【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種射頻前端結構，具體涉及一種薄膜體聲波諧振器。
技術介紹
1、隨著5g通信技術的快速發展，對射頻前端濾波器提出的要求越來越高，包括高頻化、寬帶化、集成化和高功率化等特點。基于薄膜體聲波諧振器（film?bulk?acousticresonator，簡稱fbar）的濾波器因具有體積小、工作頻率高、插入損耗低、溫度穩定性好等優點，有望成為市場上射頻（radio?frequency，簡稱rf）和模擬濾波器的主流選擇之一。
2、fbar結構中的關鍵部件是由頂電極、壓電層、底電極構成的壓電振蕩堆，當在電極上施加一定頻率的電信號時，基于逆壓電效應，壓電振蕩堆會產生厚度方向上的彈性振動，引起沿厚度方向上傳播的體聲波。體聲波會在壓電振蕩堆的上下邊界往復反射，當壓電振蕩堆厚度是聲波半波長的奇數倍時，體聲波形成駐波振蕩，此時聲波損耗最小。在駐波振蕩頻率附近，當電信號相位與壓電薄膜材料的極化相位一致時，阻抗最小，諧振器產生串聯諧振，諧振頻率為串聯諧振頻率 f s；當電信號相位與壓電薄膜材料的極化相位相反時，阻抗最大，諧振器產生并聯諧振，諧振頻率為并聯諧振頻率 f p。
3、在實際情況中，由于壓電材料的剪切壓電效應、或壓電薄膜內部可能存在的缺陷、非完全c軸取向等因素的影響，fbar還會產生橫向傳播的寄生模式，如橫向傳播的縱波模式和垂直剪切模式相互耦合的蘭姆波模式。蘭姆波在傳播過程中
4、現有技術中，為了提升fbar的q值，一般在有效諧振區周圍掏空部分壓電層形成側面空腔以減少能量的橫向泄露。但是該方法會減小蘭姆波的傳播路徑，從而產生更強的寄生模態，影響fbar阻抗曲線的光滑度，導致基于fbar的體聲波濾波器插入損耗增加、通帶波紋惡化。因此，如何在不減小fbar的q值前提下，抑制fbar中的寄生模態，實現低插入損耗和大帶寬薄膜體聲波濾波器，是目前射頻濾波器發展亟待解決的問題之一。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對上述現有技術，提出一種弱寄生模態高q值fbar結構，通過在壓電層設計具有不規則邊緣的側面空腔，有效抑制fbar的寄生模態，提高fbar的品質因數。同時提出一種基于該fbar結構的濾波器。
2、技術方案：一種具有側面空腔的薄膜體聲波諧振器，包括聲學鏡、底電極、壓電層、頂電極；其中，底電極設置于聲學鏡之上，壓電層設置在底電極與上方的頂電極之間；所述聲學鏡、底電極、壓電層和頂電極在諧振器厚度方向上的合區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于等于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側分別對應設有貫穿所述壓電層的側面空腔；所述側面空腔的水平截面形狀中臨近所述有效諧振區域的一邊為不規則形狀。
3、進一步的，所述不規則形狀由折線段、波浪線段、臺階線段中的一種或多種線段連接構成。
4、進一步的，所述不規則形狀的側邊在所述有效諧振區的臨近邊上的投影長度為該臨近邊長度的50%以上。
5、進一步的，所述不規則形狀上間隔存在不少于3個由所述折線段或波浪線段或臺階線段形成的凸起結構。
6、進一步的，所述側面空腔在與所述有效諧振區域連線方向上的寬度不少于6?μm。
7、進一步的，所述側面空腔與所述有效諧振區域的的臨近邊的間距不大于6?μm。
8、進一步的，所述側面空腔與所述底電極一側邊的引線及所述頂電極一側邊的引線在豎直方向上均沒有重疊。
9、一種濾波器，包括若干個所述薄膜體聲波諧振器，所述薄膜體聲波諧振器之間基于電學拓撲結構，通過底電極或頂電極連接，形成串聯或并聯組合，共同組成濾波器結構。
10、進一步的，在各有效諧振區域與外部連接的電極所在邊的相鄰邊外側對應設置有所述側面空腔。
11、有益效果：隨著通信系統的發展，要求fbar朝著高頻化、小型化發展。為了實現更高的q值，通常在fbar有效諧振區域外部設計規則側面空腔，以減少橫向聲波能量的泄露。但是較小的有效諧振面積將縮短橫向雜散聲波的傳播路徑，產生明顯的寄生模態，因此結構小型化與不縮短橫向聲波的傳播路徑之間是器件結構設計上的矛盾難題。本專利技術提出的一種fbar結構，通過在有效諧振區域周圍設計具有不規則邊緣形狀的側面空腔，使原本集中的橫向聲波分散，并使原有橫向聲波的傳播路徑延長，橫向寄生模態的強度減弱，解決了傳統規則側面空腔導致的寄生問題，實現寄生模態弱，品質因數高的fbar器件，有利于實現高性能濾波器及相關電子器件。
12、同時，本專利技術結構可以與現有典型fbar器件的制造方法兼容，無需增加掩模版數量，減少制造工藝的復雜度，具備大規模制造的能力。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種具有側面空腔的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，包括聲學鏡、底電極、壓電層、頂電極；其中，底電極設置于聲學鏡之上，壓電層設置在底電極與上方的頂電極之間；所述聲學鏡、底電極、壓電層和頂電極在諧振器厚度方向上的合區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于等于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側分別對應設有貫穿所述壓電層的側面空腔；所述側面空腔的水平截面形狀中臨近所述有效諧振區域的一邊為不規則形狀。
2.根據權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀由折線段、波浪線段、臺階線段中的一種或多種線段連接構成。
3.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀的側邊在所述有效諧振區的臨近邊上的投影長度為該臨近邊長度的50%以上。
4.根據權利要求2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀上間隔存在不少于3個由所述折線段或波浪線段或臺階線段形成的凸起結構。
5.根據權利要求3所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述側面空腔在與所述有效諧振區域連線方向上的寬度不少于
6.根據權利要求3所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述側面空腔與所述有效諧振區域的的臨近邊的間距不大于6?μm。
7.根據權利要求3所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述側面空腔與所述底電極一側邊的引線及所述頂電極一側邊的引線在豎直方向上均沒有重疊。
8.一種濾波器，其特征在于，包括若干個根據權利要求1-7任一所述的薄膜體聲波諧振器，所述薄膜體聲波諧振器之間基于電學拓撲結構，通過底電極或頂電極連接，形成串聯或并聯組合，共同組成濾波器結構。
9.根據權利要求8所述的濾波器，其特征在于，在各有效諧振區域與外部連接的電極所在邊的相鄰邊外側對應設置有所述側面空腔。
...【技術特征摘要】
1.一種具有側面空腔的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，包括聲學鏡、底電極、壓電層、頂電極；其中，底電極設置于聲學鏡之上，壓電層設置在底電極與上方的頂電極之間；所述聲學鏡、底電極、壓電層和頂電極在諧振器厚度方向上的合區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于等于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側分別對應設有貫穿所述壓電層的側面空腔；所述側面空腔的水平截面形狀中臨近所述有效諧振區域的一邊為不規則形狀。
2.根據權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀由折線段、波浪線段、臺階線段中的一種或多種線段連接構成。
3.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀的側邊在所述有效諧振區的臨近邊上的投影長度為該臨近邊長度的50%以上。
4.根據權利要求2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述不規則形狀上間隔存...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。