[发明专利]声表面波谐振器

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐振器，尤其涉及一种声表面波谐振器。

背景技术

声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）是传播于压电基片材料表面的机械波，其声速仅为电磁波速的十万分之一，其振幅随深入基片本材料的深度增加而迅速减少。SAW最主要的特点就是能量能够集中于表层，使得声表面波组件可以很容易地运用其所携带的能量。基于SAW对某些物理、化学、生物量的敏感特性，许多各具特色的SAW器件被开发出来。

声表面波谐振器（Surface Acoustic Wave Resonators，SAWR）是一种晶体谐振器，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给它通电，它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。

品质因数（Q因数，quality factor）表征一个储能器件（如电感线圈、电容等）、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质量指标，谐振回路的品质因数为谐振回路的特性阻抗与回路电阻之比，元件的Q值愈大，用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳。

传统的SAWR主要广泛用于工作在20MHz以上频段的次中频滤波。然而，很多生物性质需要高频才能够有效地进行检测。传统的SAWR的工作频率、插入损耗、时间延迟、相位延迟等受温度、压力、湿度等外界物理因素影响较大，无法达到高的品质因数Q。其器件在加工制作过程中很难达到较好的频次内和批次间的重复性，严重妨碍了SAWR的产品化。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种具有更高的品质因数（Q）及频率稳定性的声表面波谐振器。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种声表面波谐振器，包括压电基片、叉指换能器、两个反射栅和两个吸声件。压电基片为ST切型石英。叉指换能器刻蚀于压电基片。叉指换能器发出433.92MHz的中心频率，周期节长度M=7.2μm，叉指宽度a=1.9μm，叉指间距b=1.7μm，指条对数N=100，声孔径W=720μm，叉指指条的铝条厚度H=200nm。两个反射栅分别刻蚀于叉指换能器的两侧，每侧的反射栅指条数目N_ref=200，两侧的反射栅与叉指换能器之间的距离s=9.0μm。两个吸声件分别设置于两个反射栅远离叉指换能器的一侧。

于本发明的一实施例中，声表面波谐振器是单端口声表面波谐振器。

综上所述，本发明提供的声表面波谐振器具有更高的品质因数Q及频率稳定性，不易受环境影响，且可由IC工艺加工设计，具备体积小、重量轻等优点。本发明提供的声表面波谐振器能稳定可靠地发出高频433MHz，从而提高声表面波谐振器的检测性能，电极响应快、灵敏度高，具有批量重复性好、成本低廉等优势。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明提供的声表面波谐振器的示意图。

图2所示为本发明提供的声表面波谐振器的电极设计示意图。

图3所示为本发明提供的声表面波谐振器的制备工艺流程示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明提供的声表面波谐振器的示意图。图2所示为本发明提供的声表面波谐振器的电极设计示意图。图3所示为本发明提供的声表面波谐振器的制备工艺流程示意图。请一并参考图1至图3。

本发明提供一种声表面波谐振器11，包括压电基片1111、叉指换能器1112（Interdigital Transducers，IDT）、两个反射栅1113和两个吸声件1114。压电基片1111为ST切型石英。叉指换能器1112刻蚀于压电基片1111，叉指换能器1112发出433.92MHz的中心频率，周期节长度M=7.2μm，叉指宽度a=1.9μm，叉指间距b=1.7μm，指条对数N=100，声孔径W=720μm，叉指指条的铝条厚度H=200nm。两个反射栅1113分别刻蚀于叉指换能器1112的两侧，每侧的反射栅1113的指条数目N_ref=200，两侧的反射栅1113与叉指换能器1112之间的距离s=9.0μm。两个吸声件1114分别设置于两个反射栅1113远离叉指换能器1112的一侧。