本發(fā)明實施例涉及一種用于激勵體聲波(bulk?acoustic?wave，baw)的具有增強(qiáng)功率處理能力的聲波諧振器設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、baw諧振器是一種機(jī)電設(shè)備，其中，駐聲波由兩個金屬電極之間的壓電材料中的電信號產(chǎn)生。例如，baw諧振器可以用作射頻(radio?frequency，rf)濾波器或雙工器，并且在許多無線通信應(yīng)用中正取代傳統(tǒng)的rf濾波器。

2、baw諧振器主要有兩種類型，即薄膜體聲波諧振器(film?bulk?acousticresonator，fbar)和固態(tài)裝配諧振器(solidly?mounted?resonator，smr)。fbar設(shè)備包括夾在兩個電極之間的壓電片。fbar中的諧振腔沿壓電片和電極厚度形成。在smr設(shè)備中，在設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)下方設(shè)置附加層，充當(dāng)布拉格反射器并提供結(jié)構(gòu)支撐。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的目的在于提供一種方案，所述方案可減少或解決傳統(tǒng)方案的缺點和問題。

2、本發(fā)明實施例的另一個目的在于提供一種具有增強(qiáng)功率處理能力的聲波諧振器設(shè)備。

3、上述目的及其它目的通過獨立權(quán)利要求請求保護(hù)的主題來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中提供了本發(fā)明的其它實施例。

4、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過聲波諧振器設(shè)備實現(xiàn)上述目的及其它目的，所述聲波諧振器設(shè)備包括：

5、第一壓電層和第二壓電層，其中，所述第一壓電層的底面附接在所述第二壓電層的頂面上，所述第一壓電層和所述第二壓電層的聲阻抗相同或相似，在給定波偏振時，所述第一壓電層和所述第二壓電層具有相反的相位波激勵；

6、附接在所述第一壓電層的頂面上的第一電極和附接在所述第二壓電層的底面上的第二電極，其中，所述第一電極和所述第二電極用于在所述第一壓電層和所述第二壓電層中將電信號轉(zhuǎn)換為聲波。

7、根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的優(yōu)點在于，所公開的聲波諧振器設(shè)備能夠高效地激勵第一壓電層和第二壓電層中的第二厚度板諧振。此外，可以優(yōu)化聲波諧振器設(shè)備，使得第一壓電層和第二壓電層之間的接觸面位于諧振時駐聲波的低應(yīng)力區(qū)域中，以實現(xiàn)高q因數(shù)。

8、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層的所述聲阻抗與所述第二壓電層的所述聲阻抗的比值在0.8至1.2的范圍內(nèi)。

9、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，諧振時的彈性能量沿第一壓電層和第二壓電層均勻分布，從而促進(jìn)每個壓電層中的高效波激勵。

10、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層的厚度d1和所述第二壓電層的厚度d2在0.3λ至0.7λ的范圍內(nèi)，其中，λ是諧振時的聲波波長。

11、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，使得聲波諧振器設(shè)備中的第二厚度諧振以大約一半波長在壓電層之間的接觸面上方而另一半波長在接觸面下方的方式進(jìn)行，從而提高激勵效率。

12、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層的所述厚度d1和所述第二壓電層的所述厚度d2在100nm至1100nm的范圍內(nèi)。

13、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，這些層厚度使得能夠設(shè)計在所需頻段中運行的聲波諧振器設(shè)備。

14、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述聲波諧振器設(shè)備用于在3ghz至10ghz的頻率范圍內(nèi)運行。

15、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，在該頻率范圍內(nèi)特別需要體波諧振器。3ghz以下的頻率使用表面聲波諧振器或使用采用單個壓電板的體波諧振器。在10ghz頻率以上，高耦合諧振器所需的壓電厚度在技術(shù)上是不可行的。

16、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述聲波諧振器設(shè)備用于在所述聲波諧振器設(shè)備的第二復(fù)合板厚度諧振下運行。

17、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，在相同的諧振頻率下，聲波諧振器設(shè)備的厚度大約是按照傳統(tǒng)方案在基本厚度諧振上運行的單個壓電層諧振器的兩倍。與單壓電層諧振器相比，要實現(xiàn)相同的靜態(tài)電容，所需的面積大約為兩倍。因此，本文所公開的包括兩個壓電層的聲波諧振器設(shè)備的體積大約擴(kuò)大了4倍，這與功率密度的大致相同的縮小和功率處理能力的相應(yīng)提高有關(guān)。此外，由于排除了第一壓電層和第二壓電層之間的電極，總體積的增加通常大于4倍。

18、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層和所述第二壓電層中的至少一個來自3m點群。

19、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，litao3和linbo3等高機(jī)電耦合材料可以用于激勵具有大機(jī)電耦合的剪切波或縱向偏振波。

20、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，

21、所述第一壓電層是負(fù)壓縮c軸alscn層，所述第二壓電層是具有在–134°至–154°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切的linbo3層，或者反之亦然；或

22、所述第一壓電層是正壓縮c軸alscn層，所述第二壓電層是具有在26°至46°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切的linbo3層，或者反之亦然。

23、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，第一壓電層和第二壓電層都主要支持沿板厚度傳播的高耦合縱向偏振聲波的激勵。alscn中的聲波波長明顯大于linbo3中的波長，這使得諧振器堆棧更厚，以改善功率處理。此外，與linbo3不同，alscn是具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的材料。

24、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述正壓縮c軸alscn層和所述負(fù)壓縮c軸alscn層是al1–xscxn層，其中，x>0.2。

25、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，需要大于20％的sc濃度才能達(dá)到沿c軸傳播的縱向體聲波的強(qiáng)機(jī)電耦合，即大約20％或以上。

26、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述alscn層生長在所述linbo3層上，所述linbo3層是單晶層。

27、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，應(yīng)用了商業(yè)上可行的技術(shù)。此外，還設(shè)想在linbo3上使用聲學(xué)薄晶種層，以促進(jìn)alscn的c軸生長。

28、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層是第一linbo3層，所述第二壓電層是第二linbo3層，或者反之亦然，所述第一linbo3層和所述第二linbo3層具有在153°至173°范圍或–7°至–27°范圍中的任一范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切，并且所述第一linbo3層具有相對于所述第二linbo3層的x軸旋轉(zhuǎn)180°的x軸。

29、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，linbo3的這些切型具體地促進(jìn)了具有剪切偏振的體聲波的高效激勵，而縱向體聲波抑制了機(jī)電耦合。此外，第一壓電層中的剪切波的激勵相位與第二壓電層中的激勵相位相反，而縱向波的激勵相位在第一壓電層和第二壓電層中保持相同。

30、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一壓電層是具有第一旋轉(zhuǎn)y切的第一linbo3層，所述第二壓電層是具有第二旋轉(zhuǎn)y切的第二linbo3層，或者反之亦然，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)y切相對于所述第二旋轉(zhuǎn)y切繞linbo3層晶體的x軸旋轉(zhuǎn)180°，或者反之亦然。

31、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一linbo3層具有在26°至46°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切，所述第二linbo3層具有在–134°至–154°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切。

32、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，linbo3的這些切型具體地促進(jìn)了具有縱向偏振的體聲波的高效激勵，而剪切體聲波抑制了機(jī)電耦合。

33、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一linbo3層具有在153°至173°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切，所述第二linbo3層具有在–7°至–27°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)y切。

34、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，linbo3的這些切型具體地促進(jìn)了具有剪切偏振的體聲波的高效激勵，而縱向體聲波抑制了機(jī)電耦合。

35、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一linbo3層具有相對于所述第二linbo3層的所述x軸旋轉(zhuǎn)0°、60°、90°、120°或180°的x軸。

36、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于，它會扭曲第一壓電層和第二壓電層之間的剪切波的偏振和激勵相位，從而抑制剪切波激勵效率。該實現(xiàn)方式對于使用縱向波運行的諧振器特別有價值。

37、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一linbo3層和所述第二linbo3層是單晶層。

38、這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點在于單晶層的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)優(yōu)于多晶層。通常，單晶材料比多晶材料表現(xiàn)出更好的功率處理能力。

39、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第一linbo3層通過鍵合附接在所述第二linbo3層上，或者反之亦然。

40、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述第二壓電層與布拉格反射鏡聲耦合，其中，所述布拉格反射鏡包括具有不同聲阻抗的多個交替層。

41、在根據(jù)所述第一方面的聲波諧振器設(shè)備的一種實現(xiàn)方式中，所述多個交替層布置在支撐襯底上，并與所述支撐襯底聲耦合。

42、通過以下具體實施方式，本發(fā)明實施例的其它應(yīng)用和優(yōu)點將變得顯而易見。