一种消除模态的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器与流程

本技术涉及体声波谐振器，具体而言，涉及一种消除模态的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器。

背景技术：

1、体声波谐振器为通过压电材料的压电效应实现电能和机械能的相互转换，并利用器件特殊的边界条件使得机械波产生谐振的电学器件。由于体声波谐振器能够产生高品质因数的谐振峰，因此体声波谐振器被广泛应用在通信滤波和导航定位等领域中。

2、在体声波谐振器的实际应用场景中，由于压电材料对电能和机械能的相互转换会不可避免地产生一系列rl（rayleigh-lamb，瑞利-兰姆）模态，该rl模态包括对称模态（symmetric mode，其包括s0模态（参考图11中的s0）、s1+模态（参考图11中的s1+）和s1-模态（参考图20中的s1-），非对称模态（antisymmetric mode，其包括a0模态（参考图11中的a0）和a1模态（参考图11中的a1））以及弯曲模态（flexure mode，其包括a2模态），该rl模态相当于体声波谐振器的杂波，且该rl模态会泄漏至体声波谐振器的有效区域外，因此rl模态会导致体声波谐振器的性能下降。由于现有技术难以消除rl模态中的任何模态，因此现有技术存在由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

3、针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种消除模态的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器，能够有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种消除模态的体声波谐振器，其包括：

3、由下至上依次连接的衬底、底电极、压电层和顶电极，底电极下方设有声反射镜；

4、模态消除层，位于声反射镜上方，其具有至少两个围绕声反射镜边缘设置且内外分布的间隙组或至少两个围绕声反射镜边缘设置且内外分布的障碍物组，每个间隙组均包括多个间隔设置的开孔，每个障碍物组均包括多个间隔设置的障碍物块，模态消除层在俯视方向上的投影的外边界不超出声反射镜在俯视方向上的投影的外边界。

5、本技术提供的一种消除模态的体声波谐振器，包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和模态消除层，由于模态消除层能够消除s1-模态或s1+模态，而s1-模态和s1+模态均为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术相当于通过设置模态消除层的方式精确消除rl模态中的其中一种模态，而由于在s1-模态或s1+模态被精确消除后，rl模态中的能量会下降，即泄漏至体声波谐振器的有效区域外的能量会减少，因此本技术能够通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式减少体声波谐振器的能量泄漏，即本技术可以通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

6、可选地，间隙组的数量为2-4个。

7、该技术方案将间隙组的数量设置为2-4个，该技术方案能够有效地避免出现由于间隙组的数量过少而导致s1-模态难以被完全消除以及由于间隙组的数量过多而导致体声波谐振器的有效区域过小的情况。

8、可选地，相邻的间隙组中的开孔错位设置。

9、由于该技术方案的相邻的间隙组中的开孔错位设置，而错位设置的开孔能够更好地消除s1-模态以及减少体声波谐振器的能量泄漏，因此该技术方案能够有效地提高模态消除层的s1-模态消除效果以及进一步地提高体声波谐振器的性能。

10、可选地，同一间隙组中相邻的开孔的间距大于等于开孔的宽度。

11、该技术方案将同一间隙组中相邻的开孔的间距设置大于等于开孔的宽度，该技术方案能够有效地避免出现由于同一间隙组中相邻的开孔的间距过小而导致产生杂波的情况。

12、可选地，在模态消除层具有至少两个围绕声反射镜边缘设置且内外分布的间隙组时，模态消除层还具有设置在顶电极上且围绕声反射镜边缘设置的介质墙，间隙组设置在介质墙上且贯通介质墙。

13、可选地，障碍物组的数量为2-4个。

14、该技术方案将障碍物组的数量设置为2-4个，该技术方案能够有效地避免出现由于障碍物组的数量过少而导致s1+模态难以被完全消除以及由于障碍物组的数量过多而导致体声波谐振器的有效区域过小的情况。

15、可选地，相邻的障碍物组中的障碍物块错位设置。

16、由于该技术方案的相邻的障碍物组中的障碍物块错位设置，错位的障碍物块能够更好地消除s1+模态以及减少体声波谐振器的能量泄漏，因此该技术方案能够有效地提高模态消除层的s1+模态消除效果以及进一步地提高体声波谐振器的性能。

17、可选地，声反射镜为空气腔或若干层布拉格反射层。

18、第二方面，本技术还提供了一种消除模态的体声波谐振器制备方法，该方法用于制备上述第一方面提供的一种消除模态的体声波谐振器。

19、本技术提供的一种消除模态的体声波谐振器制备方法，用于制备消除模态的体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和模态消除层，由于模态消除层能够消除s1-模态或s1+模态，而s1-模态和s1+模态均为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术相当于通过设置模态消除层的方式精确消除rl模态中的其中一种模态，而由于在s1-模态或s1+模态被精确消除后，rl模态中的能量会下降，即泄漏至体声波谐振器的有效区域外的能量会减少，因此本技术能够通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式减少体声波谐振器的能量泄漏，即本技术可以通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

20、第三方面，本技术提供一种声学滤波器，该声学滤波器包括多个上述第一方面提供的消除模态的体声波谐振器。

21、本技术提供的一种声学滤波器，包括消除模态的体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和模态消除层，由于模态消除层能够消除s1-模态或s1+模态，而s1-模态和s1+模态均为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术相当于通过设置模态消除层的方式精确消除rl模态中的其中一种模态，而由于在s1-模态或s1+模态被精确消除后，rl模态中的能量会下降，即泄漏至体声波谐振器的有效区域外的能量会减少，因此本技术能够通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式减少体声波谐振器的能量泄漏，即本技术可以通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。

22、由上可知，本技术提供的一种消除模态的体声波谐振器、制备方法及声学滤波器，包括衬底、底电极、压电层、顶电极、声反射镜和模态消除层，由于模态消除层能够消除s1-模态或s1+模态，而s1-模态和s1+模态均为对称模态中的一种特定模态，对称模态为rl模态中的其中一种模态，因此本技术相当于通过设置模态消除层的方式精确消除rl模态中的其中一种模态，而由于在s1-模态或s1+模态被精确消除后，rl模态中的能量会下降，即泄漏至体声波谐振器的有效区域外的能量会减少，因此本技术能够通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式减少体声波谐振器的能量泄漏，即本技术可以通过精确消除rl模态中的其中一种模态的方式提高体声波谐振器的性能，从而有效地解决由于体声波谐振器会产生rl模态，该rl模态中的所有模态均难以被消除而导致难以通过消除rl模态中的任何模态的方式提高体声波谐振器的性能的问题。