一种具有抑制多层SAW器件杂散响应的谐振结构的制作方法

本发明涉及声表面波器件，更具体地说，涉及一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构。

背景技术：

1、随着5g时代的到来，对通讯市场带来了新的机遇与挑战，以射频前端中的滤波器件为例，更是提出了高频与大带宽的需求。于是，多层声表面波(surface acoustic wave,saw)器件脱颖而出。多层saw器件相较于传统saw器件与传统体声波(bulk acoustic wave,baw)器件来说，具有传统saw与传统baw器件优点的同时，避免了传统saw受限于高频与传统baw受限于大带宽的缺点，能够通过灵活地改变不同层之间的材料与厚度比，以此获得在高频下仍然保持大机电耦合系数的多层saw器件，从而很好地满足5g时代下对于滤波器件的需求。

2、然而多层saw器件在工作时，易在其谐振频率附近产生杂散响应，产生的杂散响应则会引起器件插损的增大、带内纹波的恶化、机电耦合系数与品质因数的降低。目前抑制多层saw器件杂散响应的标准法是采用叉指换能器(interdigital transducer,idt)变迹加权的方法对其产生的杂散响应进行抑制，然而这种方法的抑制效果不仅与变迹的轨迹直接相关，而且即使是在抑制效果良好的情况下，也易出现品质因数的降低及插损的恶化。

技术实现思路

1、本发明旨在解决以上现有的技术问题，提出了一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构：在传统多层saw器件的基础上，对其温度补偿层进行部分通孔化处理，所述通孔具有平行通孔与垂直通孔，通过改变不同通孔的长度，并分析其导纳频响与机电耦合系数随通孔长度的变化，最终选定不同通孔方式下合适的通孔长度，在对传统多层saw器件杂散响应抑制效果良好的同时，机电耦合系数也得到提高。

2、为了实现上述目的，本发明的具体方案如下：

3、设计多层saw器件，所述多层saw器件包含第一基底层、第二基底层、温度补偿层、压电层、idt层；所述第二基底层位于所述第一基底层之上；所述温度补偿层位于所述第二基底层之上；所述压电层位于所述温度补偿层之上；所述idt层位于压电层之上；所述温度补偿层包含有通孔；所述idt层由第一电极及第二电极组成；所述多层saw器件为周期性结构，其x方向的周期长度为λ，y方向的周期长度为c。

4、进一步地，所述第一基底层与第二基底层为衬底层，两者材料相同，可选的为si，其中第一基底层为完美匹配层，用以吸收多余的锚损。

5、进一步地，所述温度补偿层的材料为sio2。

6、进一步地，所述所述压电层的材料可选的为铌酸锂或钽酸锂。

7、进一步地，所述idt层的材料可选的为al，其高度可选的为0.18um。

8、进一步地，所述第一电极与第二电极形状相同且所述第一电极与第二电极相对于所述多层saw器件x方向的中线位置呈对称放置。

9、进一步地，所述通孔有两种布置方式：分别为平行于所述第一电极与第二电极布置，为平行通孔；或是垂直于所述第一电极与第二电极布置，为垂直通孔。

10、进一步地，所述平行通孔由第一通孔与第二通孔组成，且第一通孔与第二通孔形状相同并相对于所述多层saw器件x方向的中线位置呈对称放置。

11、进一步地，所述第一通孔的长度为m，m的取值范围为0.05*λ≤m≤0.45*λ。

12、进一步地，所述第一通孔相对于所述多层saw器件y-z面左侧周期性边界的距离为a，其中a＝λ/4-m/2，λ为所述多层saw器件的x方向的周期长度。

13、进一步地，所述垂直通孔由第三通孔单独构成，所述第三通孔相对于所述多层saw器件呈居中布置，且所述第三通孔的长度为b，其中b的取值范围为0.1*c≤b≤0.9*c。

14、与现有技术相比，本发明具有以下优点与有益效果：

15、多层saw器件汇聚了传统saw与传统baw器件的优点，并避免了传统saw受限于高频与传统baw受限于大带宽的缺点，能够通过灵活地改变不同之间层的材料与厚度比，以此获得在高频下仍然保持大机电耦合系数的saw器件，从而很好地满足5g时代下对于滤波器件的需求。但是多层saw器件在工作时易在谐振频率附近产生杂散响应，所述杂散响应则会引起器件插损的增大、带内纹波的恶化、机电耦合系数与品质因数的降低，给多层saw器件的性能带来不良影响。本申请提出了一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构：在传统多层saw器件的基础上，对其温度补偿层进行部分通孔化处理，所述通孔具有平行通孔与垂直通孔，通过分析导纳频响与机电耦合系数随通孔长度的变化，最终选定不同通孔方式下合适的通孔长度，在对传统多层saw器件杂散响应抑制效果良好的同时，其机电耦合系数也得到提高，且简单易行。

技术特征：

1.一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，设计多层器件，所述多层saw器件包含第一基底层、第二基底层、温度补偿层、压电层、idt层；所述第二基底层位于所述第一基底层之上；所述温度补偿层位于所述第二基底层之上；所述压电层位于所述温度补偿层之上；所述idt层位于压电层之上；所述温度补偿层包含有通孔；所述idt层由第一电极及第二电极组成；所述多层saw器件为周期性结构，其x方向的周期长度为λ，y方向的周期长度为c。

2.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述第一基底层与第二基底层为衬底层，两者材料相同，可选的为si，其中第一基底层为完美匹配层。

3.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述温度补偿层的材料为sio2。

4.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述压电层的材料可选的为铌酸锂或钽酸锂。

5.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述idt层的材料可选的为al。

6.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述第一电极与第二电极形状相同且所述第一电极与第二电极相对于所述多层saw器件x方向的中线位置呈对称放置。

7.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述通孔有两种布置方式：分别为平行于所述第一电极与第二电极布置，为平行通孔或是垂直于所述第一电极与第二电极布置，为垂直通孔。

8.根据权利要求7所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述平行通孔由第一通孔与第二通孔组成，且第一通孔与第二通孔形状相同并相对于所述多层saw器件x方向的中线位置呈对称放置。

9.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述第一通孔的长度为m，m的取值范围为0.05*λ≤m≤0.45*λ。

10.根据权利要求9所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述第一通孔相对于所述多层saw器件y-z面左侧周期性边界的距离为a，其中a＝λ/4-m/2，λ为所述多层saw器件x方向的周期长度。

11.根据权利要求1所述的一种具有抑制多层saw器件杂散响应的谐振结构，其特征在于，所述垂直通孔由第三通孔单独构成，所述第三通孔相对于所述多层saw器件呈居中布置，且所述第三通孔的长度为b，其中b的取值范围为0.1*c≤b≤0.9*c。

技术总结本申请提供了一种具有抑制多层SAW器件杂散响应的谐振结构，多层SAW器件集中了传统SAW与BAW器件的优点，能够通过灵活地改变不同层之间的材料与厚度比，以此在高频下仍然保持大带宽，从而很好地满足5G时代下对于滤波器件的需求。然而多层SAW器件在工作时，其谐振频率附近易产生杂散响应，这些杂散响应则会引起器件插损与带内纹波的恶化、机电耦合系数与品质因数的降低。本申请对多层SAW器件中的温度补偿层进行部分通孔化处理，通过分析其导纳频响与机电耦合系数随通孔长度的变化，最终选定不同通孔方式下合适的通孔长度，在对传统多层SAW器件杂散响应抑制效果良好的同时，机电耦合系数也得到提高。技术研发人员：刘子奇,陈威受保护的技术使用者：晨宸辰科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10