[发明专利]一种声波谐振器

说明书

本发明提供一种声波谐振器，包括：底电极、压电膜结构及顶电极；其中，压电膜结构包括至少两层叠置的压电膜，相邻两层压电膜之间具有不同的欧拉角；当在压电膜结构中激发厚度剪切波时，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电向量均满足模长且相邻两层压电膜的压电向量位于不同象限；当在压电膜结构中激发厚度伸缩波时，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电系数e₃₃的绝对值均大于0.5C/m²，且相邻两层压电膜的压电系数e₃₃符号相反。通过本发明提供的声波谐振器，解决了现有技术中通过降低压电膜厚度来提高声波谐振器工作频率所导致的器件机械结构稳定性差的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种声波谐振器。

背景技术

声波谐振器被广泛应用于带通滤波器、双工器，是射频前端系统的重要组成部分。通信技术的快速发展，特别是5G通信技术的快速发展，使得工业界对声波谐振器提出了更高的要求：高机电耦合系数、高频、高功率容量。

但由于在准静态条件下，高阶声波谐振器的工作频率完全取决于压电膜厚度，因此提高工作频率必然意味着压电膜厚度的减薄，从而导致器件的机械结构稳定性下降。

可见，在工作频率保持原有水平的前提下，增加压电膜的厚度对解决上述问题尤为重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种声波谐振器，用以解决现有技术中通过降低压电膜厚度来提高声波谐振器工作频率所导致的器件机械结构稳定性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种声波谐振器，所述声波谐振器包括：

底电极；

压电膜结构，形成于所述底电极的上方；

顶电极，形成于所述压电膜结构的上方；

其中，所述压电膜结构包括至少两层叠置的压电膜，相邻两层压电膜之间具有不同的欧拉角，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电系数表示为

当在所述压电膜结构中激发厚度剪切波时，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电向量均满足模长且相邻两层压电膜的压电向量位于不同象限；

当在所述压电膜结构中激发厚度伸缩波时，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电系数e₃的绝对值均大于0.5C/m²，且相邻两层压电膜的压电系数e₃₃符号相反。

可选地，所述压电膜在欧拉角(α，β，γ)下的压电系数其中，e₀为所述压电膜在欧拉角(0，0，0)下的压电系数，

可选地，所述声波谐振器还包括：至少一层中间介质层，形成于任一相邻两层压电膜之间。

可选地，各所述压电膜的厚度均小于20μm，相邻两层压电膜的厚度比介于0.5-2之间。

可选地，各所述压电膜的材料相同，包括：单晶铌酸锂、单晶钽酸锂或单晶铌酸钾中的一种。

可选地，所述底电极包括：面电极、叉指电极或多边形电极中的一种，所述顶电极包括：面电极、叉指电极或多边形电极中的一种。

可选地，在所述顶电极为叉指电极时，所述声波谐振器还包括：顶部介质层，形成于所述叉指电极空隙处的所述压电膜结构的上方。

可选地，在所述顶电极为叉指电极时，所述声波谐振器还包括：沟槽结构，形成于所述叉指电极空隙处的所述压电膜结构中。

本发明还提供了一种声波谐振器，所述声波谐振器包括：

压电膜结构，包括至少两层叠置的压电膜，相邻两层压电膜之间具有不同的欧拉角，各所述压电膜在各自欧拉角下的压电系数表示为