[發明專利]可調諧表面聲波諧振器和過濾器

有效

• 申請號: 201610902438.8
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN107017862B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 石以瑄;邱星星;邱樹農;石恩地;邱書涯;石宇奇
• 申請（專利權）人: 石以瑄;邱星星;邱樹農;石恩地;邱書涯;石宇琦
• 主分類號: H03H9/145
• 分類號: H03H9/145;H03H9/25;H03H9/64
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 徐鳴

1.一種用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征包括了：

-一個支持基體，有支持基體厚度；

-一個第一壓電層在前述支持基體上，有第一壓電層厚度；

-多個正電極摻雜區在前述第一壓電層中埋置，前述正電極摻雜區是壓電半導體，有第一摻雜類型；

-多個負電極摻雜區在前述第一壓電層中埋置，前述負電極摻雜區是壓電半導體，有第二摻雜類型，每個前述負電極摻雜區在二個毗鄰正電極摻雜區之間，正電極摻雜區和毗鄰負電極摻雜區中心對中心距離被控制到叉指間距b；

-多個金屬正電極手指，每一個正電極手指在一個嵌入型正電極摻雜區之上，前述金屬正電極手指連接到正電極墊；

-多個金屬負電極手指，每一個負電極手指在一個嵌入型負電極摻雜區之上，前述金屬負電極手指連接到負電極墊；

-一DC偏壓通過薄膜偏壓電阻連接到前述IDT來控制和變化前述嵌入型正電極摻雜區和嵌入型負電極摻雜區中所形成的耗盡區的尺寸，從而通過對與每個前述正電極手指和每個前述負電極手指有關的質量負荷和金屬化比率的調整，來達到調整前述IDT所激發或所接收的表面聲波的頻率，前述薄膜偏壓電阻集成在前述IDT上，并且前述薄膜偏壓電阻的值大于200 ?，來隔絕DC偏壓電路與RF信號，而前述正電極墊和負電極墊連接到電信號源或信號接收器，來從前述IDT激發表面聲波或從前述IDT接收表面聲波。

2.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述支持基體材料從以下物質中挑選，包括：LiNbO3、LiTaO3、PZT、AlN、GaN、AlGaN、ZnO、GaAs、AlAs、AlGaAs、Al₂O₃、BaTiO3、石英、KNbO₃、Si、藍寶石、玻璃和塑料。

3.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述第一壓電層材料從以下壓電材料物質中挑選，包括：LiNbO₃、LiTaO₃、ZnO、AlN、GaN、AlGaN、GaAs、AlGaAs和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數。

4.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述嵌入型正電極摻雜區和前述嵌入型負電極摻雜區材料從以下物質中挑選，包括：AlN、GaN、AlGaN、ZnO、GaAs、AlAs、AlGaAs和其它，只要它們有壓電特性和足夠高的聲耦合系數，是半導體，并且可以摻雜成n類型或p類型傳導，其摻雜濃度在10¹³到10²⁰cm^-3的范圍內來實現有效的頻率調諧。

5.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述正電極摻雜區的前述第一摻雜類型與前述負電極摻雜區的前述第二摻雜類型相反，并且前述DC偏壓是通過前述薄膜偏壓電阻加在前述正電極墊和前述負電極墊之間來調諧和調整前述表面聲波的頻率。

6.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述嵌入型正電極摻雜區和前述嵌入型負電極摻雜區厚度控制在10到2000nm的范圍內。

7.如權利要求1所述的用于表面聲波設備的具有可調諧頻率的SAW叉指換能器IDT結構，有嵌入型電極摻雜區，其特征在于：前述正電極手指和前述負電極手指材料從以下材料中挑選，包括：Ti、Al、W、Pt、Mo、Cr、Pd、Ta、Cu、Au、Ni、Ag、Ru、Ir以及它們的合金，而前述正電極手指和負電極手指厚度在10到400nm的范圍內，取決于操作頻率和調諧范圍的需要。