[发明专利]具有反射声子晶体的微型声学设备及制造方法

权利要求书

1.一种微型声学设备，包括：

-衬底(SU)；

-压电层(PL)，位于所述衬底的顶部表面上；

-电极结构，位于所述压电层上，用于在操作频率下激发沿着声学路径或在所述压电层的有效体积内传播的声波；

-限制结构(CS)，适用于阻止声波在所述操作频率下的传播，从而将所述声波限制到所述声学路径或所述声学体积；

所述限制结构被布置在以下各处：

-所述声学路径的横向位置处，和/或

-衬底与压电层之间，和/或

-所述电极结构或所述压电层的所述顶部表面上。

2.根据前述权利要求所述的微型声学设备，

其中所述限制结构包括声子晶体材料，所述声子晶体材料具有根据周期性网格沿着至少一个维度的图案化结构；

其中网格状的所述图案化结构包括第一固体材料(M1)的重复单元(RU)，所述重复单元(RU)被嵌入在第二固体材料(M2)中，第一材料和第二材料在以下各项中的至少一项上不同：材料、密度、声学阻抗、声波速度、刚度、E模量和硬度；

其中所述重复单元的所述尺寸和距离被选取为在所述期望操作频率下实现声子带隙。

3.根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备，

其中所述微型声学设备包括BAW谐振器的布置，所述BAW谐振器的布置被布置在公共衬底上；

其中不同BAW谐振器之间的声学耦合通过在所述不同BAW谐振器之间和/或谐振器与衬底之间的所述谐振器下方布置所述限制结构来避免。

4.根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备，

其中所述微型声学设备包括BAW谐振器的布置，所述BAW谐振器的布置以彼此叠置方式堆叠在公共衬底上；

其中所述限制结构包括层，所述层被布置在两个堆叠的BAW谐振器之间的所述界面处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备，

其中所述微型声学设备包括薄膜SAW设备，所述薄膜SAW设备包括声学路径，所述声学路径在所述压电层内并且被布置在所述衬底上；

其中所述限制材料层与所述SAW设备的所述声学路径横向相邻布置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备，包括：

-衬底，在所述衬底的顶部表面上具有限制材料层；

-不同的微型声学RF滤波器，被布置在所述限制材料层上方的同一衬底上；

-其中所述RF滤波器包括Rx滤波器和Tx滤波器，所述Rx滤波器和所述Tx滤波器通过限制材料层相互声学隔离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备，包括经电路连接的BAW谐振器的布置，所述经电路连接的BAW谐振器的布置相邻布置在公共衬底上；

其中所述BAW谐振器经由顶部电极连接或底部电极连接进行电路连接；

其中顶部电极连接或底部电极连接由导电声子晶体材料形成。

8.一种根据前述权利要求中任一项所述的微型声学设备的制造方法，包括以下步骤：

-在衬底上，形成所述微型声学设备的压电层和电极结构，所述压电层和所述电极结构适用于在声学路径或有效体积中在操作频率下激发声波；

-形成形式为声子晶体材料的限制结构，以阻止声波在所述操作频率下传播，从而将所述声波限制到所述声学路径或所述有效体积；

其中形成声子晶体材料的所述限制结构包括：

a)根据周期性网格将第一固体材料的重复单元的第一层施加到所述衬底或已经形成在所述衬底上的任何其他设备结构上；

b)利用液体材料填充所述重复单元之间的间隙；

c)通过硬化或固化所述液体材料来将所述液体材料转变为第二固体材料，以实现第二材料的重复单元；

d)选择性地将所述层平面化和结构化，以产生交替的第一材料和第二材料的重复单元的固体层和平面层。