[发明专利]一种体声波谐振器纵波模式下材料参数的提取方法

权利要求书

1.一种体声波谐振器纵波模式下材料参数的提取方法，该提取方法包括：

构建体声波谐振器的Mason模型，其中，所述体声波谐振器包括叠层结构，该叠层结构至少包括顶电极、压电层以及底电极，所述Mason模型包括声学等效电路和电学等效电路，所述声学等效电路至少包括级联的顶电极等效电路、压电层等效电路以及底电极等效电路，所述电学等效电路包括静态电容、损耗电阻以及电学端口，所述声学等效电路和所述电学等效电路通过浮空地和理想变压器进行耦合；

从所述Mason模型中移除所述静态电容和所述损耗电阻，以得到所述体声波谐振器的SIR模型，所述SIR模型的谐振频率仅与所述体声波谐振器的材料参数和结构参数有关、且所述SIR模型的谐振频率与所述Mason模型的并联谐振频率相等，其中，所述材料参数是所述叠层结构中各层的纵波声速和材料密度，所述结构参数是所述叠层结构中各层的厚度；

建立所述SIR模型的谐振频率与所述体声波谐振器的材料参数以及结构参数之间关系式；

测量得到多个所述体声波谐振器的并联谐振频率以及结构参数，其中，每一所述体声波谐振器的并联谐振频率均不相同、且所述体声波谐振器的数量不少于所述材料参数的数量；

根据所述关系式、以及测量得到的所述并联谐振频率和所述结构参数拟合得到所述体声波谐振器的材料参数。

2.根据权利要求1所述的提取方法，其中，测量得到多个所述体声波谐振器的并联谐振频率以及结构参数包括：

从形成有所述体声波谐振器的晶圆上随机切片得到多个所述体声波谐振器，并测量每一所述体声波谐振器的并联谐振频率以及结构参数。

3.根据权利要求2所述的提取方法，其中，测量每一所述体声波谐振器的并联谐振频率包括：

利用射频探测针和矢量网络分析仪测量得到每一所述体声波谐振器的并联谐振频率。

4.根据权利要求2所述的提取方法，其中，测量每一所述体声波谐振器的结构参数包括：

利用射电显微镜对每一所述体声波谐振器的切片位置进行拍摄得到SEM图像，并根据所述SEM图像测量得到每一所述体声波谐振器的结构参数。

5.根据权利要求4所述的提取方法，其中，根据所述SEM图像测量得到每一所述体声波谐振器的结构参数包括：

根据所述SEM图像测量得到每一所述体声波谐振器的多组结构参数，并将该多组结构参数的平均值作为每一所述体声波谐振器的结构参数。

6.根据权利要求1所述的提取方法，其中，所述体声波谐振器的数量比所述材料参数的数量多1。

7.根据权利要求1所述的提取方法，其中，所述体声波谐振器是空气腔型薄膜体声波谐振器、布拉格反射型薄膜体声波谐振器或反面刻蚀型薄膜体声波谐振器。

8.根据权利要求1所述的提取方法，其中，建立所述SIR模型的谐振频率与所述体声波谐振器的材料参数以及结构参数之间关系式之后，该提取方法还包括：

获取多个体声波谐振器样本，该多个体声波谐振器样本的材料参数的设计值相同但结构参数的数值不同；

根据每一所述体声波谐振器样本的材料参数的设计值和结构参数的数值，相应得到该体声波谐振器样本Mason模型的阻抗频率曲线；

从每一所述阻抗频率曲线中相应提取出该体声波谐振器样本Mason模型的并联谐振频率；

将每一所述体声波谐振器样本纵波声速的设计值、结构参数的数值以及其Mason模型的并联谐振器频率代入所述关系式，得到该体声波谐振器样本的材料密度的验证值；

将该多个体声波谐振器样本材料密度的所述设计值与所述验证值进行比较，若比较得到的偏差均小于预设偏差阈值，则判断所述Mason模型和所述SIR模型等效。