1.本发明涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种声表面波滤波器、声表面波谐振器及其制造方法。
背景技术：2.在射频前端模块中，滤波器有着至关重要的作用，是射频前端的核心器件。表面波滤波器由于体积小，性能高，成本低，制造流程简单被广泛的应用于移动射频前端。随着移动通信的世代更迭，数据传输速率更快，数据流量更大，需要声表面波滤波器具备更多的功率容量，更小的能量损耗。
3.声表面波滤波器包括多个声表面波谐振器，现有技术的声表面波谐振器工作时，交变电场引起的逆压电效应产生两种声波的传输模式，纵向波和剪切波；由于声表面波谐振器的正负电极都在压电体表面，导致纵向波通常会被无谓的损耗掉，导致声表面波谐振器的传输损耗过高。
技术实现要素：4.本发明的主要目的在于提供一种声表面波滤波器、声表面波谐振器及其制造方法，旨在解决现有的声表面波谐振器传输损耗高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种声表面波谐振器，包括：
6.基板；
7.压电层，设置在所述基板上，所述压电层背离所述基板的一侧设置有两个反射栅，两个反射栅分别靠近所述压电层的两端；
8.叉指换能器，设置在所述压电层背离所述基板的一侧，且位于在两个所述反射栅之间，所述叉指换能器的两端分别安装有输入电极和输出电极，所述叉指换能器包括交错设置的多个叉指电极，所述基板的下方开设有朝远离所述压电层方向延伸的声波通道，所述声波通道贯通所述基板，所述声波通道与所述叉指电极数量一致且一一对应设置，所述声波通道的一端呈开口且连通至所述压电层，另一端呈开放式敞口。
9.优选地，所述压电层呈水平设置，所述声波通道垂直于所述压电层延伸。
10.优选地，所述声波通道的宽度与对应的所述叉指电极的宽度一致。
11.优选地，所述基板选用硅板、蓝宝石板、碳化硅板和金刚石板中的一种，和/或；
12.所述基板的厚度为90μm～200μm。
13.优选地，所述压电层的材料为aln、pzt、zno、linbo3和litao3中的一种，和/或；
14.所述压电层的厚度为300nm～5000nm。
15.优选地，所述叉指换能器的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述叉指换能器的厚度为50nm～500nm，和/或；
16.所述反射栅的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述反射栅的厚度为50nm～500nm，和/或；
17.所述输入电极的材料和所述输出电极的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述输入电极的厚度和所述输出电极的厚度为500nm～2000nm。
18.优选地，所述叉指换能器的周期节长度为1um～10um，指宽为0.5um～5um，间隔为0.5um～5um，声孔径为1um～16um，指对数为10～100。
19.本发明还提供一种声表面波滤波器，所述声表面波滤波器应用有上述的声表面波谐振器。
20.本发明还提供一种声表面波谐振器的制造方法，用于制作上述的声表面波谐振器，包括以下步骤：
21.提供基板；
22.在所述基板的上表面形成压电层；
23.在所述压电层的表面沉积金属形成第一过渡层，并在所述第一过渡层的表面光刻第一预设图案；
24.刻蚀除所述第一预设图案外的第一过渡层，获得所述反射栅和所述换能器；
25.在所述压电层的表面光刻第二预设图案，并在所述第二预设图案上沉积金属形成第二过渡层；
26.剥离所述第二过渡层超出所述第二预设图案的部分，获得所述输入电极和所述输出电极；
27.在所述基板的底部与所述换能器的叉指电极对应的位置开设出声波通道，获得所述声表面波谐振器。
28.优选地，所述第一过渡层的材质和所述第二过渡层的材质为al、mo、ti、w、cu和au中的一种。
29.在本发明的技术方案中，通过输入电极和输出电极为叉指换能器供电，叉指换能器在电信号的作用下形成电场，对压电层产生剪切波和纵向波，纵向波朝垂直压电层的方向传播，通过在基板上对应叉指电极的位置开设声波通道，通过声波通道将纵向波反射回压电层，从而降低声表面波谐振器的传输损耗。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本发明一实施例声表面波滤波器的剖视图；
32.图2为本发明一实施例声表面波滤波器的的结构示意图；
33.图3为本发明一实施例声表面波滤波器的制造方法的流程示意图。
34.附图标号说明：
35.标号名称标号名称1声表面波滤波器31输入电极10基板32输出电极11声波通道33叉指电极
20压电层40反射栅30叉指换能器
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36.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
42.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.请结合图1和图2，本发明提供一种声表面波谐振器，包括基板10、压电层20和叉指换能器30，其中，压电层20设置在基板10上，压电层20背离基板10的一侧设置有两个反射栅40，两个反射栅40分别靠近压电层20的两端；叉指换能器30设置在压电层20背离基板10的一侧，且位于在两个反射栅40之间，叉指换能器30的两端分别安装有输入电极31和输出电极32，叉指换能器30包括交错设置的多个叉指电极33，基板10的下方开设有朝远离压电层20方向延伸的声波通道11，声波通道11贯通基板10，声波通道11与叉指电极33数量一致且一一对应设置，声波通道11的一端呈开口且连通至压电层20，另一端呈开放式敞口。
44.在本发明的技术方案中，通过输入电极31和输出电极32为叉指换能器30供电，叉指换能器30在电信号的作用下形成电场，对压电层20产生剪切波和纵向波，纵向波朝垂直压电层20的方向传播，通过在基板10上对应叉指电极33的位置开设声波通道11，通过声波通道11将纵向波反射回压电层20，增强了剪切波能量，从而降低声表面波谐振器的传输损耗，其aln机电耦合系数kt2达3％，插入损耗降低了18db，声表面波滤波器1的工作频率从1ghz频段提高到2ghz频段，提高了声表面波谐振器的品质因数。
45.在一实施例中，压电层20呈水平设置，声波通道11垂直于压电层20延伸。纵向波垂直于压电层20传播，因此将声波通道11垂直于压电层20延伸可以最大程度的将纵向波反射回压电层20，进一步的降低了声表面波谐振器的传输损耗。
46.在一实施例中，声波通道11的宽度与对应的叉指电极33的宽度一致。压电层20由叉指电极33的影响产生纵向波，声波通道11的宽度与叉指电极33的宽度一致时，声波通道11可以精准的反射纵向波，进一步的降低了声表面波谐振器的传输损耗。
47.在一实施例中，基板10选用硅板、蓝宝石板、碳化硅板和金刚石板中的一种，进一步地，基板10的厚度为90μm～200μm。需要注意的是，基板10初始时一般为行业标准厚度，达到预设的厚度范围需进行打磨，基板10的厚度为90μm～200μm时，可提高声波通道11对纵向波的反射性能。
48.在一实施例中，压电层20的材料为aln、pzt、zno、linbo3和litao3中的一种，进一步地，压电层20的厚度为300nm～5000nm。需要注意的是，压电层20可以是单晶压电层20，有益于提高声速可以提高声表面波器件的温度稳定性，降低插入损耗，提高工作带宽，还能减小期间尺寸，也可以是非掺杂或掺杂的多晶aln压电层20，有助于提高声速。
49.在一实施例中，叉指换能器30的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，叉指换能器30的厚度为50nm～500nm，
50.进一步地，反射栅40的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，反射栅40的厚度为50nm～500nm，
51.进一步地，输入电极31的材料和输出电极32的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，输入电极31的厚度和输出电极32的厚度为500nm～2000nm。al、mo、ti、w、cu和au具有优秀的导电性能，叉指换能器30的厚度与反射栅40的厚度相同，有助于反射栅40反射声波，输入电机和输出电极32的厚度高于叉指换能器30的厚度，易于连通电源。
52.在一实施例中，叉指换能器30的周期节长度为1um～10um，指宽为0.5um～5um，间隔为0.5um～5um，声孔径为1um～16um，指对数为10～100。
53.本发明还提供一种声表面波滤波器1，声表面波滤波器1应用有上述的声表面波谐振器。该声表面波谐振器的具体结构参照上述实施例，由于声表面波滤波器1采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
54.请参阅图3，本发明还提供一种声表面波谐振器的制造方法，用于制作上述的声表面波谐振器，包括以下步骤：
55.s100，提供基板；
56.s200，在基板的上表面形成压电层；
57.需要注意的是，压电材料可以是aln、pzt、zno、linbo3、litao3等具有压电\逆压电
效应的材料，运用磁控溅射或者金属化学气相沉积等方式制备压电层；
58.s300，在压电层的表面沉积金属形成第一过渡层，并在第一过渡层的表面光刻形成反射栅和换能器的第一预设图案；
59.采用磁控溅射(sputtering)、蒸镀(evaporation)、原子层沉积(ald)、化学气相沉积(cvd)等方法在压电层表面沉积一层金属形成第一过渡层，第一过渡层的材料可以是mo、al、ti、w等金属，通过光刻机图形化反射栅和换能器的图案形成第一预设图案；
60.s400，刻蚀除第一预设图案外的第一过渡层，获得反射栅和换能器；
61.通过等离子体干法刻蚀的方法将第一过渡层上除第一预设图案外的部分全部刻蚀，刻蚀厚度为沉积的第一过渡层的厚度，防止损伤压电层；
62.s500，在压电层的表面光刻形成输入电极和输出电极的第二预设图案，并在第二预设图案上沉积金属形成第二过渡层；
63.第二过渡层的材料可以是mo、al、ti、w等金属，第二过渡层按照第二预设图案沉积；
64.s600，剥离第二过渡层超出第二预设图案的部分，获得输入电极和输出电极；
65.采用lift off的工艺将第二过渡层剥离干净；
66.s700，在基板的底部与换能器的叉指电极对应的位置开设出声波通道，获得声表面波谐振器。
67.需要注意的是，基板的厚度需要通过机械研磨减薄至预设厚度范围，再通过光刻的方法形成声波通道的图案，最后用等离子体干法刻蚀的方法将声波通道的图案所在区域全部刻蚀，形成声波通道，刻蚀厚度为基板的厚度。
68.在一实施例中，第一过渡层和第二过渡层的材质为al、mo、ti、w、cu和au中的一种。
69.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：1.一种声表面波谐振器，其特征在于，包括：基板；压电层，设置在所述基板上，所述压电层背离所述基板的一侧设置有两个反射栅，两个反射栅分别靠近所述压电层的两端；叉指换能器，设置在所述压电层背离所述基板的一侧，且位于两个所述反射栅之间，所述叉指换能器的两端分别安装有输入电极和输出电极，所述叉指换能器包括交错设置的多个叉指电极，所述基板开设有朝远离所述压电层方向延伸的声波通道，所述声波通道贯通所述基板，所述声波通道与所述叉指电极数量一致且一一对应设置，所述声波通道的一端呈开口且连通至所述压电层，另一端呈开放式敞口。2.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述压电层呈水平设置，所述声波通道垂直于所述压电层。3.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述声波通道的宽度与对应的所述叉指电极的宽度一致。4.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述基板为硅板、蓝宝石板、碳化硅板和金刚石板中的一种，和/或；所述基板的厚度为90μm～200μm。5.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述压电层的材料为aln、pzt、zno、linbo3和litao3中的一种，和/或；所述压电层的厚度为300nm～5000nm。6.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指换能器的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述叉指换能器的厚度为50nm～500nm，和/或；所述反射栅的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述反射栅的厚度为50nm～500nm，和/或；所述输入电极的材料和所述输出电极的材料为al、mo、ti、w、cu和au中的一种，所述输入电极的厚度和所述输出电极的厚度为500nm～2000nm。7.如权利要求1所述的声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指换能器的周期节长度为1um～10um，指宽为0.5um～5um，间隔为0.5um～5um，声孔径为1um～16um，指对数为10～100。8.一种声表面波滤波器，其特征在于，所述声表面波滤波器应用有如权利要求1-7中任一项所述的声表面波谐振器。9.一种声表面波谐振器的制造方法，用于制作如权利要求1-7中任一项所述的声表面波谐振器，其特征在于，包括以下步骤：提供基板；在所述基板的上表面形成压电层；在所述压电层的表面沉积金属形成第一过渡层，并在所述第一过渡层的表面光刻第一预设图案；刻蚀除所述第一预设图案外的第一过渡层，获得所述反射栅和所述换能器；在所述压电层的表面光刻第二预设图案，并在所述第二预设图案上沉积金属形成第二过渡层；
剥离所述第二过渡层超出所述第二预设图案的部分，获得所述输入电极和所述输出电极；在所述基板的底部与所述换能器的叉指电极对应的位置开设出声波通道，获得所述声表面波谐振器。10.如权利要求9所述的声表面波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一过渡层的材质和所述第二过渡层的材质为al、mo、ti、w、cu和au中的一种。
技术总结本发明公开了一种声表面波滤波器、声表面波谐振器及其制造方法，其中，声表面波谐振器包括基板、压电层和叉指换能器，压电层设置在基板上，压电层背离基板的一侧设置有两个反射栅，两个反射栅分别靠近压电层的两端；叉指换能器设置在压电层背离基板的一侧，且设置在两个反射栅之间，叉指换能器的两端分别安装有输入电极和输出电极，叉指换能器包括交错设置的多个叉指电极，基板的下方开设有朝远离压电层方向延伸的声波通道，声波通道的一端呈开口且连通至压电层，另一端呈开放式。本发明通过在基板上对应叉指电极的位置开设声波通道，通过声波通道将纵向波反射回压电层，增强了剪切波能量，从而降低声表面波谐振器的传输损耗。从而降低声表面波谐振器的传输损耗。从而降低声表面波谐振器的传输损耗。
技术研发人员：张汪根 樊永辉 许明伟 樊晓兵
受保护的技术使用者：深圳市汇芯通信技术有限公司
技术研发日：2022.07.04
技术公布日：2022/11/1
