[發明專利]一種體聲波諧振器縱波模式下材料參數的提取方法

有效

• 申請號: 201910716004.2
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110287653B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 賴志國;唐兆云;蔡洵;吳昊鵬;楊清華;賴亞明;吳永樂;王衛民
• 申請（專利權）人: 蘇州漢天下電子有限公司
• 主分類號: G06F30/36
• 分類號: G06F30/36;H03H9/00;H03H9/02
• 代理公司: 北京元合聯合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11653
• 代理人: 李非非;楊興宇

1.一種體聲波諧振器縱波模式下材料參數的提取方法，該提取方法包括：

構建體聲波諧振器的Mason模型，其中，所述體聲波諧振器包括疊層結構，該疊層結構至少包括頂電極、壓電層以及底電極，所述Mason模型包括聲學等效電路和電學等效電路，所述聲學等效電路至少包括級聯的頂電極等效電路、壓電層等效電路以及底電極等效電路，所述電學等效電路包括靜態電容、損耗電阻以及電學端口，所述聲學等效電路和所述電學等效電路通過浮空地和理想變壓器進行耦合；

從所述Mason模型中移除所述靜態電容和所述損耗電阻，以得到所述體聲波諧振器的SIR模型，所述SIR模型的諧振頻率僅與所述體聲波諧振器的材料參數和結構參數有關、且所述SIR模型的諧振頻率與所述Mason模型的并聯諧振頻率相等，其中，所述材料參數是所述疊層結構中各層的縱波聲速和材料密度，所述結構參數是所述疊層結構中各層的厚度；

建立所述SIR模型的諧振頻率與所述體聲波諧振器的材料參數以及結構參數之間關系式；

測量得到多個所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率以及結構參數，其中，每一所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率均不相同、且所述體聲波諧振器的數量不少于所述材料參數的數量；

根據所述關系式、以及測量得到的所述并聯諧振頻率和所述結構參數擬合得到所述體聲波諧振器的材料參數。

2.根據權利要求1所述的提取方法，其中，測量得到多個所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率以及結構參數包括：

從形成有所述體聲波諧振器的晶圓上隨機切片得到多個所述體聲波諧振器，并測量每一所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率以及結構參數。

3.根據權利要求2所述的提取方法，其中，測量每一所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率包括：

利用射頻探測針和矢量網絡分析儀測量得到每一所述體聲波諧振器的并聯諧振頻率。

4.根據權利要求2所述的提取方法，其中，測量每一所述體聲波諧振器的結構參數包括：

利用射電顯微鏡對每一所述體聲波諧振器的切片位置進行拍攝得到SEM圖像，并根據所述SEM圖像測量得到每一所述體聲波諧振器的結構參數。

5.根據權利要求4所述的提取方法，其中，根據所述SEM圖像測量得到每一所述體聲波諧振器的結構參數包括：

根據所述SEM圖像測量得到每一所述體聲波諧振器的多組結構參數，并將該多組結構參數的平均值作為每一所述體聲波諧振器的結構參數。

6.根據權利要求1所述的提取方法，其中，所述體聲波諧振器的數量比所述材料參數的數量多1。

7.根據權利要求1所述的提取方法，其中，所述體聲波諧振器是空氣腔型薄膜體聲波諧振器、布拉格反射型薄膜體聲波諧振器或反面刻蝕型薄膜體聲波諧振器。

8.根據權利要求1所述的提取方法，其中，建立所述SIR模型的諧振頻率與所述體聲波諧振器的材料參數以及結構參數之間關系式之后，該提取方法還包括：

獲取多個體聲波諧振器樣本，該多個體聲波諧振器樣本的材料參數的設計值相同但結構參數的數值不同；

根據每一所述體聲波諧振器樣本的材料參數的設計值和結構參數的數值，相應得到該體聲波諧振器樣本Mason模型的阻抗頻率曲線；

從每一所述阻抗頻率曲線中相應提取出該體聲波諧振器樣本Mason模型的并聯諧振頻率；

將每一所述體聲波諧振器樣本縱波聲速的設計值、結構參數的數值以及其Mason模型的并聯諧振器頻率代入所述關系式，得到該體聲波諧振器樣本的材料密度的驗證值；

將該多個體聲波諧振器樣本材料密度的所述設計值與所述驗證值進行比較，若比較得到的偏差均小于預設偏差閾值，則判斷所述Mason模型和所述SIR模型等效。