有效
一种体声波谐振器
南天翔、曹昌铭、田世伟
清华大学
摘要
本文公开一种体声波谐振器,包括:压电材料薄膜、底电极、顶电极和衬底;其中,压电材料薄膜设置有一个以上第一通孔;底电极和/或顶电极为包含两个以上梳齿形结构的梳形电极;其中,第一通孔在梳形电极的顶部所在平面上投影的第一投影区域为第一镂空区域;第一镂空区域和第一通孔用于通过腐蚀性流体,以在衬底上刻蚀空腔。本发明实施例在不需要应用牺牲层工艺、衬底背面光刻工艺以及布拉格反射层的情况下,通过包含两个以上梳齿形结构的电极的镂空区域和压电材料薄膜上的第一通孔,将腐蚀性流体流向衬底刻蚀出空腔,简化了体声波谐振器的制备工艺。
1.一种体声波谐振器,包括:压电材料薄膜(1)、底电极(2)、顶电极(3)和衬底(4);其中,压电材料薄膜(1)设置有一个以上第一通孔(1-1);底电极(2)和/或顶电极(3)为包含两个以上梳齿形结构的梳形电极;其中,所述第一通孔(1-1)在所述梳形电极的顶部所在平面上的第一投影区域为第一镂空区域;所述第一镂空区域和所述第一通孔(1-1)用于通过腐蚀性流体,以在衬底(4)上刻蚀空腔。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,仅所述顶电极(3)为所述梳形电极时,所述底电极(2)还设置有一个以上第二通孔(2-1);其中,所述第一通孔(1-1)在所述底电极(2)的外周轮廓圈定的区域上的第二投影区域与所述第二通孔(2-1)的重叠区域为第二镂空区域;所述第二通孔(2-1)用于通过所述腐蚀性流体。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,仅所述底电极(2)为所述梳形电极时,所述顶电极(3)还设置有一个以上第三通孔(3-1);其中,所述第一通孔(1-1)在所述顶电极(3)的外周轮廓圈定的区域上的第三投影区域与所述第三通孔(3-1)的重叠区域为第三镂空区域;所述第三通孔(3-1)用于通过所述腐蚀性流体。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述梳形电极中包含的所述梳齿形结构的宽度,以及所述梳形电极中的相邻的所述梳齿形结构的间隔通过仿真确定。
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第一通孔(1-1)为以下任一形状:圆形、椭圆形、规则多边形、不规则四边形和不规则五边形。
6.根据权利要求2所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第二通孔(2-1)为以下任一形状:圆形、椭圆形、规则多边形、不规则四边形和不规则五边形。
7.根据权利要求3所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第三通孔(3-1)为以下任一形状:圆形、椭圆形、规则多边形、不规则四边形和不规则五边形。
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述顶电极(3)在所述底电极(2)顶部所在平面的投影,位于所述底电极(2)最小外接矩形圈定的区域内。
9.根据权利要求2所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第一通孔(1-1)的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第一预设比值;所述第二通孔(2-1)的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第二预设比值;其中,所述第一预设比值大于0.0005但小于0.7;所述第二预设比值大于0.0005但小于0.7。
10.根据权利要求3所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第三通孔(3-1)的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第三预设比值;其中,所述第三预设比值大于0.0005但小于0.7。
11.根据权利要求4所述的体声波谐振器,其特征在于,所述衬底(4)上的空腔的上表面的面积与所述顶电极(3)的最小外接矩形圈定的区域的面积的比值为第四预设比值;其中,所述第四预设比值大于0.2但小于4。
12.根据权利要求2所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第一镂空区域的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第五预设比值;所述第二镂空区域的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第六预设比值;其中,所述第五预设比值大于0.0005但小于0.7;所述第六预设比值大于0.0005但小于0.7。
13.根据权利要求3所述的体声波谐振器,其特征在于,所述第三镂空区域的面积与所述顶电极(3)最小外接矩形圈定区域的面积的比值为第七预设比值;其中,所述第七预设比值大于0.0005但小于0.7。
14.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述压电材料薄膜(1)由一层以上以下任一压电材料组成:氮化铝、掺钪氮化铝、铌酸锂、钽酸锂和锆钛酸铅。
15.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述顶电极(3)由一层或多层导电材料组成;和/或,所述底电极(2)由一层或多层导电材料组成。
16.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括顶电极引出电极(6);所述顶电极引出电极(6)和所述压电材料薄膜(1)之间设置有隔离层(7)或空腔(8);其中,所述隔离层(7)或所述空腔(8)用于隔离所述顶电极引出电极(6)和所述压电材料薄膜(1)。
17.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括顶电极引出电极(6)和底电极引出电极(9),所述压电材料薄膜(1)上刻蚀有隔离槽(1-2);其中,所述隔离槽(1-2)在所述底电极(2)顶部所在平面的投影位于所述底电极(2)和所述底电极引出电极(9)组成的区域内;所述隔离槽(1-2)位于由所述底电极(2)和所述底电极引出电极(9)组成区域的最小外接矩形的外周轮廓与所述顶电极(3)的外周轮廓形成的中间区域。
18.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述梳形电极通过以下方式之一施加电压信号:均施加正电压;均施加负电压。
19.根据权利要求1~13任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述梳形电极为叉指电极时,所述梳形电极通过正电压和负电压交替的方式施加电压信号。




