[發明專利]高頻聲波諧振器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910925098.4
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110601674B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 歐欣;王成立;張師斌;周鴻燕;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: H03H3/10
• 分類號: H03H3/10
• 代理公司: 上海泰博知識產權代理有限公司 31451
• 代理人: 錢文斌

本發明提供一種高頻聲波諧振器及其制備方法，高頻聲波諧振器至少包括：支撐襯底；位于所述支撐襯底上表面的圖案化介質層；位于所述圖案化介質層表面的壓電膜；位于所述壓電膜表面的圖案化上電極。本發明的高頻聲波諧振器及其制備方法，通過在壓電膜下方形成圖案化介質層，可極大減少壓電膜中傳播的高頻聲波能量向襯底泄露，從而形成高頻諧振，并使高頻聲波諧振器保持較高的Q值，并且由于圖案與介質材料的可調整性，使得高頻聲波諧振器綜合性能可以根據實際情況進行參數選擇。

技術領域

本發明屬于信息電子材料與器件技術領域，特別是涉及一種高頻聲波諧振器及其制備方法。

背景技術

聲波濾波器被廣泛用于通信領域，而諧振器是聲表面波濾波器的核心，設計出高性能的諧振器是提升聲波濾波器品質和拓寬其應用領域的關鍵所在。現有聲表面波濾波器面臨工作頻率難以進一步提高的問題。

目前制備高頻聲波濾波器的方法之一是利用壓電材料中聲速更高的聲波模式并有效約束該聲速更高的聲波能量。現有技術實現該方法的途徑有懸空壓電薄膜和在壓電薄膜下制備高低聲速能量反射層兩類，懸空壓電薄膜技術能夠有效激發高聲速聲波，但是該技術制備的高頻聲波濾波器頻率溫度穩定性不佳。壓電薄膜下制備高低聲速能量反射層技術可以利用特殊介質如二氧化硅的溫度補償性能能夠得到頻率溫度穩定性較高的器件，并且壓電膜中也可以激發較高的聲波，但是該技術制備的器件工作頻率難以進一步提高。因此。如何提高聲波諧振器的工作頻率，并保持聲波諧振器的綜合性能穩定是本領域技術人員迫切需要解決的問題。

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波諧振器及其制備方法，用于實現高頻聲波濾波器。通過在壓電薄膜下方形成圖案化介質膜，可以很大程度減小壓電膜中傳播的高頻聲波能量泄露，使得聲波諧振器保持高的Q值，并且具有更好的頻率溫度穩定性。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種高頻聲波諧振器的制備方法，所述高頻聲波諧振器至少包括：

支撐襯底；

位于所述支撐襯底上表面的圖案化介質層；

位于所述圖案化介質層表面的壓電膜；

位于所述壓電膜表面的圖案化上電極。

可選地，所述圖案化介質層的結構包括第一介質和排布于所述第一介質中的空腔。

可選地，所述圖案化介質層的結構包括第一介質和排布于所述第一介質中的第二介質，所述第一介質與所述第二介質的材料不同。

可選地，所述第一介質的材料包括絕緣材料、金屬材料中的任意一種或多種。

可選地，所述第二介質的材料包括二氧化硅、苯并環丁烯、聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷中的任意一種或多種。

可選地，所述空腔的形狀包括矩形、梯形或不規則圖形中的任意一種或多種。

可選地，所述第二介質的形狀包括矩形、梯形或不規則圖形中的任意一種或多種。

可選地，所述圖案化上電極的結構包括叉指電極結構、圓環形條狀電極結構、扇形條狀電極結構或多邊形板狀電極結構中的一種或多種。

可選地，所述叉指電極結構包括第一連接部、第一叉指、第一獨立電極以及第二連接部、第二叉指、第二獨立電極；所述第一連接部與所述第二連接部平行間隔排布；所述第一叉指垂直固定于所述第一連接部上，所述第二叉指垂直固定于所述第二固定部上，所述第一叉指和第二叉指等間距交替間隔平行排布于所述第一連接部與第二連接部之間；所述第一獨立電極位于第一叉指的指端，與第一叉指互不相連；所述第二獨立電極位于第二叉指的指端，與第二叉指互不相連。

可選地，所述第一獨立電極連接于第二連接部，所述第二獨立電極連接于第一連接部。