声表面波谐振器及其制备方法、电子设备与流程

本技术涉及射频，尤其涉及一种声表面波谐振器及其制备方法，以及包括该声表面波谐振器的电子设备。

背景技术：

1、声表面波(surface-acoustic-wave，saw)谐振器及滤波器是一种广泛应用于射频领域的声学器件，主要利用压电效应将电能和机械能互相转换，集较低的插损和良好的抑制性能于一体，同时体积也较小。带有温度补偿功能的tc-saw(temperature compensatedsaw)谐振器和薄膜tf-saw(thin filmsaw)谐振器也较多地应用于产品设计之中。

2、然而，在声表面波谐振器的工作过程中，除了主声学模式之外，还会有很多其他横向的杂散模式(即横模)产生，从而影响声表面波谐振器的性能，增加能量耗散。因此，如何有效抑制声表面波谐振器中的横向杂散模式，且不对声表面波谐振器的性能带来其他负面影响，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种声表面波谐振器，以有效抑制声表面波谐振器中的横向杂散模式，且不对声表面波谐振器的性能带来其他负面影响。

2、为实现上述目的，本技术实施例提供了如下技术方案：

3、一种声表面波谐振器，包括：

4、衬底；

5、位于所述衬底一侧的叉指换能器，所述叉指换能器包括相对设置的两个汇流条，以及位于两个所述汇流条之间平行且间隔排列的多个电极指，所述电极指各自与一个所述汇流条连接，且连接于不同所述汇流条的所述电极指沿所述汇流条的延伸方向交替排列；

6、位于所述衬底和所述叉指换能器之间的两个低声速结构，两个所述低声速结构介于两个所述汇流条之间各自靠近一个所述汇流条相对设置，所述低声速结构在所述衬底所在平面的正投影贯穿所有所述电极指在所述衬底所在平面的正投影，所述低声速结构传播声表面波的声速小于所有所述电极指与所述低声速结构在垂直于所述衬底所在平面的方向上的共同非交叠区域传播声表面波的声速；

7、所述低声速结构靠近最近的一个所述汇流条的一端与连接另一个所述汇流条的所述电极指的末端之间的最大距离x≤0.3λ，所述低声速结构沿所述电极指的延伸方向的最小宽度y≥λ，λ为声表面波的波长。

8、可选的，所述低声速结构靠近最近的一个所述汇流条的一端与连接另一个所述汇流条的所述电极指的末端齐平。

9、可选的，与一个所述汇流条连接的所述电极指覆盖靠近另一个所述汇流条的所述低声速结构朝向另一个所述汇流条的侧壁。

10、可选的，所述低声速结构与至少两个所述电极指在垂直于所述衬底所在平面的方向上的交叠区域沿所述电极指的延伸方向的宽度不同。

11、可选的，所述低声速结构背离最近的所述汇流条的一端与最近的所述汇流条之间的距离沿所述汇流条的延伸方向先增大后减小。

12、可选的，所述低声速结构背离最近的所述汇流条的一端与最近的所述汇流条之间的距离沿所述汇流条的延伸方向呈线性变化，或者呈阶梯状变化。

13、可选的，两个所述低声速结构沿所述汇流条的延伸方向呈轴对称设置，或者非轴对称设置。

14、可选的，所述低声速结构的材料为二氧化硅，所述低声速结构沿垂直于所述衬底所在平面的方向上的厚度z满足：0.025λ≤z≤0.035λ。

15、可选的，沿所述电极指的延伸方向，所述低声速结构的截面呈矩形或梯形。

16、可选的，所述衬底包括非压电基底，以及位于所述非压电基底上的至少一层压电层和至少一层介质层；

17、或者，所述衬底为压电基底。

18、可选的，所述低声速结构的材料为二氧化硅、氮氧化硅、氧化锂、五氧化钽、掺氟、碳或硼的氧化硅中的至少一者。

19、可选的，所述声表面波谐振器还包括位于所述叉指换能器沿所述汇流条延伸方向相对两侧设置的反射栅结构；

20、所述低声速结构在所述衬底所在平面的正投影还贯穿所述反射栅结构在所述衬底所在平面的正投影。

21、一种声表面波谐振器的制备方法，包括：

22、提供衬底；

23、在所述衬底上形成低声速层；

24、去除部分所述低声速层，保留预定位置的所述低声速层，形成两个低声速结构；

25、在所述低声速结构背离所述衬底一侧形成叉指换能器；

26、其中，所述叉指换能器包括相对设置的两个汇流条，以及位于两个所述汇流条之间平行且间隔排列的多个电极指，所述电极指各自与一个所述汇流条连接，且连接于不同所述汇流条的所述电极指沿所述汇流条的延伸方向交替排列；

27、两个所述低声速结构各自靠近一个所述汇流条相对设置，所述低声速结构在所述衬底所在平面的正投影贯穿所有所述电极指在所述衬底所在平面的正投影，所述低声速结构传播声表面波的声速小于所有所述电极指与所述低声速结构在垂直于所述衬底所在平面的方向上的共同非交叠区域传播声表面波的声速；

28、所述低声速结构靠近最近的一个所述汇流条的一端与连接另一个所述汇流条的所述电极指的末端之间的最大距离x≤0.3λ，所述低声速结构沿所述电极指的延伸方向的最小宽度y≥λ，λ为声表面波的波长。

29、一种电子设备，包括上述任一项所述的声表面波谐振器。

30、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

31、本技术实施例所提供的声表面波谐振器包括衬底和位于衬底一侧的叉指换能器，叉指换能器包括相对设置的两个汇流条，以及位于两个汇流条之间平行且间隔排列的多个电极指，电极指各自与一个汇流条连接，且连接于不同汇流条的电极指沿汇流条的延伸方向交替排列；通过在衬底和叉指换能器之间增加两个低声速结构，且这两个低声速结构介于两个汇流条之间各自靠近一个汇流条相对设置，低声速结构在衬底所在平面的正投影贯穿所有电极指在衬底所在平面的正投影，低声速结构传播声表面波的声速小于所有电极指与低声速结构在垂直于衬底所在平面的方向上的共同非交叠区域传播声表面波的声速，从而，利用低声速结构降低其在垂直于衬底所在平面方向上的对应区域传播声表面波的声速，使得低声速结构沿电极指延伸方向的两端分别与相邻区域形成较大的声速差界面，以增加横向杂散模式在声速差界面的反射，有效抑制声表面波谐振器中的横向杂散模式，同时，由于主声学模式的传播方向垂直于电极指延伸方向，平行于汇流条延伸方向，因此，主声学模式不会受到低声速结构的影响，实现有效抑制声表面波谐振器中的横向杂散模式，且不对声表面波谐振器的性能带来其他负面影响。

32、并且，考虑到电极指和对向汇流条之间的间隙区域是传播声表面波的声速最高的区域，因此，在本技术实施例所提供的声表面波谐振器中，通过设置低声速结构靠近最近的一个汇流条的一端与连接另一个汇流条的电极指的末端之间的最大距离x≤0.3λ，且低声速结构沿电极指的延伸方向的最小宽度y≥λ，λ为声表面波的波长，使得低声速结构靠近最近的一个汇流条的一端尽量与连接另一个汇流条的电极指的末端齐平，从而使得低声速结构靠近最近的一个汇流条的一端与连接另一个汇流条的电极指的末端形成更大的声速差界面，进一步增强对于横向杂散模式的反射效果，避免横向杂散模式形成谐振而造成能量耗散，提高谐振器的性能。

33、由此可以理解的是，低声速结构靠近最近的一个汇流条的一端与连接另一个汇流条的电极指的末端齐平，会对横向杂散模式的抑制效果最好；但考虑到实际工艺，更可能的是，与一个汇流条连接的电极指会覆盖靠近另一个汇流条的低声速结构朝向另一个汇流条的侧壁。

34、在保证低声速结构沿电极指的延伸方向的最小宽度y≥λ，使得低声速结构沿电极指的延伸方向的两端和相邻区域形成的声速差界面对横向杂散模式的反射效果较好的情况下，进一步地，可以设置低声速结构与至少两个电极指在垂直于衬底所在平面的方向上的交叠区域沿电极指的延伸方向的宽度不同，以形成声阻抗突变的较多不连续交界面，同时可以通过向不同方向反射的方式使得横向杂散模式无法在反射后形成谐振，进一步提高对横向杂散模式的抑制效果，避免能量的额外耗散，提高谐振器的性能。

35、进一步可选的，低声速结构背离最近的汇流条的一端沿汇流条的延伸方向可以呈渐变形状，例如，低声速结构背离最近的汇流条的一端与最近的汇流条之间的距离沿汇流条的延伸方向先增大后减小，从而形成声阻抗突变的更多不连续交界面，同时通过向不同方向反射的方式使得横向杂散模式无法在反射后形成谐振，进一步提高对横向杂散模式的抑制效果，避免能量的额外耗散，提高谐振器的性能。