一种声波谐振器及其制作方法

本申请涉及谐振器，尤其涉及一种声波谐振器及其制作方法。

背景技术：

1、当前5g无线通信正在如火如荼的发展之际，不少国家已经将视线转移到如何部署6g网络和毫米波通信。未来，6g网络预计将支持三种通用业务，即增强型移动宽带(embb)、超可靠低延迟通信(urllc)和大规模机器类型通信(mmtc)，旨在提高数据速率、超低延迟、高可靠性和大规模连接。为了满足以上需求，人工智能(ai)、射频前端设计等各类前沿技术已被应用于6g网络的设计，以优化频谱效率。射频滤波器作为射频前端中的一项重要技术，其高频、大带宽、低插损等特点是保证未来无线通信网络大数据快速通信的前提。

2、声波滤波器是当前射频滤波器中非常重要的一部分。为了满足低插损、高耦合的指标，研究人员在声波谐振器结构设计上做了非常大的努力。对于传统的声表面波滤波器(saw)，往往采用在电极两侧加反射栅的方式实现声波的最大化耦合；薄膜体声波滤波器(fbar)选择制造空腔，形成压电层与空气的界面，几乎能将所有的声波能量完全反射；固态装配型谐振器(smr)则利用多层高低声阻抗交叠堆积的方式将能量多次反射，最终实现全反射。然而，smr技术工艺复杂且声波反射效果不太理想，逐渐被其他技术取代。

3、随着兰姆波谐振器和其他表面波与体波耦合的谐振器的出现，需要考虑的不单单是单一方向的能量泄露，而是多个维度的耦合。尽管目前的兰姆波谐振器采用在电极两侧做刻蚀孔，然后释放得到底部空腔的方式来防止横波与纵波的泄露，以达到高性能的声波谐振器。然而，随着电极尺寸的不断降低，电极两侧的刻蚀孔由于套刻误差、横向刻蚀等问题无法达到理想的反射条件，反而会因为工艺问题导致电极损伤，这大大影响了声波谐振器的性能。

4、综上所述，如何最大程度地降低表面波和体波的泄露，进而提高声波谐振器的性能，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种声波谐振器及其制作方法，旨在最大程度地降低表面波和体波的泄露，进而提高声波谐振器的性能。

2、第一方面，本申请提供了一种声波谐振器，包括：

3、衬底、释放层、压电层、多个叉指电极以及至少一个反射栅；

4、所述释放层设置于所述衬底的一侧表面，所述释放层用于在所述压电层与所述衬底之间被释放，当所述释放层被释放时，所述压电层与所述衬底隔离，形成空腔；

5、所述压电层设置于所述释放层背离所述衬底的一侧表面；

6、所述至少一个反射栅设置于所述多个叉指电极的两侧。

7、可选的，所述多个叉指电极设置于所述压电层背离所述释放层的一侧表面，和/或，所述压电层朝向所述释放层的一侧表面。

8、可选的，所述反射栅包括多条根状金属，所述至少一个反射栅按周期性分布在所述叉指电极两侧，所述反射栅的结构为短路悬浮栅、开路悬浮栅以及接地反射栅中的一种。

9、可选的，

10、所述反射栅的数量为1-200个；

11、所述叉指电极的数量为2-500个。

12、可选的，

13、所述反射栅的材料为金，或银，或铜，或铬，或镍，或铝，或钼，或铂，或钛金，或钛铝，或铬金，或铬铝；

14、所述叉指电极材料为金，或银，或铜，或铬，或镍，或铝，或钼，或铂，或钛金，或钛铝，或铬金，或铬铝。

15、可选的，

16、相邻的所述叉指电极与所述反射栅之间的距离为0.001-50μm；

17、所述叉指电极的厚度为5-500nm；

18、所述反射栅的厚度为5-500nm；

19、所述叉指电极的宽度为0.001-5μm；

20、所述反射栅的宽度为0.001-5μm；

21、所述叉指电极的长度为1-500μm；

22、所述反射栅的长度为1-500μm。

23、可选的，所述反射栅背离所述叉指电极一侧的所述压电层为自由边界或固定边界。

24、可选的，所述释放层为一层或多层，每层的材料为二氧化硅、氮化硅、铌酸锂以及硅中的一种。

25、可选的，所述压电层为铌酸锂层，或钽酸锂层，或由铌酸锂层、氮化铝层、掺钪氮化铝层、钽酸锂层和氧化锌层中的至少两层的组成的复合层。

26、可选的，所述压电层的厚度为10-5000nm。

27、第二方面，本申请提供了一种声波谐振器的制作方法，包括：

28、提供衬底；

29、在所述衬底的一侧表面设置释放层；

30、在所述释放层背离所述衬底的一侧表面设置压电层；

31、在所述多个叉指电极的两侧设置至少一个反射栅；

32、将所述释放层在所述压电层与所述衬底之间释放，当所述释放层被释放时，所述压电层与所述衬底隔离，形成空腔。

33、本申请提供了一种声波谐振器及其制作方法。所述声波谐振器，包括：衬底、释放层、压电层、多个叉指电极以及至少一个反射栅；其中，释放层设置于衬底的一侧表面，释放层用于在压电层与衬底之间被释放，当释放层被释放时，压电层与衬底隔离，形成空腔，压电层设置于释放层背离衬底的一侧表面，至少一个反射栅设置于多个叉指电极的两侧。这样，通过在声波谐振器叉指电极两侧设置反射栅和释放释放层相结合的方式，最大程度地降低表面波和体波的泄露，进而提高声波谐振器的性能。

技术特征：

1.一种声波谐振器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述多个叉指电极设置于所述压电层背离所述释放层的一侧表面，和/或，所述压电层朝向所述释放层的一侧表面。

3.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述反射栅包括多条根状金属，所述至少一个反射栅按周期性分布在所述叉指电极两侧，所述反射栅的结构为短路悬浮栅、开路悬浮栅以及接地反射栅中的一种。

4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述反射栅背离所述叉指电极一侧的所述压电层为自由边界或固定边界。

8.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述释放层为一层或多层，每层的材料为二氧化硅、氮化硅、铌酸锂以及硅中的一种。

9.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述压电层为铌酸锂层，或钽酸锂层，或由铌酸锂层、氮化铝层、掺钪氮化铝层、钽酸锂层和氧化锌层中的至少两层的组成的复合层；

10.一种声波谐振器的制作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种声波谐振器及其制作方法，涉及谐振器技术领域。所述声波谐振器，包括：衬底、释放层、压电层、多个叉指电极以及至少一个反射栅；其中，释放层设置于衬底的一侧表面，释放层用于在压电层与衬底之间被释放，当释放层被释放时，压电层与衬底隔离，形成空腔，压电层设置于释放层背离衬底的一侧表面，至少一个反射栅设置于多个叉指电极的两侧。这样，通过在声波谐振器叉指电极两侧设置反射栅和释放释放层相结合的方式，最大程度地降低表面波和体波的泄露，进而提高声波谐振器的性能。

技术研发人员：左成杰,戴忠斌,肖司琪
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15