[發明專利]基于懸檐尺寸調整有效機電耦合系數的裝置

在審

• 申請號: 201811560329.8
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111355470A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 楊清瑞;龐慰;張孟倫
• 申請（專利權）人: 天津大學;諾思（天津）微系統有限責任公司
• 主分類號: H03H9/52
• 分類號: H03H9/52;H03H9/02
• 代理公司: 北京金誠同達律師事務所 11651
• 代理人: 湯雄軍

基于懸檐尺寸調整有效機電耦合系數的裝置。本發明涉及一種體聲波諧振器，包括：基底；聲學鏡；底電極，設置在基底上方；頂電極；和壓電層，設置在底電極上方以及底電極與頂電極之間，其中：所述聲學鏡、底電極、壓電層和頂電極在諧振器厚度方向上的重疊區域構成諧振器的有效區域；所述頂電極的邊緣形成檐結構，所述檐結構與壓電層之間具有介質，所述檐結構具有高度和寬度；且所述檐結構沿諧振器的厚度方向的投影落入所述聲學鏡的區域。可以通過調整所述檐高度和/或所述寬度，調節所述有效機電耦合系數。本發明還涉及一種濾波器，其至少一個諧振器為上述諧振器且有效機電耦合系數不同于其他諧振器的有效機電耦合系數。本發明還涉及一種包括上述體聲波諧振器或濾波器的電子設備。

技術領域

本發明的實施例涉及半導體領域，尤其涉及一種體聲波諧振器，一種具有該諧振器的濾波器，以及一種具有該濾波器或諧振器的電子設備。

背景技術

體聲波濾波器具有低插入損耗、高矩形系數、高功率容量等優點，因此，被廣泛應用在當代無線通訊系統中，是決定射頻信號進出通訊系統質量的重要元器件。

體聲波濾波器的性能由構成它的體聲波諧振器決定，如：體聲波諧振器的諧振頻率決定了濾波器的工作頻率，有效機電耦合系數決定了濾波器的帶寬和滾降，品質因數決定濾波器插入損耗。在頻帶資源越來越緊俏的時代中，高品質濾波器通常需要具備大帶寬或高滾降或二者兼具，而其帶寬和滾降是由單個諧振器的決定的，而諧振器的是由其層疊厚度決定的，通常在整片硅片內所有諧振器具有相同的因此如何實現諧振器的在一定范圍內片內可調是高性能濾波器設計急需解決的一個重要問題。

發明內容

為解決現有技術中的上述技術問題的至少一個方面，提出本發明。

根據本發明的實施例的一個方面，提出了一種體聲波諧振器，包括：基底；聲學鏡；底電極，設置在基底上方；頂電極；和壓電層，設置在底電極上方以及底電極與頂電極之間，其中：所述聲學鏡、底電極、壓電層和頂電極在諧振器厚度方向上的重疊區域構成諧振器的有效區域；所述頂電極的邊緣形成檐結構，所述檐結構與壓電層之間具有介質，所述檐結構具有高度和寬度；且所述檐結構沿諧振器的厚度方向的投影落入所述聲學鏡的區域內。

可選的，所述介質包括氮化鋁、二氧化硅、氮化硅或者空氣。

可選的，所述檐結構的高度范圍在500A到4000A。

可選的，所述檐結構的寬度范圍在0.5um到7um。

所述諧振器的有效機電耦合系數小于無檐結構的對應諧振器的有效機電耦合系數。

根據本發明的實施例的另一方面，提出了一種調整上述體聲波諧振器的有效機電耦合系數的方法，包括步驟：通過調整所述高度和/或所述寬度，和/或通過選擇具有不同介電常數的介質，調節所述有效機電耦合系數。

可選的，所述有效機電耦合系數小于無檐結構的對應諧振器的有效機電耦合系數。

可選的，在保持所述高度不變的情況下，通過提高所述寬度降低所述有效機電耦合系數，或者通過降低所述寬度提高所述有效機電耦合系數。

可選的，在保持所述寬度不變的情況下，通過提高所述高度提高所述有效機電耦合系數，或者通過降低所述高度降低所述有效機電耦合系數。

根據本發明的實施例的再一方面，提出了一種濾波器，包括：串聯支路，包括多個串聯諧振器；和多個并聯支路，每個并聯支路包括并聯諧振器，其中：所述并聯諧振器和所述多個串聯諧振器中的至少一個諧振器的有效機電耦合系數不同于其他諧振器的有效機電耦合系數，所述至少一個諧振器為上述的體聲波諧振器。

可選的，所述并聯諧振器和所述多個串聯諧振器中的至少兩個諧振器為上述的諧振器，且所述至少兩個諧振器基于所述寬度和/或所述高度的不同，和/或所述介質的不同，而具有彼此不同的有效機電耦合系數。