本技术涉及声表面波器件,尤其涉及一种具有横向模态抑制效果的声表面波装置。
背景技术:
1、声表面波(surface acoustic wave,saw)装置的基本结构是在压电基片材料上制作声电换能器,具有小体积、大带宽、低插损、低成本、大批量生产等优点,被广泛应用在移动通信设备中。随着通信协议的发展,对滤波器,双工器等射频器件的要求越来越高,声电换能器的优化设计对于获得高性能的saw器件来说尤为重要。
2、近些年,越来越多的saw装置在选择使用poi(piezoelectric on insulator,绝缘体基压电材料)作为衬底而形成的poi saw装置,因其具有出色的品质因子(q值)、低温漂系数、大带宽、高功率等优点而被广泛应用。然而,poi材料作为衬底也会在poi saw装置使用过程中被激发出不必要的横向模态杂散(lateral-mode spurious),这些横模产生的杂散响应会引起通带内波动,会增加saw装置的能量损耗,使saw装置q值降低,影响性能。
3、因此,如何提供一种具有横向模态抑制效果的声表面波装置,能够抑制横模对声表面波装置性能的影响,已成为本领域人员亟需解决的技术问题之一。
技术实现思路
1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此,本技术的第一个目的在于提出一种横向模态抑制效果的声表面波装置,能够抑制横模对器件性能的影响,减小横模对器件的q值的影响,提高器件性能。
3、为达上述目的,本技术第一方面实施例提出了一种具有横向模态抑制效果的声表面波装置,包括:
4、压电性基板;
5、质量负载层,形成于所述压电性基板上;所述质量负载层包括分别沿第一方向和第二方向相互间隔,且沿所述第二方向延伸的多个第一延伸部和多个第二延伸部,以及沿所述第一方向和所述第二方向相互间隔,且沿所述第一方向延伸的多个第三延伸部,每个所述第三延伸部沿所述第一方向将相邻的一对第一延伸部和所述第二延伸部相连,并在相连的所述第一延伸部和所述第二延伸部之间形成凹槽部;
6、idt电极,形成于所述压电性基板上,所述idt电极包括多个沿所述第一方向依次交错间隔设置的电极指,以及沿第二方向间隔设置的第一汇流条和第二汇流条;所述电极指包括沿所述第二方向相对的延伸端和连接端,相邻所述电极指的连接端分别与所述第一汇流条和所述第二汇流条相连,相邻所述电极指的延伸端沿所述第二方向延伸,并依次将沿所述第二方向设置的一对所述第二延伸部和所述第一延伸部覆盖,且相邻所述电极指之间的间隙在所述第一方向上与所述凹槽部相对应;其中,所述第一方向与所述第二方向正交,且与所述压电性基板的表面平行。
7、可选地,所述质量负载层包括多个沿所述第一方向相互间隔的第一负载单元,每个所述第一负载单元至少包括一个所述第三延伸部,以及与所述第三延伸部沿所述第一方向的两端相连的所述第一延伸部和所述第二延伸部,且在所述第一方向上相邻所述第一负载单元之间相互对称。
8、可选地,在同一所述第一负载单元中,所述第一延伸部和所述第二延伸部均包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端;其中,所述第一延伸部的第一端在所述第二方向上与所述电极指的延伸端相互对应,所述第一延伸部的第二端沿所述第二方向上向靠近所述电极指中心的一侧延伸第一预设长度;所述第二延伸部的第二端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相互对应,所述第二延伸部的第一端沿所述第二方向上向远离所述电极指中心的一侧延伸第二预设长度,且所述第一预设长度不大于所述第二预设长度。
9、可选地,所述第一预设长度等于所述第二预设长度,所述第二延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第一端相互对应。可选地,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第一端相互对应,所述第三延伸部的第二端沿所述第二方向上向靠近所述第一延伸部的第二端的一侧延伸第三预设长度;其中,所述第三预设长度小于所述第一预设长度。
10、可选地,所述第一负载单元还包括沿第一方向对称设置的第一辅助负载和第二辅助负载,且所述第一辅助负载和所述第二辅助负载分别设置在相邻的两个所述第一负载单元的间隙之间,将相邻的两个所述第一负载单元相连;
11、所述第一辅助负载块的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相对应,所述第一辅助负载块的第二端沿所述第二方向延伸第四预设长度,所述第四预设长度小于所述第一预设长度。
12、可选地,所述第一辅助负载和所述第二辅助负载在所述第一方向上的延伸长度相等。
13、可选地,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第二端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相互对应,所述第三延伸部的第一端沿所述第二方向上向靠近所述第一延伸部的第一端的一侧延伸第三预设长度,且所述第三预设长度小于所述第一预设长度。
14、可选地,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端和第二端均位于所述第一延伸部的第一端和第二端之间。
15、可选地,所述第一预设长度小于所述第二预设长度,所述第二延伸部的第一端在所述第二方向上位于所述电极指的连接端与相邻所述电极指的延伸端之间。
16、可选地,所述第三延伸部包括沿所述第二方向上相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第二延伸部的第一端相互对应,所述第三延伸部的第二端与所述第一延伸部的第一端相互对应。
17、可选地,所述第一负载单元包括多个沿所述第一方向依次交替,且相互间隔设置的所述第一延伸部和所述第二延伸部,以及多个依次间隔设置在所述第一延伸部和所述第二延伸部之间的所述第三延伸部。
18、可选地,所述压电性基板包括自下而上依次层叠的衬底层、低声速材料层和压电材料层;所述质量负载层形成于远离所述衬底层一侧的所述压电材料层上。
19、可选地,所述压电性基板还包括高声速材料层,所述高声速材料层形成于所述衬底层与所述低声速材料层之间。
20、可选地,还包括反射栅电极,所述反射栅电极形成于所述压电性基板上,并沿所述第一方向间隔形成于所述idt电极的两侧。
21、可选地,所述负载层还包括沿所述第一方向间隔形成于所述idt电极的两侧,每个所述第二负载单元与所述反射栅电极的至少一对指条的设置位置相对应,多个所述第二负载单元沿所述第一方向和所述第二方向相互间隔且相互对称。
22、可选地,在第三方向上,所述质量负载层将多个所述电极指依次交错间隔形成的区域沿所述第二方向间隔为第一交错区、第二交错区和第三交错区;所述idt电极被激发而形成的声表面波沿所述第一方向的传播速度在所述第一交错区、所述第三交错区和所述第二交错区依次降低;其中,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向垂直。
23、本技术提供的具有横向模态抑制效果的声表面波装置至少包括如下有益效果:
24、本技术提供了一种具有横模抑制效果声表面波装置,该声表面波装置包括自下而上依次层叠的压电性基板、质量负载层和idt电极。质量负载层包括间隔设置第一延伸部和第二延伸部,以及形成于第一延伸部和第二延伸部的第三延伸部和凹槽部;idt电极包括多个交错间隔设置的电极指,相邻电极指一一对应覆盖在第一延伸部和第二延伸部上,且相邻电极指之间的间隙与凹槽部相对应,使得声表面波装置激励产生的弹性波会因质量负载层而在压电性基板上具有不同的传播速度,从而抑制横模谐振。
25、进一步地,通过将质量负载层中形成凹槽部,并将凹槽部与相邻电极指之间的间隙相对应,使得弹性波在压电性基板上质量负载层对应的区间内又具有不同的传播速度,使得质量负载层不仅能够起到横模抑制的效果,还能够对各种杂散波进行反射,而不易被激发形成谐振,同时又不会对主声学模式产生影响,也就使得绝大部分弹性波能量能够集中在主声学模式,避免产生额外的能量耗散,从而起到提高声表面波装置的性能的效果。
26、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
1.一种具有横向模态抑制效果的声表面波装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的声表面波装置,其特征在于,所述质量负载层包括多个沿所述第一方向和所述第二方向相互间隔的第一负载单元,每个所述第一负载单元至少包括一个所述第三延伸部,以及与所述第三延伸部沿所述第一方向的两端相连的所述第一延伸部和所述第二延伸部,且在所述第一方向上相邻所述第一负载单元之间相互对称。
3.根据权利要求2所述的声表面波装置,其特征在于,在同一所述第一负载单元中,所述第一延伸部和所述第二延伸部均包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端;其中,所述第一延伸部的第一端在所述第二方向上与所述电极指的延伸端相互对应,所述第一延伸部的第二端沿所述第二方向上向靠近所述电极指中心的一侧延伸第一预设长度;所述第二延伸部的第二端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相互对应,所述第二延伸部的第一端沿所述第二方向上向远离所述电极指中心的一侧延伸第二预设长度,且所述第一预设长度不大于所述第二预设长度。
4.根据权利要求3所述的声表面波装置,其特征在于,所述第一预设长度等于所述第二预设长度,所述第二延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第一端相互对应。
5.根据权利要求4所述的声表面波装置,其特征在于,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第一端相互对应,所述第三延伸部的第二端沿所述第二方向上向靠近所述第一延伸部的第二端的一侧延伸第三预设长度;其中,所述第三预设长度小于所述第一预设长度。
6.根据权利要求5所述的声表面波装置,其特征在于,所述第一负载单元还包括沿第一方向对称设置的第一辅助负载和第二辅助负载,且所述第一辅助负载和所述第二辅助负载分别设置在相邻的两个所述第一负载单元的间隙之间,将相邻的两个所述第一负载单元相连;所述第一辅助负载块的第一端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相对应,所述第一辅助负载块的第二端沿所述第二方向延伸第四预设长度,所述第四预设长度小于所述第一预设长度。
7.根据权利要求6所述的声表面波装置,其特征在于,所述第一辅助负载和所述第二辅助负载在所述第一方向上的延伸长度相等。
8.根据权利要求4所述的声表面波装置,其特征在于,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第二端在所述第二方向上与所述第一延伸部的第二端相互对应,所述第三延伸部的第一端沿所述第二方向上向靠近所述第一延伸部的第一端的一侧延伸第三预设长度,且所述第三预设长度小于所述第一预设长度。
9.根据权利要求4所述的声表面波装置,其特征在于,所述第三延伸部包括沿所述第二方向相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端和第二端均位于所述第一延伸部的第一端和第二端之间。
10.根据权利要求3所述的声表面波装置,其特征在于,所述第一预设长度小于所述第二预设长度,所述第二延伸部的第一端在所述第二方向上位于所述电极指的连接端与相邻所述电极指的延伸端之间。
11.根据权利要求8所述的声表面波装置,其特征在于,所述第三延伸部包括沿所述第二方向上相对的第一端和第二端,所述第三延伸部的第一端在所述第二方向上与所述第二延伸部的第一端相互对应,所述第三延伸部的第二端与所述第一延伸部的第一端相互对应。
12.根据权利要求2所述的声表面波装置,其特征在于,所述第一负载单元包括多个沿所述第一方向依次交替,且相互间隔设置的所述第一延伸部和所述第二延伸部,以及多个依次间隔设置在所述第一延伸部和所述第二延伸部之间的所述第三延伸部。
13.根据权利要求1~12任意一项所述的声表面波装置,其特征在于,所述压电性基板包括自下而上依次层叠的衬底层、低声速材料层和压电材料层;所述质量负载层形成于远离所述衬底层一侧的所述压电材料层上。
14.根据权利要求13所述的声表面波装置,其特征在于,所述压电性基板还包括高声速材料层,所述高声速材料层形成于所述衬底层与所述低声速材料层之间。
15.根据权利要求2~12任意一项所述的声表面波装置,其特征在于,还包括反射栅电极,所述反射栅电极形成于所述压电性基板上,并沿所述第一方向间隔形成于所述idt电极的两侧。
16.根据权利要求15所述的声表面波装置,其特征在于,所述负载层还包括沿所述第一方向间隔形成于所述idt电极两侧的多个第二负载单元,每个所述第二负载单元与所述反射栅电极的至少一对指条的覆盖位置相对应,多个所述第二负载单元沿所述第一方向和所述第二方向相互间隔且相互对称。
17.根据权利要求1任意一项所述的声表面波装置,其特征在于,在第三方向上,所述质量负载层将多个所述电极指依次交错间隔形成的区域沿所述第二方向间隔为第一交错区、第二交错区和第三交错区;所述idt电极被激发而形成的声表面波沿所述第一方向的传播速度在所述第一交错区、所述第三交错区和所述第二交错区依次降低;其中,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向垂直。