一种声表面波谐振器的制作方法

1.本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种声表面波谐振器。


背景技术：

2.声表面波滤波器，其具有体积小、重量轻、一致性好等优点。随着移动通信的快速增长，声表面波滤波器已广泛应用于移动通讯设备中。各种射频前端系统对宽带低损耗滤波器的需求日益增加。
3.通常宽带低损耗声表面波滤波器采用铌酸锂作为压电衬底。然而，常规的铌酸锂衬底的声表面波谐振器在谐振点和反谐振点附近存在严重的瑞利波寄生，该瑞利波寄生会严重影响滤波器通带的平坦度，使滤波器在通带内会形成大于5db的波动，影响滤波器的实际使用。
4.声表面波滤波器由声表面波谐振器设计制成，因此，亟需一种可抑制通带附近的瑞利波，能提高滤波器通带平坦度和带外抑制能力的声表面波谐振器。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种声表面波谐振器，该谐振器包括：压电材料(101)、叉指换能器(102)和嵌入式介电材料(103)；叉指换能器(102)和嵌入式介电材料(103)均设置在压电材料(101)上，嵌入式介电材料(103)周期性的分布于叉指换能器的两个相邻电极指条之间。
6.优选的，嵌入式介电材料(103)的宽度与叉指换能器(102)的两个相邻电极指条的间隙相同。
7.优选的，嵌入式介电材料(103)的周期b与叉指换能器(102)的半周期a的比值为大于或等于2的整数。
8.优选的，嵌入式介电材料(103)的厚度h2大于或等于叉指换能器(102)的电极厚度h1。
9.优选的，压电材料(101)为铌酸锂或铌酸锂薄膜复合材料。
10.优选的，嵌入式介电材料(103)为二氧化硅或氮化硅。
11.本发明的有益效果为：本发明提供的一种声表面波谐振器通过周期性的设置嵌入式介电材料，使其可抑制通带附近的瑞利波；与常规声表面波谐振器相比，本发明解决了瑞利波干扰问题，提高了滤波器通带平坦度和带外抑制能力，具有更好的综合滤波性能。同时，本发明在工艺方面容易实现，可在任意频段推广，实用性高。
附图说明
12.图1为本发明中声表面波谐振器结构剖面示意图；
13.图2为本发明中声表面波谐振器结构俯视图；
14.图3为本发明中声表面波谐振器的制作流程图；
15.图4为由常规声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的导纳响应曲线图；
16.图5为由本发明中声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的导纳响应曲线图；
17.图6为由常规声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的频响曲线图；
18.图7为由本发明中声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的频响曲线图；
19.图中：101、压电材料；102、叉指换能器；103、嵌入式介电材料。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.本发明提出了一种声表面波谐振器，如图1、图2所示，所述谐振器包括：压电材料101、叉指换能器102和嵌入式介电材料103；叉指换能器102和嵌入式介电材料103均设置在压电材料101上，嵌入式介电材料103周期性的分布于叉指换能器的两个相邻电极指条之间。
22.嵌入式介电材料103的宽度与叉指换能器102的两个相邻电极指条的间隙相同。
23.嵌入式介电材料103的周期b与叉指换能器102的半周期a的比值为大于2的整数。
24.嵌入式介电材料103的厚度h2大于或等于叉指换能器102的电极厚度h1。
25.压电材料101为铌酸锂或铌酸锂薄膜复合材料。
26.嵌入式介电材料103为二氧化硅或氮化硅。
27.在本发明的一些实施例中，压电材料为铌酸锂，介电材料为二氧化硅。嵌入式介电材料的周期b和叉指换能器的半周期a的比值为2即嵌入式介电材料的周期b为叉指换能器的半周期a的2倍，其中，叉指换能器的半周期为a＝2μm，嵌入式介电材料的周期为b＝4μm。嵌入式介电材料的厚度h2和叉指换能器的电极厚度h1的比值h2/h1＝1.5，其中，嵌入式介电材料的厚度h2＝0.36μm，叉指换能器的电极厚度h1＝0.24μm。
28.如图3所示，对于本发明中声表面波谐振器的制作，包括以下内容：
29.s1：获取压电衬底(压电材料)；
30.s2：在压电衬底制作介电材料层；
31.s3：在介电材料层上涂覆光刻胶并进行曝光显影，对曝光显影后的光刻胶进行高温固化，对介电材料层进行刻蚀处理；
32.s4：在刻蚀的介电材料层上蒸镀金属膜，制作出叉指换能器和金属电极。
33.对本发明进行评价：
34.本发明与常规声表面波谐振器进行相比，如图4所示，在由常规声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的导纳响应曲线中，谐振点左边有明显杂波，此杂波为瑞利波；如图5所示，在由本发明的声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的导纳响应曲线中，没有出现杂波即没有瑞利波，克服了瑞利波干扰问题。
35.如图6所示，在由常规声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的频响曲线中，滤波器通带内和近端带外有明显瑞利波，对通带造成5db的性能恶化，近端带外有20db的性
能恶化，无法满足实用要求；如图7所示，在由本发明的声表面波谐振器结构设计的声表面波滤波器的频响曲线中，滤波器通带内和近端带外的瑞利波得到明显抑制，提高了滤波器通带平坦度和带外抑制能力。
36.本发明提供的一种声表面波谐振器通过周期性的设置嵌入式介电材料，使其可抑制通带附近的瑞利波；与常规声表面波谐振器相比，本发明解决了瑞利波干扰问题，提高了滤波器通带平坦度和带外抑制能力，具有更好的综合滤波性能。同时，本发明在工艺方面容易实现，可在任意频段推广，实用性高。
37.以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种声表面波谐振器，其特征在于，包括：压电材料(101)、叉指换能器(102)和嵌入式介电材料(103)；叉指换能器(102)和嵌入式介电材料(103)均设置在压电材料(101)上，嵌入式介电材料(103)周期性的分布于叉指换能器的两个相邻电极指条之间。2.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振器，其特征在于，嵌入式介电材料(103)的宽度与叉指换能器(102)的两个相邻电极指条的间隙相同。3.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振器，其特征在于，嵌入式介电材料(103)的周期b与叉指换能器(102)的半周期a的比值为大于或等于2的整数。4.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振器，其特征在于，嵌入式介电材料(103)的厚度h2大于或等于叉指换能器(102)的电极厚度h1。5.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振器，其特征在于，压电材料(101)为铌酸锂或铌酸锂薄膜复合材料。6.根据权利要求1所述的一种声表面波谐振器，其特征在于，嵌入式介电材料(103)为二氧化硅或氮化硅。

技术总结
本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种声表面波谐振器；该谐振器包括：压电材料、叉指换能器和嵌入式介电材料；叉指换能器和嵌入式介电材料均设置在压电材料上，嵌入式介电材料周期性的分布于叉指换能器的两个相邻电极指条之间且嵌入式介电材料的宽度与叉指换能器的两个相邻电极指条的间隙相同；本发明解决了瑞利波干扰问题，提高了滤波器通带平坦度和带外抑制能力，具有更好的综合滤波性能。同时，本发明在工艺方面容易实现，可在任意频段推广，实用性高。实用性高。实用性高。


技术研发人员：李桦林 马晋毅 陈正林 谭发曾 董加和 陈彦光
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十六研究所
技术研发日：2022.05.16
技术公布日：2022/9/23