【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子器件领域，尤其涉及一种可重构的声学谐振器及其制备方法。
技术介绍
1、随着通信技术的发展，越来越多的新频段被开辟出来，想要用一个设备在多个频段上实现滤波功能，需要使用大量分立滤波器和开关组成的开关滤波器组来实现，这会使得通讯设备变得笨重而昂贵。在此背景下，市场对可调谐的射频声学滤波器需求日益增加，其最具潜力的实现途径之一是研发出高性能的可重构声学谐振器。压电换能器的特性是由几何形状、材料特性和叉指电极的电边界条件所共同决定的。传统声学谐振器制造完成后材料和形状确定，无法实现频带的移动。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种可重构的声学谐振器，可以通过控制单元对相变开关进行状态控制，以实现调谐电极的电位可控，从而使得压电膜上的电学条件发生变化，进而实现声学谐振器的频带移动。
2、一方面，本专利技术提供了一种可重构的声学谐振器，包括：
3、支撑衬底；
4、位于所述支撑衬底上的具有凹槽的压电膜；所述凹槽中设置有发热金属层；
5、位于所述发热金属层上的第二绝缘介质层；
6、位于所述压电膜上的第一汇流条、第二汇流条、叉指电极以及相变开关；
7、其中，所述第一汇流条、所述第二汇流条相对设置于所述压电膜的边缘表面；所述叉指电极设置于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间，所述叉指电极包括固定电极以及调谐电极；所述相变开关的两端均与所述调谐电极连接。
8、可选的，所述调谐电极的一端与所述第一汇流条固
9、金属块，所述金属块位于所述调谐电极的末端以及所述固定电极的两端。
10、可选的，所述固定电极为条状结构，所述固定电极包括第一固定电极以及第二固定电极，所述第一固定电极与所述第一汇流条固定连接，所述第二固定电极与所述第二汇流条固定连接；
11、所述叉指电极为多组，每组所述叉指电极包括依次间隔排列的所述第一固定电极、所述第二固定电极以及所述调谐电极；
12、所述第一固定电极的自由端与所述第二汇流条之间的距离，等于所述第二固定电极的自由端与所述第一汇流条之间的距离。
13、可选的，每组所述叉指电极包括m个带有相变开关的调谐电极、k个第一固定电极和n个第二固定电极；其中，n＝m+k，
14、可选的，还包括：
15、位于所述支撑衬底上的第一绝缘介质层；
16、所述具有凹槽的压电膜位于所述第一绝缘介质层上。
17、可选的，所述支撑衬底包括含空气腔和不含空气腔两种类型，其中含空气腔类型的，所述支撑衬底中存在预设空气腔，所述支撑衬底由支撑部件以及所述空气腔构成，所述调谐电极、第一固定电极、第二固定电极、第一汇流条、第二汇流条、金属块结构均处于其正上方区域；
18、所述压电膜位于所述支撑部件上；所述空气腔位于所述压电膜与所述支撑部件之间，所述凹槽设置于所述压电膜远离所述支撑衬底的一侧。
19、可选的，所述发热金属层与所述第二绝缘介质层的厚度之和等于所述凹槽的深度；所述第二绝缘介质层远离所述发热金属层一侧的表面与所述压电膜远离所述第一绝缘介质层一侧的表面齐平。
20、可选的，所述凹槽靠近所述第一汇流条设置，且所述凹槽与所述第一汇流条相平行，所述凹槽贯穿所述叉指电极所在区域；所述相变开关位于所述第二绝缘介质层表面；靠近所述第一汇流条一侧的所述金属块位于所述第二绝缘介质层表面。
21、可选的，还包括：
22、与所述第一汇流条固定连接的第一假指电极；所述第一假指电极与所述第二固定电极位于同一条直线上，且所述第一假指电极与所述第二固定电极之间具有间隙；
23、与所述第二汇流条固定连接的第二假指电极；所述第二假指电极与所述第一固定电极或所述调谐电极位于同一条直线上，且所述第二假指电极与所述第一固定电极或所述调谐电极之间具有间隙。
24、可选的，还包括：
25、位于所述压电膜上的反射栅，所述反射栅与所述凹槽不接触；所述反射栅为开路反射栅或短路反射栅；所述开路反射栅包括多个相互平行设置的第三固定电极；多个所述第三固定电极的尺寸相同且等间距分布，多个所述第三固定电极的端部位于同一条直线上；每个所述第三固定电极与所述叉指电极相互平行设置；
26、所述短路反射栅包括相互平行的两个第三汇流条以及位于所述两个第三汇流条之间的多个所述第三固定电极；每个所述第三固定电极均与所述两个第三汇流条相互垂直；所述两个第三汇流条与所述叉指电极相互垂直；每个第三固定电极的两端分别与所述两个第三汇流条固定连接。
27、可选的，所述支撑衬底可以为高速支撑衬底，所述支撑衬底的材料包括碳化硅、金刚石、蓝宝石、硅或石英；
28、所述压电膜的材料包括铌酸锂、钽酸锂；
29、所述相变开关的材料包括钒氧化物和硫系化合物。
30、可选的，所述第一绝缘介质层、所述第二绝缘介质层的材料包括二氧化硅、氮化硅或氧化铝；
31、所述发热金属层的材料包括铬、钨、镍-铬-硅、钛-氮化钛-钨材料。
32、可选的，所述调谐电极、第一固定电极、第二固定电极、第一汇流条、第二汇流条、金属块的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银、金中的一种或多种的组合。
33、可选的，所述压电膜激发的目标弹性波包括纵向泄漏声表面波、兰姆波、水平剪切波以及瑞利模式。
34、可选的，所述压电膜的厚度与所述声学谐振器的波长的比值范围为0.05～0.85。
35、可选的，所述压电膜的厚度范围为150nm～1.5μm。
36、可选的，所述第一固定电极与所述相变开关开启时的调谐电极电势一致；所述第二固定电极与所述相变开关开启时的调谐电极电势不同。
37、可选的，所述相变开关中材料发生相变之前的电阻率与所述相变开关中材料发生相变之后的电阻率的比值大于100。
38、另一方面，本专利技术提供一种可重构的声学谐振器的制备方法，所述方法包括：
39、提供支撑衬底；
40、在所述支撑衬底上形成具有凹槽的压电膜；
41、在所述压电膜的凹槽中形成发热金属层；
42、在所述发热金属层上形成第二绝缘介质层；
43、在所述压电膜上形成第一汇流条、第二汇流条、叉指电极以及相变开关；
44、其中，所述第一汇流条、所述第二汇流条相对设置于所述压电膜的边缘表面；所述叉指电极设置于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间，所述叉指电极包括固定电极以及调谐电极；所述相变开关的两端均与所述调谐电极连接。
45、本专利技术具有如下有益效果：
46、本专利技术提供了一种可重构的声学谐振器，包括支撑衬底；位于所述支撑衬底上的具有凹槽的压电膜；所述凹槽中设置有发热金属层；位于所述发热金属层上的第二绝缘介质层；位于所述压电膜上的第一汇本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可重构的声学谐振器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述调谐电极的一端与所述第一汇流条固定连接，所述相变开关靠近所述第一汇流条设置，还包括：
3.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述固定电极为条状结构，所述固定电极包括第一固定电极以及第二固定电极，所述第一固定电极与所述第一汇流条固定连接，所述第二固定电极与所述第二汇流条固定连接；
4.根据权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，每组所述叉指电极包括m个带有相变开关的调谐电极、k个第一固定电极和n个第二固定电极；其中，n＝m+k，
5.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，
7.根据权利要求5或6所述的声学谐振器，其特征在于，所述发热金属层与所述第二绝缘介质层的厚度之和等于所述凹槽的深度；所述第二绝缘介质层远离所述发热金属层一侧的表面与所述压电膜远离所述第一绝缘介质层一侧的表面齐平。
8.根据权利要求7所述的声学谐振器，其特征在于
9.根据权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，还包括：
10.根据权利要求8所述的声学谐振器，其特征在于，还包括：
11.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述支撑衬底可以为高速支撑衬底，所述支撑衬底的材料包括碳化硅、金刚石、蓝宝石、硅或石英；
12.根据权利要求7所述的声学谐振器，其特征在于，所述第一绝缘介质层、所述第二绝缘介质层的材料包括二氧化硅、氮化硅或氧化铝；
13.根据权利要求7所述的声学谐振器，其特征在于，所述调谐电极、第一固定电极、第二固定电极、第一汇流条、第二汇流条、金属块、第三固定电极、第三汇流条的材料包括铝、钨、铬、钛、铜、银、金中的一种或多种的组合。
14.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述压电膜激发的目标弹性波包括纵向泄漏声表面波、兰姆波、水平剪切波以及瑞利模式。
15.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述第一固定电极与所述相变开关开启时的调谐电极电势一致；所述第二固定电极与所述相变开关开启时的调谐电极电势不同。
16.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述相变开关中材料发生相变之前的电阻率与所述相变开关中材料发生相变之后的电阻率的比值大于100。
17.一种可重构的声学谐振器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种可重构的声学谐振器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述调谐电极的一端与所述第一汇流条固定连接，所述相变开关靠近所述第一汇流条设置，还包括：
3.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，所述固定电极为条状结构，所述固定电极包括第一固定电极以及第二固定电极，所述第一固定电极与所述第一汇流条固定连接，所述第二固定电极与所述第二汇流条固定连接；
4.根据权利要求3所述的声学谐振器，其特征在于，每组所述叉指电极包括m个带有相变开关的调谐电极、k个第一固定电极和n个第二固定电极；其中，n＝m+k，
5.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的声学谐振器，其特征在于，
7.根据权利要求5或6所述的声学谐振器，其特征在于，所述发热金属层与所述第二绝缘介质层的厚度之和等于所述凹槽的深度；所述第二绝缘介质层远离所述发热金属层一侧的表面与所述压电膜远离所述第一绝缘介质层一侧的表面齐平。
8.根据权利要求7所述的声学谐振器，其特征在于，所述凹槽靠近所述第一汇流条设置，且所述凹槽与所述第一汇流条相平行，所述凹槽贯穿所述叉指电极所在区域；所述相变开关位于所述第二绝缘介质层表面；靠近所述第一汇流条一侧的所述金属块位于所述第二绝缘介质层表面。
...【专利技术属性】
技术研发人员：欧欣，陈冰洲，张师斌，郑鹏程，孙米静，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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