一种声波滤波器制造技术

本发明专利技术涉及微电子技术领域，本发明专利技术公开了一种声波滤波器。该声波滤波器包括连接的串联谐振器和并联谐振器；该串联谐振器用于在电场激发下产生第一目标模式和第一杂散模式；该并联谐振器用于在电场激发下产生第二目标模式和第二杂散模式；该第一目标模式的谐振峰与该第二目标模式的谐振峰存在预设距离；该串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率大于该并联谐振器的第二杂散模式的谐振频率，该第一杂散模式的谐振峰与该第二杂散模式的谐振峰的重叠率为35％～100％；或者，该串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率小于等于该并联谐振器的第二杂散模式的谐振频率，即可实现消除或大幅减弱该滤波器中杂散波。弱该滤波器中杂散波。弱该滤波器中杂散波。

【技术实现步骤摘要】
一种声波滤波器


[0001]本专利技术涉及微电子
，特别涉及一种声波滤波器。

技术介绍

[0002]现代通讯行业对信号质量的要求越来越高以及对通信频谱资源的争夺 越演越烈。越来越拥挤的频段要求滤波器在通带外具有足够的带外抑制以 免和其他频段发生冲突，然而，当组成滤波器的谐振器中存在目标模式以 外的杂散模式时，在目标模式带外将会出现额外的通带。
[0003]常见的声波模式包括对称型兰姆波(S)、水平剪切波的高阶模态(SH)、 反对称型兰姆波(A)、厚度剪切模式(TSM)、厚度伸缩模式(TEM)、瑞利 模式(Rayleigh)以及它们的高阶模式。在特定切型的压电晶体中，由于 其复杂的压电系数及刚度系数分量，当一种声波模式作为目标模式时，往 往伴随有其他模式作为杂散模式存在。根据杂散模式的频散特性，挑选合 适的声波谐振器几何结构及各层材料，也许可以实现杂散模式的抑制。但 也存在串并联谐振器中的杂散模式无法同时得到抑制或者均无法抑制的情 况，这种顽固杂散模式将在滤波器中形成额外的通带，使得滤波器无法实 现应用。额外的外接电路可以一定程度解决滤波器中的杂波问题，但是上 升的成本，增大的体积，以及下降的性能，使得该方案没有成为滤波器设 计中的首选。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的是现有技术中滤波器不能同时对串并联谐振器中的杂 散模式抑制或者均无法抑制的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请公开了一种声波滤波器，其包括连接的 串联谐振器和并联谐振器；
[0006]该串联谐振器用于在电场激发下产生第一目标模式和第一杂散模式；
[0007]该并联谐振器用于在电场激发下产生第二目标模式和第二杂散模式；
[0008]该第一目标模式的谐振峰与该第二目标模式的谐振峰存在预设距离； 该串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率大于该并联谐振器的第二杂散模 式的谐振频率，该第一杂散模式的谐振峰与该第二杂散模式的谐振峰的重 叠率为35％～100％；或者，该串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率小于等 于该并联谐振器的第二杂散模式的谐振频率。
[0009]可选的，该第一目标模式包括兰姆波、水平剪切波、瑞利模式及其高 阶模式；
[0010]该第一杂散模式包括兰姆波、水平剪切波、瑞利模式及其高阶模式。
[0011]可选的，该第二目标模式与该第一目标模式相同；
[0012]该第一杂散模式与该第二杂散模式相同。
[0013]可选的，该串联谐振器包括依次层叠的第一支撑衬底、第一压电薄膜 和第一顶电极；
[0014]该并联谐振器包括依次层叠的第二支撑衬底、第二压电薄膜和第二顶 电极；
[0015]该第一目标模式的谐振峰的位置由该第一压电薄膜的厚度决定；
[0016]该第二目标模式的谐振峰的位置由该第二压电薄膜的厚度决定。
[0017]可选的，该第二目标模式和该第二杂散模式对负载的敏感度不同；
[0018]该负载包括第二顶电极；
[0019]当该第二顶电极为叉指换能器时，通过调整该第二顶电极的厚度和周 期来调整该第二杂散模式的谐振峰的位置。
[0020]可选的，该第二目标模式和该第二杂散模式对声波的面内传播方向的 各向异性程度不同；
[0021]当该第二顶电极为叉指换能器时，通过调整该第一方向与该第二压电 薄膜的表面轴线的夹角来调整该第二杂散模式的谐振峰的位置；第一方向 为垂直于所述第二顶电极的电极指的方向。
[0022]可选的，该串联谐振器由薄膜悬空型谐振器和固态装配型谐振器中的 一种或两种组成；
[0023]该并联谐振器由薄膜悬空型谐振器和固态装配型谐振器中的一种或两 种组成。
[0024]可选的，该第一压电薄膜包括压电薄膜与其他材料的复合薄膜、单层 压电薄膜和多层压电薄膜；
[0025]该第二压电薄膜包括单层压电薄膜、多层压电薄膜和复合薄膜。
[0026]可选的，该第一压电薄膜的材料和该第二压电薄膜的材料为铌酸锂、 钽酸锂、铌酸钾、氮化铝、掺钪氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅或铌镁酸铅－ 钛酸铅中的一种或者多种组合；
[0027]该第一支撑衬底的材料和该第二支撑衬底的材料为铌酸锂、钽酸锂、 硅、石英、尖晶石、锗、碳化硅、金刚石、类金刚石、蓝宝石、氮化铝、 氮化硅中的一种或者多种组合。
[0028]可选的，该第一顶电极和该第二顶电极包括单层金属薄膜、多层金属 薄膜、金属与非金属组成的复合薄膜。
[0029]采用上述技术方案，本申请提供的声波谐振器具有如下有益效果：
[0030]本申请公开了一种声波滤波器，其包括连接的串联谐振器和并联谐振 器；该串联谐振器用于在电场激发下产生第一目标模式和第一杂散模式； 该并联谐振器用于在电场激发下产生第二目标模式和第二杂散模式；该第 一目标模式的谐振峰与该第二目标模式的谐振峰存在预设距离；该串联谐 振器的第一杂散模式的谐振频率大于该并联谐振器的第二杂散模式的谐振 频率，该第一杂散模式的谐振峰与该第二杂散模式的谐振峰的重叠率为 35％～100％；或者，该串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率小于等于该并 联谐振器的第二杂散模式的谐振频率，即可实现消除或大幅减弱该滤波器 中杂散波；而不需要对滤波器中单个谐振器中杂散波进行消除，提高了本 申请滤波器的应用灵活性，降低了该滤波器的加工难度。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得
其他的附图。
[0032]图1为本申请一种可选的声波滤波器的结构示意图；
[0033]图2为本申请另一种可选的声波滤波器的结构示意图；
[0034]图3为本申请一种可选的第一顶电极的俯视图；
[0035]图4为一种可选的一阶滤波器的结构示意图；
[0036]图5为一种可选的高阶滤波器的结构示意图；
[0037]图6为未优化的SH1模式串并联谐振器的仿真导纳曲线；
[0038]图7为图6所示的谐振器结果组建的滤波器S21曲线；
[0039]图8为对图6中的并联谐振器优化后的导纳曲线；
[0040]图9为对图6中的并联谐振器优化后的滤波器S21曲线；
[0041]图10为一种可选的未优化的SH0模式串并联谐振器的仿真导纳曲线；
[0042]图11为图10所示的谐振器结果组建的滤波器S21曲线；
[0043]图12为对图10中的并联谐振器优化后的导纳曲线；
[0044]图13为对图10中的并联谐振器优化后的滤波器S21曲线；
[0045]图14为另一种未优化的SH0模式串并联谐振器的仿真导纳曲线；
[0046]图15为图14所示的谐振器结果组建的滤波器S21曲线；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声波滤波器，其特征在于，包括连接的串联谐振器和并联谐振器；所述串联谐振器用于在电场激发下产生第一目标模式和第一杂散模式；所述并联谐振器用于在电场激发下产生第二目标模式和第二杂散模式；所述第一目标模式的谐振峰与所述第二目标模式的谐振峰存在预设距离；所述串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率大于所述并联谐振器的第二杂散模式的谐振频率，所述第一杂散模式的谐振峰与所述第二杂散模式的谐振峰的重叠率为35％～100％；或者，所述串联谐振器的第一杂散模式的谐振频率小于等于所述并联谐振器的第二杂散模式的谐振频率。2.根据权利要求1所述的声波滤波器，其特征在于，所述第一目标模式包括兰姆波、水平剪切波、瑞利模式及其高阶模式；所述第一杂散模式包括兰姆波、水平剪切波、瑞利模式及其高阶模式。3.根据权利要求2所述的声波滤波器，其特征在于，所述第二目标模式与所述第一目标模式相同；所述第一杂散模式与所述第二杂散模式相同。4.根据权利要求1所述的声波滤波器，其特征在于，所述串联谐振器包括依次层叠的第一支撑衬底、第一压电薄膜和第一顶电极；所述并联谐振器包括依次层叠的第二支撑衬底、第二压电薄膜和第二顶电极；所述第一目标模式的谐振峰的位置由所述第一压电薄膜的厚度决定；所述第二目标模式的谐振峰的位置由所述第二压电薄膜的厚度决定。5.根据权利要求4所述的声波滤波器，其特征在于，所述第二目标模式和所述第二杂散模式对负载的敏感度不同；所述负载包括第二顶电极；当所述第二顶电极为叉指换能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴进波，
申请(专利权)人：上海馨欧集成微电有限公司，
类型：发明
国别省市：