[發(fā)明專利]一種體聲波諧振器縱波模式下材料參數(shù)的提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910716004.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN110287653B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴志國;唐兆云;蔡洵;吳昊鵬;楊清華;賴亞明;吳永樂;王衛(wèi)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州漢天下電子有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/36
• 分類號(hào): G06F30/36;H03H9/00;H03H9/02
• 代理公司: 北京元合聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)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(shù)的提取方法，該提取方法包括：

構(gòu)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(jié)構(gòu)，該疊層結(jié)構(gòu)至少包括頂電極、壓電層以及底電極，所述Mason模型包括聲學(xué)等效電路和電學(xué)等效電路，所述聲學(xué)等效電路至少包括級(jí)聯(lián)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(xué)等效電路包括靜態(tài)電容、損耗電阻以及電學(xué)端口，所述聲學(xué)等效電路和所述電學(xué)等效電路通過浮空地和理想變壓器進(jìn)行耦合；

從所述Mason模型中移除所述靜態(tài)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(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)、且所述SIR模型的諧振頻率與所述Mason模型的并聯(lián)諧振頻率相等，其中，所述材料參數(shù)是所述疊層結(jié)構(gòu)中各層的縱波聲速和材料密度，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)是所述疊層結(jié)構(gòu)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(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)之間關(guān)系式；

測(cè)量得到多個(gè)所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率以及結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中，每一所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率均不相同、且所述體聲波諧振器的數(shù)量不少于所述材料參數(shù)的數(shù)量；

根據(jù)所述關(guān)系式、以及測(cè)量得到的所述并聯(lián)諧振頻率和所述結(jié)構(gòu)參數(shù)擬合得到所述體聲波諧振器的材料參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其中，測(cè)量得到多個(gè)所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率以及結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：

從形成有所述體聲波諧振器的晶圓上隨機(jī)切片得到多個(gè)所述體聲波諧振器，并測(cè)量每一所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率以及結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取方法，其中，測(cè)量每一所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率包括：

利用射頻探測(cè)針和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量得到每一所述體聲波諧振器的并聯(lián)諧振頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提取方法，其中，測(cè)量每一所述體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：

利用射電顯微鏡對(duì)每一所述體聲波諧振器的切片位置進(jìn)行拍攝得到SEM圖像，并根據(jù)所述SEM圖像測(cè)量得到每一所述體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提取方法，其中，根據(jù)所述SEM圖像測(cè)量得到每一所述體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：

根據(jù)所述SEM圖像測(cè)量得到每一所述體聲波諧振器的多組結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將該多組結(jié)構(gòu)參數(shù)的平均值作為每一所述體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取方法，其中，所述體聲波諧振器的數(shù)量比所述材料參數(shù)的數(shù)量多1。

7.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)之間關(guān)系式之后，該提取方法還包括：

獲取多個(gè)體聲波諧振器樣本，該多個(gè)體聲波諧振器樣本的材料參數(shù)的設(shè)計(jì)值相同但結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值不同；

根據(jù)每一所述體聲波諧振器樣本的材料參數(shù)的設(shè)計(jì)值和結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值，相應(yīng)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(yīng)提取出該體聲波諧振器樣本Mason模型的并聯(lián)諧振頻率；

將每一所述體聲波諧振器樣本縱波聲速的設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值以及其Mason模型的并聯(lián)諧振器頻率代入所述關(guān)系式，得到該體聲波諧振器樣本的材料密度的驗(yàn)證值；

將該多個(gè)體聲波諧振器樣本材料密度的所述設(shè)計(jì)值與所述驗(yàn)證值進(jìn)行比較，若比較得到的偏差均小于預(yù)設(shè)偏差閾值，則判斷所述Mason模型和所述SIR模型等效。