[发明专利]声谐振器

说明书

一种声谐振器，包括第一压电层、第二压电层、耦合器层、第一电极和第二电极。所述第一压电层具有第一极性。所述第二压电层具有与所述第一极性相反的第二极性。所述耦合器层在所述第一压电层和所述第二压电层之间。所述第一电极在所述第一压电层上与所述耦合器层相对。所述第二电极在所述第二压电层上与所述耦合器层相对。

相关申请

本申请要求2018年3月28日提交的临时专利申请序列号62/649,343的权益，其公开内容据此通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及能够在压电耦合增强的情况下以更高阶模式操作的体声波(BAW)谐振器。

背景技术

图1示出了基模体声波(BAW)谐振器10。基模BAW谐振器10包括在第一电极14和第二电极16之间的压电层12。压电层12、第一电极14和第二电极16的厚度以距基模BAW谐振器10的厚度的中心的距离示出，其中d为压电层12的一半的厚度并且t为第一电极14和第二电极16两者的厚度。

图2示出了基模BAW谐振器10的应力分布(实线18)和位移分布(虚线20)。如图所示，基模BAW谐振器10以基本模式操作，其中对应于正弦波的波长的一半的应力分布适合于压电层12的厚度。基模BAW谐振器10的有效机电耦合取决于压电层12的厚度上的应力分布的积分。通常，期望更高的机电耦合系数。虽然未示出，但本领域的技术人员将理解，应力分布在压电层12、第一电极14和第二电极16之间的接触面处可能变得更陡。

在BAW谐振器中激发更高阶模式的可能性允许滤波器能够以比使用了常规基模BAW谐振器的情况更高的频率操作，同时保持合理的品质因子、尺寸和电极厚度。在更高阶模式中，在压电层中激发对应于基模频率的整数倍的应力分布。例如，在二阶模式(本文中也称为第二过模)中，正弦波的整个波长(基模频率的两倍)适合于压电层的厚度。

虽然能够以更高阶模式操作的BAW谐振器允许在高频下改善性能，但与诸如上面讨论的基模BAW谐振器10的基模设备相比，尝试制造此类设备提供了非常差的机电耦合。因此，需要能够以更高阶模式(诸如具有改进的机电耦合的二阶模式)操作的BAW谐振器。

发明内容

在一个实施方案中，声谐振器包括第一压电层、第二压电层、耦合器层、第一电极和第二电极。第一压电层具有第一极性。第二压电层具有与第一极性相反的第二极性。耦合器层在第一压电层和第二压电层之间。第一电极在第一压电层上与耦合器层相对。第二电极在第二压电层上与耦合器层相对。在第一压电层和第二压电层之间提供耦合器层使声谐振器的机电耦合系数增大，从而改善声谐振器的性能。

本领域的技术人员在结合附图阅读以下优选实施方案的详细描述之后，将了解本公开的范围并且认识到本公开的另外方面。

附图说明

结合在本说明书中并形成本说明书的一部分的附图说明了本公开的若干方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1示出了基模体声波(BAW)谐振器。

图2示出了基模BAW谐振器的应力响应和位移分布。

图3示出了根据本公开的一个实施方案的第二过模BAW谐振器。

图4示出了根据本公开的一个实施方案的第二过模BAW谐振器的应力分布和位移分布。

图5示出了根据本公开的一个实施方案的第二过模BAW谐振器。

图6示出了根据本公开的各种实施方案的两个第二过模BAW谐振器的应力分布。

图7为根据本公开的各种实施方案的示出了若干第二过模BAW谐振器的性能特性的曲线图。

图8示出了根据本公开的一个实施方案的第二过模BAW谐振器。