一种Lamb波声学器件杂波模式抑制结构的制作方法

本发明涉及声表面波器件，具体涉及一种lamb波声学器件杂波模式抑制结构。

背景技术：

1、基于lamb波的声学器件具有频率高、带宽大、体积小、一致性好、可靠性高、损耗低、滤波性能佳等特点，lamb波声学器件已经成为雷达、卫星通信电子和移动终端等最主流的射频前端器件。随着高速移动通讯的发展，对低损耗、高平坦度等高性能lamb波声学器件的需求越来越高。

2、lamb波声学器件在使用过程中会存在各种的杂波，lamb波声学器件的杂波模式抑制设计主要包括寄生杂波和横向杂波模式的抑制设计，寄生杂波模式抑制主要取决于其压电材料及其切向、电极材料及尺寸、膜层拓扑结构等；而横向杂波模式抑制主要取决于指条和孔径方向上的结构、材料设计。各种杂波模式的存在限制了lamb波声学器件在高性能元器件领域的应用。因此， 如何提高对杂波模式的抑制效果，进而实现低损耗、高平坦度等高性能lamb波声学器件设计，也成为了本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能提高对杂波模式的抑制效果，进而实现低损耗、高平坦度等高性能lamb波声学器件设计的lamb波声学器件杂波模式抑制结构。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种lamb波声学器件杂波模式抑制结构，包括电极指条层、压电薄膜层和支撑衬底层，所述电极指条层包括汇流排和指条，所述电极指条层位于所述压电薄膜层上，所述压电薄膜层位于所述支撑衬底层上，所述支撑衬底层包括沿轴向设置的两个支撑衬底，两个所述支撑衬底沿轴向方向设置在所述压电薄膜层的两端，且所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层外侧的端面与所述压电薄膜层的外端面齐平，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面位于所述指条末端端面的下方。

4、优选的，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端端面之间的轴向距离大于等于0。

5、优选的，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端的端面在竖向方向齐平。

6、优选的，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面向内凸出于所述指条末端的端面。

7、优选的，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面通过过渡连接部与所述压电薄膜层过渡连接，所述过渡连接部靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端端面之间的轴向距离为w1，且w1≥0。

8、优选的，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面处沿竖向方向从下往上逐渐向内侧倾斜而形成的角形过渡区。

9、优选的，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面在竖向方向从下往上逐渐向内侧延伸而形成的圆弧形过渡区。

10、优选的，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面在竖向方向从下往上逐渐向内侧延伸而形成的多级阶梯形过渡区。

11、优选的，所述压电薄膜层采用以下材料中的至少一种材料制成：铌酸锂、钽酸锂、石英、四硼酸锂、硅酸镓镧、铌酸镓镧。

12、优选的，所述支撑衬底层采用以下材料中的至少一种材料制成：硅、蓝宝石、碳化硅、金刚石、尖晶石。

13、优选的，所述电极指条层位于所述压电薄膜层表面且为叉指电极，且所述电极指条层采用以下材料中的至少一种材料制成：铝、铜、金、铂、钛、铬、铜铝合金。

14、优选的，所述压电薄膜层可采用单层或多层结构形式，所述支撑衬底层可采用单层或多层结构形式。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

16、1、lamb波在压电材料中传播，声波往往存在一定的能流角，声表面波在孔径方向上存在散射，导致声表面波器件通带范围内或临带附近存在横向杂波，使得器件通带平坦度、插入损耗等性能恶化。因此，在本发明中，将支撑衬底靠近压电薄膜层内侧的端面设置在指条末端端面的下方，由于lamb波在压电薄膜层中的声速随着薄膜厚度增加而减小，故支撑衬底靠近压电薄膜层内侧的端面设置在指条末端端面的下方的结构形式可以在指端末梢形成低速区，从而降低指端末梢的声传播速度，将lamb波能量更多的束缚声表面波谐振器中心区，从而减少声表面波在孔径方向上的散射，进而提高对杂波模式的抑制效果，实现低损耗、高平坦度等性能。

17、2、lamb波在压电薄膜层中传播时，声波在压电薄膜层边界处不停地发生反射、透射现象，同时存在声波模式的相互转化，从而形成传播模式非常复杂的lamb波。lamb波在压电材料中传播，声波往往存在一定的能流角，声波在孔径方向上存在散射，通过设置过渡连接部，同时使得过渡连接部具有不同形状的过渡区，不同形状结构的过渡区可有效抑制抑制杂波模式寄生，从而使得lamb波器件具有较好的平坦度和插入损耗。

18、3、本发明通过lamb波声学器件结构的优化，在实现抑制各阶次杂波模式寄生的同时，还可激发高q值（品质因数）声波模式。由此，有利于实现lamb波声学器件的低损耗、通带高平坦度等性能，满足高速移动通讯和国防军工等终端对高性能表面波器件的要求，且该结构使用的制备工艺容易实现，易于大规模推广。

技术特征：

1.一种lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，包括电极指条层、压电薄膜层和支撑衬底层，所述电极指条层包括汇流排和指条，所述电极指条层位于所述压电薄膜层上，所述压电薄膜层位于所述支撑衬底层上，所述支撑衬底层包括沿轴向设置的两个支撑衬底，两个所述支撑衬底沿轴向方向设置在所述压电薄膜层的两端，且所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层外侧的端面与所述压电薄膜层的外端面齐平，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面位于所述指条末端端面的下方。

2.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端端面之间的轴向距离大于等于0。

3.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端的端面在竖向方向齐平。

4.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面向内凸出于所述指条末端的端面。

5.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面通过过渡连接部与所述压电薄膜层过渡连接，所述过渡连接部靠近所述压电薄膜层内侧的端面与所述指条末端端面之间的轴向距离为w1，且w1≥0。

6.根据权利要求5所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面处沿竖向方向从下往上逐渐向内侧倾斜而形成的角形过渡区。

7.根据权利要求5所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面在竖向方向从下往上逐渐向内侧延伸而形成的圆弧形过渡区。

8.根据权利要求5所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述过渡连接部为所述支撑衬底的对应端面在竖向方向从下往上逐渐向内侧延伸而形成的多级阶梯形过渡区。

9.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述压电薄膜层采用以下材料中的至少一种材料制成：铌酸锂、钽酸锂、石英、四硼酸锂、硅酸镓镧、铌酸镓镧。

10.根据权利要求1所述的lamb波声学器件杂波模式抑制结构，其特征在于，所述支撑衬底层采用以下材料中的至少一种材料制成：硅、蓝宝石、碳化硅、金刚石、尖晶石。

技术总结
本发明公开了一种Lamb波声学器件杂波模式抑制结构，包括电极指条层、压电薄膜层和支撑衬底层，所述电极指条层包括汇流排和指条，所述电极指条层位于所述压电薄膜层上，所述压电薄膜层位于所述支撑衬底层上，所述支撑衬底层包括沿轴向设置的两个支撑衬底，两个所述支撑衬底沿轴向方向设置在所述压电薄膜层的两端，且所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层外侧的端面与所述压电薄膜层的外端面齐平，所述支撑衬底靠近所述压电薄膜层内侧的端面位于所述指条末端端面的下方。本发明能提高对杂波模式的抑制效果，进而实现低损耗、高平坦度等高性能Lamb波声学器件设计。

技术研发人员：陈正林,李桦林,杜雪松,马晋毅,肖强,郑泽鱼,贺艺,董加和,潘虹芝,胡丞稷,米佳,梁柳洪
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13