[發明專利]一種高頻聲表面波諧振器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910576571.2
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110138356B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 歐欣;張師斌;周鴻燕;王成立;鄭鵬程;黃凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H3/04;H03H3/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本發明提供一種高頻聲表面波諧振器及其制備方法，所述高頻聲表面波諧振器包括：高波速支撐襯底，位于所述高波速支撐襯底上表面的壓電膜，及位于所述壓電膜上表面的頂電極；其中，所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜中傳播的目標彈性波波速。通過本發明提供的高頻聲表面波諧振器及其制備方法，解決了現有聲表面波諧振器的工作頻率較低的問題。

技術領域

本發明屬于微電子器件技術領域，特別是涉及一種高頻聲表面波諧振器及其制備方法。

背景技術

雖然聲波諧振器(聲波濾波器)被廣泛應用于射頻通信，但隨著射頻通信技術的不斷發展，特別是5G通信的到來，其要求聲波諧振器工作在更高頻率。

現有聲波諧振器主要分為聲表面波諧振器和體聲波諧振器兩類，其中聲表面波諧振器的工作頻率一般低于3GHz，無法完全滿足5G通信需求；因此，如何提高聲表面波諧振器的工作頻率是本領域技術人員迫切需要解決的技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高頻聲表面波諧振器及其制備方法，用于解決現有聲表面波諧振器的工作頻率較低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種高頻聲表面波諧振器，所述高頻聲表面波諧振器包括：高波速支撐襯底，位于所述高波速支撐襯底上表面的壓電膜，及位于所述壓電膜上表面的頂電極；其中，所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜中傳播的目標彈性波波速。

可選地，所述壓電膜激發的目標彈性波包括對稱型蘭姆波、反對稱型蘭姆波、剪切恒波或瑞利波，所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜激發的目標彈性波的本征波速。

可選地，所述壓電膜激發的目標彈性波包括對稱型蘭姆波或反對稱型蘭姆波，同時所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速小于所述壓電膜激發的目標彈性波的本征波速時，所述高頻聲表面波諧振器通過增加所述頂電極的厚度或提高所述頂電極的材料密度，以降低所述目標彈性波在所述壓電膜中的傳播速度，使所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜中傳播的目標彈性波波速。

可選地，所述壓電膜激發的目標彈性波包括對稱型蘭姆波或反對稱型蘭姆波，同時所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速小于所述壓電膜激發的目標彈性波的本征波速時，所述高頻聲表面波諧振器還包括覆蓋于所述壓電膜及所述頂電極上表面的覆膜層，以降低所述目標彈性波在所述壓電膜中的傳播速度，使所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜中傳播的目標彈性波波速。

可選地，所述壓電膜的厚度與其激發的目標彈性波波長的比值小于2。

可選地，所述頂電極包括叉指電極、圓環形條狀電極、扇形條狀電極或多邊形板狀電極中的一種或多種組合。

可選地，在所述頂電極為叉指電極時，所述叉指電極中各叉指相互平行，且所述叉指垂直方向與所述目標彈性波的傳播方向所成夾角小于20°。

可選地，所述高頻聲表面波諧振器還包括：位于所述高波速支撐襯底和所述壓電膜之間的底電極。

可選地，所述高波速支撐襯底的材質包括：碳化硅、金剛石、類金剛石、藍寶石、石英、硅或氮化鋁，所述壓電膜的材質包括：鈮酸鋰、鈮酸鉀、鉭酸鋰、氮化鋁、石英或氧化鋅。

可選地，所述高波速支撐襯底的熱導率大于所述壓電膜的熱導率。

本發明還提供了一種高頻聲表面波諧振器的制備方法，所述制備方法包括：

提供一高波速支撐襯底；

于所述高波速支撐襯底的上表面形成壓電膜；

于所述壓電膜的上表面形成頂電極；

其中，所述高波速支撐襯底中傳播的體波波速大于所述壓電膜中傳播的目標彈性波波速。