[发明专利]具有单向转换器的表面声波器件

说明书

本发明公开了一种表面声波(surface acoustic wave，SAW)器件(200)。所述SAW器件(200)包括压电层(304)和具有多个电极(214)的转换器(204、206)。所述电极(214)分别与相互平行且垂直于波传播方向(220)的纵向轴对齐。每个电极(214)包括：第一导电层(216)，在所述波传播方向上具有第一厚度和第一宽度；第二导电层(218)，具有与第一厚度相比可忽略不计的第二厚度。所述第一层(216)和所述第二层(218)相互电接触，以提供在所述波传播方向(220)上电极(214)的总宽度范围内的电传导，该总宽度大于所述第一层(216)的所述第一宽度。

相关申请案交叉申请

本申请要求于2018年1月19日递交的发明名称为“具有单向转换器的表面声波器件(SURFACE ACOUSTIC WAVE DEVICE WITH UNIDIRECTIONAL TRANSDUCER)”的美国专利申请案第15875174号的优先权，其内容通过引用的方式并入本文本中。

技术领域

本发明涉及表面声波(surface acoustic wave，SAW)器件，尤其涉及一种用于单向波传播的SAW器件。

背景技术

在通信系统(例如，包括终端和基站基础设施)中，广泛使用滤波器和谐振器等表面声波(surface acoustic wave，SAW)器件。SAW器件可以使用数字间转换器(interdigital transducer，IDT)实现。IDT生成的SAW一般是双向的。在横向SAW滤波器的情况下，SAW器件具有输入IDT和输出IDT。输入IDT生成的SAW双向传播，使得仅50％的生成能量沿着输出IDT的方向传播，其余50％则远离输出IDT传播。因此，SAW滤波器由于其转换器的双向性的原因而有约6dB损耗，每个IDT具有约3dB损耗。减小横向SAW滤波器插入损耗的一种方法是设计一个SAW滤波器，使输入转换器生成的SAW进行单向传播。类似地，输出转换器也应该单向设计(与输入转换器相反的方向)来接收SAW。

为了实现这种单向波的传播，设计了单相单向转换器(Single-phaseunidirectional transducer，SPUDT)。SPUDT的示例包括自然型SPUDT(natural SPUDT，NSPUDT)、浮动电极单向转换器(floating electrode unidirectional transducer，FEUDT)和薄膜厚度差型SPUDT等。然而，这样的设计也有缺点。例如，使用NSPUDT的器件依赖于晶体基板的不对称性(即，正反向声波传播特性的差异)，在输入转换器实现单向波的传播，但由于输出转换器位于同一晶体基板上，因此输出转换器的波方向不会发生反转。在使用FEUDT的器件中，转换器设计需要窄的电极，设计所述窄电极的宽度对应于工作波长的一小部分(例如，工作波长的1/12)。由于电极的最小宽度受到实际制造考虑因素下可能的最小特征尺寸的限制(通常约为0.2μm)，因此，可能无法实现极高的工作频率(即，极短的工作波长)。对于使用薄膜厚度差型SPUDT的器件，电极设计比较复杂，通常导致制造困难。

最好能提供一种具有单向转换器的SAW器件，而不必依赖于晶体基板的不对称性，并且具有相对简单的制造过程，但要实现非常高的工作频率。

发明内容

在本文描述的各种示例中，描述了具有单向转换器的SAW器件。所述转换器中的每个电极包括相互电接触的第一层和第二层。第一层和第二层之间导电。然而，第二层的机械重量可以忽略不计。结果表明，电极的转换中心Tc和反射中心Rc在空间上是分开的。当转换中心Tc和反射中心Rc的偏移为工作波长λ的1/8时，所述转换器产生的SAW进行单向传播。