[发明专利]一种声子晶体声表面波滤波器及制作方法

说明书

本发明提供了一种声子晶体声表面波滤波器及制作方法。通过使用多个接收换能器，来实现多频信号的输出；利用发散状叉指发送换能器，来减小器件的插入损耗及实现激励的声表面波带宽的展宽；利用刻蚀的方法，在压电衬底中形成声子晶体点阵，声子晶体点阵不易受外部应力损坏，延长了器件的使用寿命；利用在声子晶体点阵与接收换能器之间插入栅阵列，来进一步增强了器件的滤波特性；通过在器件表面生长一层二氧化硅温度补偿层，来抑制器件的温漂特性。

技术领域

本发明涉及滤波器，具体涉及一种声子晶体声表面波滤波器及制作方法。

背景技术

滤波器作为电路系统的底层和信息采集的关键，决定着整个电路系统的信号精度。很多场景都需要对信号进行滤波，滤波器作为传感器家族中的重要一员具有越来越重要的用途。与传统的滤波器相比，声表面波滤波器具有加工方便、结构简单、滤波效果好等优点，在基站、雷达、卫星、手机等射频收发端具有更为广泛的应用。

声表面滤波器利用压电材料的压电效应和声特性工作。压电效应包括正压电效应和反压电效应，正压电效应是指压电材料受力形变产生电荷，因而产生电场的效应；反压电效应是指压电材料在外加电场的作用下，产生机械形变的效应，即电能转换为机械能。普通的声表面波滤波器包括一个压电基片、一个发送换能器以及一个接收换能器。电信号加到发送电极，通过反压电效应，电信号转换为声表面波，声表面波传送到接收换能器，由正压电效应产生电信号。

普通的声表面波滤波器具有单一的带宽，在多信号检测时往往需要频率中心相近的几种滤波器实现滤波功能，增加了硬件成本。为了适应多信号采样需求，本申请提供了一种基于声子晶体声表面波滤波器及制作方法。

综上所述，如何提供一种声子晶体声表面波滤波器，同时具备能够实现多频信号输出、插入损耗小、使用寿命长、滤波特性好、不易受外界温度影响、激励的声表面波带宽较宽的优点是本领域研究人员需要解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种声子晶体声表面波滤波器，其能够实现多频信号输出、插入损耗小、使用寿命长、滤波特性好、不易受外界温度影响、激励的声表面波带宽较宽。

(二)技术方案

本发明提供了一种声子晶体声表面波滤波器，包括：压电衬底、发送换能器、声子晶体点阵、接收换能器；其中，所述接收换能器的数量为N个，其中N至少等于2；所述发送换能器、接收换能器，形成于压电衬底上表面；所述声子晶体点阵位于所述发送换能器、接收换能器围成区域的中心位置。

在本发明的一些实施例中，还包括：栅阵列；其中栅阵列的数量至少一个，形成于所述压电衬底的上表面，分别置于声子晶体点阵与各个接收换能器之间。

在本发明的一些实施例中，还包括：温度补偿层；所述温度补偿层形成于所述声子晶体声表面波滤波器表面，用于抑制滤波器的温漂特性。

在本发明的一些实施例中，发送换能器为发散状叉指换能器，单个叉指电极与指根电极的垂直方向的夹角在0°～60°之间。

在本发明的一些实施例中，声子晶体点阵形成于压电衬底内，靠近压电衬底上表面。

在本发明的一些实施例中，声子晶体点阵分为至少2个区域，用于偏转声表面波的传播方向。

在本发明的一些实施例中，接收换能器为平行状叉指换能器。

在本发明的一些实施例中，接收换能器的叉指电极宽度各不相同，用于接收不同频率的声表面波。

本发明提供了一种声子晶体声表面波滤波器的制作方法，用于制作上述声子晶体声表面波滤波器，包括：压电衬底上表面抛光，下表面打磨；制备发送换能器与接收换能器；在压电衬底中开孔，形成声子晶体点阵。