[发明专利]一种高品质因数声表面波谐振器

说明书

本发明公开一种高品质因数声表面波谐振器，该谐振器为单端口谐振器，该谐振器包括衬底层、设置在衬底层上的压电基底、设置在压电基底上的金属电极层；金属电极层包括叉指电极、母线和反射栅，反射栅对称布置在叉指电极的两侧，母线与叉指电极连接；沿着声表面波谐振器的主传播方向，反射栅的栅条为长度递增的直线段，或者，反射栅的栅条包括中部的竖直直线段和两端向叉指电极方向弯折的弯折段，使得单侧的反射栅整体呈扇形，竖直直线段的长度不小于叉指电极的孔径。本发明利用扇形反射栅，并同时采用栅形母线，将由中间叉指电极向声表面波主传播方向以外方向的声表面波反射回去，减少能量损失，提高品质因数。

技术领域

本发明涉及声波传感器领域，具体涉及一种高品质因数声表面波谐振器。

背景技术

声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)器件由于高工作频率、高频率品质因数、高灵敏度、高稳定性等特点，不仅在电路滤波器领域有着广泛应用，而且在质量传感、温度传感、气体传感、生物化学传感、湿度传感、气压传感等方面均得到广泛运用。SAW器件的品质因数是其最重要的技术指标，SAW器件作为滤波器，其品质因数越高，则滤波器滚降特性就越好，带外抑制也越大，SAW器件作为传感器，其品质因数越高，则传感灵敏度就越高。

声表面波器件的金属电极对器件性能影响巨大，调整声表面波器件的电极设计，可以极大的改变声表面波器件的品质因数。现在有许多设计围绕声表面波器件的叉指电极，但是反射栅和母线，也同样会影响声表面波器件品质因数。优化反射栅与母线设计，可以进一步提升声表面波器件的品质因数。

声表面波器件工作时，叉指电极会在压电材料表面激发声表面波，但真正利用的只有主传播方向的声表面波，即声表面波谐振器孔径辐射方向的声表面波。然而声表面波器件形成的声表面波在叉指电极外围，并非只向主传播方向传播，而是会从叉指电极周围开始，向外四面八方的辐射声表面波。所以这些四散的声表面波能量无法被利用，造成了能量损失，降低了品质因数。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高品质因数声表面波谐振器，该谐振器相较同尺寸的声表面波谐振器有更高的品质因数。具体技术方案如下：

一种高品质因数声表面波谐振器，该谐振器为单端口谐振器，该谐振器包括：

衬底层；

设置在衬底层上的压电基底；

设置在所述压电基底上的金属电极层；

所述的金属电极层包括叉指电极、母线和反射栅，所述反射栅对称布置在所述叉指电极的两侧，所述母线与叉指电极连接；

沿着声表面波谐振器的主传播方向，所述反射栅的栅条为长度递增的直线段，或者，所述反射栅的栅条包括中部的竖直直线段和两端向叉指电极方向弯折的弯折段，使得单侧的反射栅整体呈扇形，所述竖直直线段的长度不小于所述叉指电极的孔径，所述叉指电极向声表面波主传播方向以外方向的声表面波被所述反射栅反射回去。

进一步地，所述反射栅的栅条的两端的弯折为直线弯折或弧形弯折。

进一步地，所述母线为栅形母线，且所述母线的栅条方向垂直于所述叉指电极的方向，从而收集垂直于主传播方向的声表面波能量，将这些能量重新汇入叉指电极。

进一步地，所述反射栅的栅条之间的间距与所述叉指电极的电极间距相等，反射栅的栅条的宽度与叉指电极的宽度相等。

进一步地，所述反射栅的栅条数目为1～500，所述母线的栅条数目为1～500。

本发明的有益效果如下：