[發明專利]單片式混合集成聲波諧振器陣列及其制備方法

有效

• 申請號: 202010631496.8
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111817678B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 歐欣;周鴻燕;張師斌;鄭鵬程;黃凱;游天桂
• 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: H03H3/007
• 分類號: H03H3/007;H03H3/10;H03H3/02;H03H3/04
• 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

1.一種單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，包括：

支撐襯底；

位于所述支撐襯底上表面的壓電層；所述壓電層包括多個厚度不相同的區域；所述壓電層與所述支撐襯底接觸的一面平整；所述壓電層的聲阻抗小于所述支撐襯底的聲阻抗；

位于所述壓電層上表面的叉指電極陣列；所述叉指電極陣列中幾何特征相同的多個第一叉指電極與所述多個厚度不相同的區域一一對應；所述叉指電極陣列中幾何特征不同的多個第二叉指電極在所述壓電層上的對應區域的厚度相同；且所述幾何特征不同的多個第二叉指電極對應的多個目標聲波模式不同；

所述壓電層中激發的目標聲波模式包括剪切波模式和對稱型蘭姆波模式；

所述剪切波模式對應的叉指電極的傳播方向與所述聲波諧振器陣列的Y軸之間的夾角小于等于20度；

所述對稱型蘭姆波模式對應的叉指電極的傳播方向與所述聲波諧振器陣列的Y軸之間的夾角小于等于60度。

2.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述多個第一叉指電極的周期均相同。

3.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述叉指電極陣列中幾何特征相同的多個第三叉指電極在所述壓電層上的對應區域的厚度相同；所述多個第三叉指電極中至少兩個第三叉指電極的周期不同。

4.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述多個第一叉指電極中每個第一叉指電極的周期互不相同。

5.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述多個厚度不相同的區域中每個區域的厚度與對應的目標聲波波長的比值大于等于0.05且小于等于0.5。

6.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述支撐襯底是單層結構；

或；

所述支撐襯底是多層結構；所述多層結構包括襯底層和至少一層材料層。

7.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述支撐襯底的材料包括硅、氧化硅、碳化硅、藍寶石、金剛石、砷化鎵、石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰、氮化鋁、氮化鎵、氧化鎵和氧化鋅中的任一種。

8.根據權利要求6所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述材料層的材料包括硅、氧化硅、碳化硅、藍寶石、金剛石、砷化鎵、石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰、氮化鋁、氮化鎵、氧化鎵、氧化鋅、苯并環丁烯、聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷和聚苯乙烯中的任一種。

9.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述壓電層的材料包括鈮酸鋰、鈮酸鉀、鉭酸鋰、氮化鋁、石英和氧化鋅中的任一種。

10.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述多個目標聲波模式包括瑞利波模式、剪切波模式、對稱蘭姆波模式和反對稱蘭姆波模式中的至少兩種。

11.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述壓電層是X切鈮酸鋰薄膜。

12.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，還包括底電極；

所述底電極位于所述支撐襯底與所述壓電層之間。

13.根據權利要求1所述的單片式混合集成聲波諧振器陣列，其特征在于，所述支撐襯底具有空腔結構，所述空腔結構用于使所述壓電層處于懸空狀態。