一种声波谐振器

本申请涉及谐振器，尤其涉及一种声波谐振器。

背景技术：

1、当前5g无线通信正处于蓬勃发展之际，其对射频前端信号处理能力提出了超高的标准。比如，增强型移动宽带(embb)希望移动数据量增加1000倍，这就需要高中心频率下的超大带宽才得以实现。3gpp在5g频段上的部署同样希望为前端设计提供较大的可用带宽。未来，6g、7g系统接踵而至，高频、大带宽将面临更大的挑战。射频滤波器作为射频前端中的重要一环，其在往更高频率发展的同时，也寄希望于提供更大的带宽以实现整个系统对信号处理能力的提升。

2、目前，声波滤波器凭借小尺寸、高频率、低插损、大带宽等优势一度成为射频滤波器中的最为热门的元件之一。然而，随着频率的不断提高，系统对于大带宽的要求也越来越高，如5gnr频段需要的相对带宽(fbw)超过24％(n77频段，3.3ghz-4.2ghz)，这就要求声波谐振器的机电耦合系数(k2)达到50％。基于传统声表面波(saw)或薄膜体声波谐振器(fbar)的声波滤波器其相对带宽无法实现较大的突破，导致声波滤波器在大带宽这一指标上表现出明显的疲态。

3、综上所述，如何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，旨在提高声波谐振器的性能。

2、本申请提供了一种声波谐振器，包括：

3、衬底、压电层以及多个金属电极；

4、所述压电层设置于所述衬底的一侧表面；

5、所述多个金属电极设置于所述压电层表面；

6、相邻两根金属电极中心间距与所述压电层厚度之比小于等于1；

7、所述压电层在预设切向下，达到由至少两个压电系数共同作用的耦合模态，所述压电系数包括至少一个非零的剪切压电系数。

8、可选的，所述压电层设置于所述衬底的一侧表面，包括：

9、所述压电层朝向所述衬底一侧表面固定，与所述衬底紧密连接，或所述压电层朝向所述衬底一侧表面自由，与所述衬底之间存在空腔。

10、可选的，所述衬底为硅衬底，或蓝宝石衬底，或氮化镓衬底，或碳化硅衬底。

11、可选的，所述金属电极的材料为金，或银，或铜，或铝，或钼，或铬，或镍，或铂，或钛金，或钛铝，或铬金，或铬铝。

12、可选的，所述金属电极的数量为2-500个。

13、可选的，所述金属电极的厚度为5-500nm。

14、可选的，所述金属电极的宽度为0.001-5μm。

15、可选的，所述金属电极的长度为1-500μm。

16、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组成的复合层。

17、可选的，所述压电层的厚度为10-5000nm。

18、本申请提供了一种声波谐振器。所述声波谐振器包括：衬底、压电层以及多个金属电极。其中，压电层设置于衬底的一侧表面，多个金属电极设置于压电层表面，相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比小于等于1，压电层在预设切向下，达到由至少两个压电系数共同作用的耦合模态，其中，压电系数包括至少一个非零的剪切压电系数。这样，通过设计相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比，改变了电场分布，即相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比小于等于1，以此提高了声波谐振器的性能。

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，所述压电层设置于所述衬底的一侧表面，包括：

3.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述衬底为硅衬底，或蓝宝石衬底，或氮化镓衬底，或碳化硅衬底。

4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述金属电极的材料为金，或银，或铜，或铝，或钼，或铬，或镍，或铂，或钛金，或钛铝，或铬金，或铬铝。

5.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述金属电极的数量为2-500个。

6.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述金属电极的厚度为5-500nm。

7.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述金属电极的宽度为0.001-5μm。

8.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述金属电极的长度为1-500μm。

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组成的复合层。

10.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述压电层的厚度为10-5000nm。

技术总结
本申请提供了一种声波谐振器，涉及谐振器技术领域。所述声波谐振器包括：衬底、压电层以及多个金属电极。其中，压电层设置于衬底的一侧表面，多个金属电极设置于压电层表面，相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比小于等于1，压电层在预设切向下，达到由至少两个压电系数共同作用的耦合模态，其中，压电系数包括至少一个非零的剪切压电系数。这样，通过设计相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比，改变了电场分布，即相邻两根金属电极中心间距与压电层厚度之比小于等于1，以此提高了声波谐振器的性能。

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