一种具有抑制多层SAW器件杂散的IDT结构的制作方法

本发明涉及saw器件，更具体地说，涉及一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构。

背景技术：

1、随着5g及sub-6g技术的迅猛发展，对声表面波(surface acoustic wave,saw)器件的频率、带宽、插损及带外抑制提出了新的要求，多层saw器件通过调整不同层间的厚度及材料，能够在高频下获得较高的机电耦合系数及品质因子，从而满足5g时代对于saw器件的高频、高带宽等要求。然而多层saw器件在工作时易出现母线附近的能量逸出，这些逸出的能量会导致器件的品质因子降低以及在谐振频率附近产生杂散响应，该处的杂散响应则是会引起saw器件带内波纹及插损的恶化，对多层saw器件的性能造成不良的影响。目前，抑制saw器件杂散响应的标准法是对idt进行变迹加权，然而通过idt变迹加权法抑制杂散的效果与idt变迹的轨迹曲线直接相关，且即使在抑制效果较好的情况下，也易导致多层saw器件出现品质因子的降低及插损的恶化。

技术实现思路

1、本发明旨在解决以上现有的技术问题，提出了一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，在此idt结构下的多层saw器件，在实现对谐振频率附近杂散响应抑制的同时，提高了saw器件谐振频率的品质因子，由2087.4提升至2212.8。

2、为了实现上述目的，本发明的具体方案如下：

3、设计多层saw器件，所述多层saw器件包括：第一sio2温度补偿层、第二sio2温度补偿层、第三sio2温度补偿层、第一高阻抗层、第二高阻抗层、压电层以及idt(interdigitaltransducer)层。所述第一高阻抗层位于第一sio2温度补偿层之上，所述第二sio2温度补偿层位于第一高阻抗层之上，所述第二高阻抗层位于第二sio2温度补偿层之上，所述第三sio2温度补偿层位于第二高阻抗层之上，所述压电层位于第三sio2温度补偿层之上，所述idt层位于压电层之上。所述idt层包括：第一汇流条，第二汇流条，第三汇流条，第四汇流条，第一电极，第二电极，第一赝电极，第二赝电极，第三赝电极与第四赝电极。

4、进一步地，所述第一高阻抗层与第二高阻抗层的共同材料为aln，其厚度都为0.015*λ，厚度方向为所述多层saw器件的z方向，λ为所述多层saw器件的周期长度。

5、进一步地，所述第一sio2温度补偿层、第二sio2温度补偿层、第三sio2温度补偿层的材料为sio2，其厚度分别为：0.015*λ、0.01*λ与0.01*λ。

6、进一步地，所述压电层的材料为128°y-x切铌酸锂，厚度为0.04*λ。

7、进一步地，所述idt层的材料为al，厚度为0.01*λ。

8、进一步地，所述第一汇流条与第三汇流条、第一电极、第一赝电极及第三赝电极相连接，构成终端，设置为1v；所述第二汇流条与第四汇流条、第二电极、第二赝电极及第四赝电极相连接，构成接地端。

9、进一步地，所述第一汇流条与第二汇流条相对于所述多层saw器件y方向的中线位置对称设置，其中第一汇流条的高度为0.6*λ，高度方向为所述多层saw器件的y方向；两条汇流条之间的距离为e，可选的，e＝6*λ。

10、进一步地，所述第一电极、第二电极、第一赝电极、第二赝电极的宽度为0.075*λ，金属化率为0.15，并在所述idt层中呈周期性布置，周期长度与所述多层saw器件周期长度相同。其中第一电极的高度与第二电极的高度相同，第一赝电极与第二赝电极的高度相同，第一电极、第二电极之间x方向的距离与第一电极、第二赝电极之间x方向的距离相同，为λ/2。

11、进一步地，所述第一电极、第二赝电极平行设置，第二电极、第一赝电极平行设置，且第一电极、第二赝电极与第二电极、第一赝电极之间的距离相同为f，f的取值范围为0＜f≤λ，可选的f＝0.1*λ。

12、进一步地，所述第三赝电极与第四赝电极在所述idt层中呈周期性布置，周期长度与所述多层saw器件周期长度相同，所述第三赝电极与第四赝电极的宽度、高度相同，两者之间x方向的距离为λ/2。其中第三赝电极的宽度为b，b的取值范围为0＜b＜0.5*λ，可选的，b＝0.075*λ；第三赝电极的高度为c，c的取值范围为0＜c＜λ，可选的，c＝0.3*λ。

13、进一步地，所述第三汇流条与第四汇流条相对于所述多层saw器件y方向的中线位置对称设置，其中第三汇流条的高度为a，a的取值范围为0＜a≤0.6*λ，可选的，a＝0.05*λ。

14、进一步地，所述第一赝电极的高度为d，d的取值范围为0＜d＜c，可选的，d＝0.1*λ。

15、进一步地，所述第一电极的高度为e-2*c-2*a-d-f。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点与有益效果：

17、多层saw器件通过调整相应层的材料与厚度后虽然能够满足5g时代对于saw器件高频、高带宽的要求，但若使用均匀idt布置则会在器件工作时出现母线附近的能量逸出，这些逸出的能量会导致器件q(品质因子)值的降低并在谐振频率附近产生杂散响应，该处的杂散响应则是会引起saw器件带内波纹及插损的恶化，对多层saw器件的性能造成不良的影响。目前，抑制saw器件杂散响应的标准法是对idt进行变迹加权，然而通过idt变迹法抑制杂散的效果与idt变迹的轨迹曲线直接相关，且即使在抑制效果较好的情况下，也易导致多层saw器件出现q值的降低及插损的恶化。本发明提供了一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，在此结构下，将母线附近的区域分割成高阻抗区域与低阻抗区域交替设置，形成类似于布拉格反射栅的结构，能够将逃逸在母线附近的大部分能量反射回谐振区域，对谐振频率附近的杂散响应进行良好抑制的同时，提高了多层saw器件谐振频率处的品质因子，由2087.4提升至2212.8。

技术特征：

1.一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，包含以下步骤：设计多层saw器件，所述多层saw器件包括：第一sio2温度补偿层，置于所述第一sio2温度补偿层之上的第一高阻抗层，置于所述第一高阻抗层之上的第二sio2温度补偿层，置于所述第二sio2温度补偿层之上的第二高阻抗层，置于所述第二高阻抗层之上的第三sio2温度补偿层，置于所述第三sio2温度补偿层之上的压电层，置于所述压电层之上的idt层；

2.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述压电层为具有负温度系数的压电材料，包括128°y-x切铌酸锂。

3.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第一高阻抗层与第二高阻抗层的材料包括氮化铝。

4.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述idt层的材料包括al。

5.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第一汇流条与第三汇流条、第一电极、第一赝电极及第三赝电极相连接，所述第二汇流条与第四汇流条、第二电极、第二赝电极及第四赝电极相连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第三汇流条与第四汇流条对称设置，且第三汇流条与第四汇流条的高度为a，a的取值范围为0＜a≤0.6*λ，其中λ为所述多层saw器件的周期长度。

7.根据权利要求6所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第一电极、第二电极、第一赝电极及第二赝电极的宽度为0.075*λ。

8.根据权利要求6所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第一电极、第二赝电极与第二电极、第一赝电极之间的距离相同为f，f的取值范围为0＜f≤λ。

9.根据权利要求6所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第三赝电极及第四赝电极对称设置，所述第三赝电极及第四赝电极宽度为b，高度为c，b的取值范围为0＜b＜0.5*λ，c的取值范围为0＜c＜λ。

10.根据权利要求9所述的一种具有抑制多层saw器件杂散的idt结构，其特征在于，所述第一赝电极及第二赝电极的高度为d，d的取值范围为0＜d＜c。

技术总结
本申请提供了一种具有抑制多层SAW器件杂散的IDT结构，所述多层SAW器件包括：第一SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层，置于所述第一SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层之上的第一高阻抗层，置于所述第一高阻抗层之上的第二SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层，置于所述第二SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层之上的第二高阻抗层，置于所述第二高阻抗层之上的第三SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层，置于所述第三SiO<subgt;2</subgt;温度补偿层之上的压电层，置于所述压电层之上的IDT层。所述IDT层包括：第一汇流条，第二汇流条，第三汇流条，第四汇流条，第一电极，第二电极，第一赝电极，第二赝电极，第三赝电极与第四赝电极。此种改进的IDT结构下的多层SAW器件对比均匀IDT结构下的多层SAW器件，不仅能够抑制均匀IDT下出现的杂散响应，还能对多层SAW器件谐振频率的品质因子进行提升。

技术研发人员：刘子奇,陈威
受保护的技术使用者：晨宸辰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/18