频率可调的体声波谐振器、制备方法、滤波器和使用方法与流程

本发明涉及谐振器，具体而言，涉及一种频率可调的体声波谐振器、制备方法、滤波器和使用方法。

背景技术：

1、随着移动通信技术的飞速发展，5g通信技术中通信频段将进一步向高频扩展，工作带宽也将大幅增加，以致每一个通信频段都需要使用滤波器进行干扰信号抑制，进而导致在无线通讯终端支持的频段数目不断上升的情况下，为了提高各个频段的接收灵敏度和抗干扰能力，不得不使用大量滤波器，由于滤波器一般由多个谐振器组成，因此无线通讯终端使用更多滤波器则意味着无线通讯终端中需要设置海量的谐振器，无疑会增加无线通讯终端的制造成本、体积和重量。

2、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、本发明的目的在于提供一种频率可调的体声波谐振器、制备方法、滤波器和使用方法，有利于减少无线通讯终端所需设置的谐振器数量，由此降低无线通讯终端的制造成本、体积和重量。

2、第一方面，本发明提供一种频率可调的体声波谐振器，包括：

3、衬底；

4、底电极，所述底电极为所述衬底的上层且与所述衬底之间设置有空腔；

5、多层压电层，多层所述压电层堆叠设置在所述底电极的顶面且其中至少有两层所述压电层的压电材料不同；

6、顶电极，所述顶电极设置在最顶层的所述压电层的顶面。

7、本发明提供的频率可调的体声波谐振器利用不同种压电材料制成多层压电层，通过对电场的控制改变体声波谐振器的谐振频率，从而使滤波器能够适用于更多中频率信号，进而有利于减少无线通讯终端中滤波器和谐振器的用量，达到降低无线通讯终端的制造成本、体积和重量的效果。

8、进一步的，每层所述压电层的压电材料均不相同。

9、进一步提升单个体声波滤波器的适用频段范围，使得单个体声波滤波器进一步满足更多频段的频率需求。

10、进一步的，偶数层的所述压电层的压电材料相同，奇数层的所述压电层的压电材料相同，偶数层的所述压电层的压电材料与奇数层的所述压电层的压电材料不同。

11、进一步的，所述压电层由锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡、单晶态氮化铝、多晶态氮化铝、氧化锌中的任意一种压电材料制成。

12、进一步的，还包括：

13、钝化保护层，所述钝化保护层为所述衬底的上一层且设置有第一凹槽；

14、支撑层，所述支撑层为所述钝化保护层的上一层且覆盖所述第一凹槽以构成所述空腔。

15、钝化保护层和支撑层均能够确保空腔结构完整，避免影响声波在空气介质中的反射，有效提高成品的可靠性、稳定性和使用寿命。

16、第二方面，本发明提供了一种制备方法，用于制作上述的频率可调的体声波谐振器，包括以下步骤：

17、s1.在所述衬底上方制作所述底电极；

18、s2.基于射频磁控溅射方法，利用至少两种不同的靶材对所述底电极进行多次溅射，以使所述底电极的顶面沉积出多层所述压电层；

19、s3.在最顶层的所述压电层的顶面制作所述顶电极。

20、进一步的，步骤s1中的具体步骤包括：

21、s1a1.在所述衬底的顶面刻蚀出第二凹槽；

22、s1a2.在所述第二凹槽中沉积出牺牲层；

23、s1a3.对所述牺牲层进行抛光，以使所述牺牲层的顶面与所述衬底的顶面齐平；

24、s1a4.在所述牺牲层的顶面制作所述底电极并使所述底电极覆盖所述第二凹槽；

25、所述制备方法还包括：

26、s4.释放所述牺牲层以使所述衬底和所述底电极之间形成所述空腔。

27、进一步的，步骤s1中的具体步骤包括：

28、s1b1.在所述衬底的顶面刻蚀出第二凹槽；

29、s1b2.在刻蚀有所述第二凹槽的衬底的上表面制作钝化保护层；所述钝化保护层覆盖所述第二凹槽并形成第一凹槽；

30、s1b3.在所述第一凹槽中沉积出牺牲层；

31、s1b4.对所述牺牲层进行抛光，以使所述牺牲层的顶面与所述钝化保护层的顶面齐平；

32、s1b5.在所述牺牲层的顶面制作支撑层并使所述支撑层覆盖所述第一凹槽；

33、s1b6.在所述支撑层的顶面制作所述底电极；

34、所述制备方法还包括：

35、s5.释放所述牺牲层以使所述钝化保护层和所述支撑层之间形成所述空腔。

36、第三方面，本发明提供了一种体声波滤波器，包括上述的频率可调的体声波谐振器。

37、第四方面，本发明提供了一种使用方法，适用于上述的频率可调的体声波谐振器，包括以下步骤：

38、q1.通过对所有所述压电层施加不同场强的特定电场以改变所述频率可调的体声波谐振器的振动模式；不同场强的特定电场能够改变不同种压电材料对应的压电层的极化方向以使各个压电层产生的振幅相互叠加或抵消。

39、由上可知，本发明提供的频率可调的体声波谐振器中，设置有多层压电层且至少有两层压电层的压电材料不同，在实际应用时，通过压电层施加不同的电场就能够独立控制部分压电层，从而改变体声波谐振器的谐振频率，进而实现滤波器频率的切换，使得滤波器能够适用于更多中频率信号，因此能够大大减少无线通讯终端中滤波器的用量，从而实现减少无线通讯终端所需设置的谐振器数量，达到降低无线通讯终端的制造成本、体积和重量的效果。

40、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种频率可调的体声波谐振器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的频率可调的体声波谐振器，其特征在于，每层所述压电层（400）的压电材料均不相同。

3.根据权利要求1所述的频率可调的体声波谐振器，其特征在于，偶数层的所述压电层（400）的压电材料相同，奇数层的所述压电层（400）的压电材料相同，偶数层的所述压电层（400）的压电材料与奇数层的所述压电层（400）的压电材料不同。

4.根据权利要求1所述的频率可调的体声波谐振器，其特征在于，所述压电层（400）由锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡、单晶态氮化铝、多晶态氮化铝、氧化锌中的任意一种压电材料制成。

5.根据权利要求1所述的频率可调的体声波谐振器，其特征在于，还包括：

6.一种用于制作如权利要求1-5任一项所述频率可调的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中的具体步骤包括：

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中的具体步骤包括：

9.一种体声波滤波器，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述频率可调的体声波谐振器。

10.一种适用于如权利要求1-5任一项所述频率可调的体声波谐振器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种频率可调的体声波谐振器、制备方法、滤波器和使用方法，涉及谐振器技术领域。该频率可调的体声波谐振器包括衬底、底电极、多层压电层和顶电极，底电极为衬底的上层且与衬底之间设置有空腔；多层压电层堆叠设置在底电极的顶面且其中至少有两层压电层的压电材料不同；顶电极设置在最顶层的压电层的顶面。本发明的频率可调的体声波谐振器有利于减少无线通讯终端所需设置的谐振器数量，由此降低无线通讯终端的制造成本、体积和重量。

技术研发人员：李国强,朱宇涵,衣新燕
受保护的技术使用者：广州市艾佛光通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1