【技术实现步骤摘要】
本申请涉及谐振器，特别涉及一种高频声波谐振器及其制备方法。
技术介绍
1、随着现代无线通信技术的飞速发展，各种通信频谱应运而生，以满足日益增长的通信需求，信号频段不断增加，工作频率提高，工作带宽扩大，这对移动通信设备中的射频前端模块提出了更加严苛的要求，射频前端需要更高的性能和更好的可靠性。滤波器作为射频前端中的主要器件，在信号处理过程中扮演者重要角色，随着手机、平板之类的移动终端需要支持的信号频谱的数量不断增加，对于每种频谱都要求与之相对应的滤波器进行来处理该信号，移动终端中所需的滤波器数量也不断攀升。
2、目前存在的一个突出挑战是缺乏c波段(4-8ghz)的小型化的高频、宽带的声波滤波器。例如，实现5g技术需要访问更大的物理带宽去扩展数据容量，这对声波滤波器性能提出了更高的要求。声波滤波器中包括多个声波谐振器，声波谐振器通常包括声表面波谐振器(saw)和体声波谐振器(baw)。相关技术中，当要实现的频率较高时，声表面波谐振器需综合考虑衬底结构声速、目标声波声速和图案化电极线宽的设计，制备工艺和器件稳定性都面临着严峻的挑战；体声波谐振器可通过减小压电膜的厚度以提升频率，但其带宽受限，为了防止声波能量的泄露，通常对体声波谐振器的支撑衬底作悬空处理，其存在结构稳定性差、散热差的问题。因此，亟需解决声波滤波器无法兼具高频、大带宽、高机械稳定性和优良散热性的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述问题，本申请提供一种高频声波谐振器及其制备方法，能够解决声波滤波器高无法兼具
2、一方面，本申请提供一种高频声波谐振器，包括：
3、第一支撑衬底；
4、位于所述第一支撑衬底一侧表面的反射层，所述反射层是对基础材料体进行离子注入改性形成的；至少包括沿所述第一支撑衬底的厚度方向层叠设置的一层低声速反射层和一层高声速反射层；
5、位于所述反射层背离所述第一支撑衬底的表面的压电膜，与所述第一支撑衬底互为异质材料，且与反射层互为异质材料，所述低声速反射层、所述压电膜、所述基础材料体的声阻抗依次升高，所述高声速反射层的声阻抗大于所述压电膜的声阻抗；
6、位于所述压电膜背离所述反射层的表面的电极。
7、可能的实施方式中，所述反射层满足下述特征中的至少之一：
8、所述低声速反射层包括2-5层；
9、所述高声速反射层包括2-5层；
10、所述低声速反射层的改性系数为0.01～0.6；
11、所述高声速反射层的改性系数为0.7～3，所述改性系数为基础材料体改性后的弹性系数与改性前的弹性系数的比值。
12、可能的实施方式中，所述高频声波谐振器满足下述特征中的至少之一：
13、所述基础材料体的慢剪切波声速与在所述压电层内传播的目标声波声速的比值不低于0.4；
14、所述第一支撑衬底的材料包括碳化硅、硅、蓝宝石、石英、氮化铝、氮化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石、类金刚石、碳化硼、氮化硼和氧化锆中的一种或多种；
15、所述基础材料体的材料包括碳化硅、硅、蓝宝石、石英、氮化铝、氮化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石、类金刚石、碳化硼、氮化硼和氧化锆中的一种或多种；
16、所述基础材料体的材料包括氧化硅、含氟氧化硅、氮氧化硅、多晶硅、五氧化二钽、二氧化碲中的一种或多种；
17、所述压电层的材料包括铌酸锂、铌酸钾、钽酸锂、氮化铝、石英、氧化锌中的一种或多种；
18、所述电极为图案化电极，所述图案化电极的周期为λ；
19、所述电极为整面电极。
20、可能的实施方式中，所述反射层的厚度满足下述特征中的至少之一：
21、一层所述低声速反射层的厚度为0.1～0.4λ；
22、一层所述高声速反射层的厚度为0.1～0.4λ。
23、可能的实施方式中，所述基础材料体与所述第一支撑衬底为同质材料。
24、可能的实施方式中，所述反射层与所述压电膜之间还设置有第二支撑衬底，所述第二支撑衬底满足下述特征中的至少之一：
25、所述第二支撑衬底与所述第一支撑衬底为同质材料；
26、所述第二支撑衬底的厚度不超过0.4λ。
27、可能的实施方式中，所述反射层与所述压电膜之间还设置有第一介质层，所述第一介质层满足下述特征中的至少之一：
28、所述第一介质层的材料包括氧化硅、含氟氧化硅、氮氧化硅、多晶硅、氮化铝、五氧化二钽、二氧化碲中的一种或多种；
29、所述第一介质层的厚度为0.1～1λ。
30、可能的实施方式中，所述基础材料体与所述第一支撑衬底互为异质材料，所述高频声波谐振器满足下述特征中的至少之一：
31、所述压电膜与所述反射层之间还设置有第二介质层；
32、所述第二介质层的厚度不超过0.4λ。
33、另一方面，本申请提供一种高频声波谐振器的制备方法，包括如下步骤：
34、提供层叠设置的第一支撑衬底和基础材料体；
35、通过离子注入对所述基础材料体进行改性，形成位于所述第一支撑衬底一侧表面的反射层；所述反射层是对基础材料体进行离子注入改性形成的；至少包括沿所述第一支撑衬底的厚度方向层叠设置的一层低声速反射层和一层高声速反射层；
36、在所述反射层背离所述第一支撑衬底的表面形成压电膜，与所述第一支撑衬底互为异质材料，且与反射层互为异质材料，所述低声速反射层、所述压电膜、所述基础材料体的声阻抗依次升高，所述高声速反射层的声阻抗大于所述压电膜的声阻抗；
37、于所述压电膜背离所述反射层的表面形成电极，得到所述高频声波谐振器。
38、可能的实施方式中，在所述离子注入步骤之前还包括在所述基础材料体背离所述第一支撑衬底的表面设置缓冲层，在形成所述压电膜步骤之前还包括去除所述缓冲层。
39、基于上述技术方案，本申请具有以下有益效果：
40、本申请的技术方案提供一种高频声波谐振器及其制备方法，高频声波谐振器包括依次叠层设置的第一支撑衬底、反射层、压电膜和电极。反射层是对基础材料体进行离子注入改性形成的，反射层至少包括交替设置的一层低声速反射层和一层高声速反射层。低声速反射层、压电膜、基础材料体的声阻抗依次升高，高声速反射层的声阻抗大于压电膜的声阻抗。通过在第一支撑衬底和压电层之间设置反射层，且低/高声速反射层、压电膜、基础材料体的声阻抗满足上述要求时，反射层能够对高声速声波的能量进行层层反射，将高声速的声波能量约束在压电层和反射层内部，防止高声速声波的能量向第一支撑衬底泄露造成损耗。实现对高声速和大机电耦合系数声波模式的有效激发，制得高频、大带宽的声波谐振器。此外，本申请通过采用离子注入对基础材料体进行改性处理得到反射层，无需对第一支撑衬底结构进行悬空，无需刻蚀压电膜，保留本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频声波谐振器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1中所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层满足下述特征中的至少之一：
3.根据权利要求1或2所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述高频声波谐振器满足下述特征中的至少之一：
4.根据权利要求3所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层的厚度满足下述特征中的至少之一：
5.根据权利要求3所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述基础材料体与所述第一支撑衬底为同质材料。
6.根据权利要求5中所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层与所述压电膜之间还设置有第二支撑衬底，所述第二支撑衬底满足下述特征中的至少之一：
7.根据权利要求5中所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层与所述压电膜之间还设置有第一介质层，所述第一介质层满足下述特征中的至少之一：
8.根据权利要求3所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述基础材料体与所述第一支撑衬底互为异质材料，所述高频声波谐振器满足下述特征中的至少之一：
9.一
10.根据权利要求9所述的一种高频声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述离子注入步骤之前还包括在所述基础材料体背离所述第一支撑衬底的表面设置缓冲层，在形成所述压电膜步骤之前还包括去除所述缓冲层。
...【技术特征摘要】
1.一种高频声波谐振器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1中所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层满足下述特征中的至少之一：
3.根据权利要求1或2所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述高频声波谐振器满足下述特征中的至少之一：
4.根据权利要求3所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层的厚度满足下述特征中的至少之一：
5.根据权利要求3所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述基础材料体与所述第一支撑衬底为同质材料。
6.根据权利要求5中所述的一种高频声波谐振器，其特征在于，所述反射层与所述压电膜之间还设置有第二支撑衬底，所述第二支撑衬底...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽萍，
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：
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