚度进行调整，使其频率偏移量等于上述步骤中的理论频率偏移量，且偏移方向相反，从而得出掺杂谐振器的叠层厚度；

步骤S204，将步骤S203中得到的参数带入初始Mason模型进行掺杂体声波谐振器、滤波器或双工器的设置，掺杂工程流片，并根据掺杂工程流片后的掺杂谐振器的实测参数拟合修调掺杂设计参数；

步骤S205，得到最终掺杂的体声波谐振器的掺杂设计参数，以此掺杂设计参数设计掺杂体声波谐振器、滤波器、双工器或多工器。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，计算掺杂后的纵波声速和材料密度值为：用材料的原子质量比代替材料密度比来计算出掺杂材料与非掺杂材料的纵波声速关系以及材料密度关系。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，其中步骤S204中拟合修调的掺杂设计参数包括：谐振器各叠层结构厚度、静态电容C₀、损耗电阻R_S、R₀、R_m。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述步骤S205中的掺杂设计参数包括：纵波声速、材料密度、静态电容C₀、损耗电阻R_S、R₀、R_m、有效机电耦合系数kt²。