專利名稱：聲表面波器件用新型錐形叉指換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子器件，更具體地說，尤其涉及一種聲表面波器件。
技術(shù)背景聲表面波器件是現(xiàn)今電子電路的關(guān)鍵元件，其主要功能部分，是采用現(xiàn)代微電子 技術(shù)在表面拋光壓電材料基片上制作的叉指換能器、反射體和耦合柵等金屬電極結(jié)構(gòu)，基 于(逆)壓電效應(yīng)，射頻信號在叉指換能器中經(jīng)歷聲電換能過程得到處理，達(dá)到預(yù)定功能要 求。常規(guī)聲表面波叉指換能器的叉指電極是在壓電晶體表面上周期排列的平行等寬 直線狀金屬條，垂直于選定的聲表面波傳播方向，故構(gòu)成的換能器呈矩形狀。由此種換能器 構(gòu)成的濾波器，有效帶寬與換能器的有效叉指對數(shù)成反比，因此寬帶濾波器換能器的叉指 數(shù)會很少，體波影響較嚴(yán)重，而且器件電容小，寄生參數(shù)影響大，不易匹配，插入衰耗很大。近期，錐形叉指換能器克服了上述常規(guī)叉指換能器的缺點，已被廣泛應(yīng)用。錐形叉 指換能器濾波器原理如圖1所示(圖1是錐形叉指換能器濾波器的原理圖，表明錐形叉指 換能器可認(rèn)為是由不同中心頻率且有較窄通帶的極窄子換能器的并聯(lián)組合)，其關(guān)鍵特征 是錐形換能器在聲表面波傳播方向上任一個極窄聲通道(稱為子換能器)的叉指電極有 相同的周期，而在垂直聲表面波傳播方向的孔徑方向上叉指周期不同，一般為單調(diào)變化，故 換能器整體形成錐形，故得名。為區(qū)別，稱常規(guī)叉指換能器為矩形叉指換能器。錐形叉指換能器可認(rèn)為是由不同中心頻率且有較窄通帶的極窄矩形子換能器的 并聯(lián)組合，其濾波器特性是構(gòu)成子換能器特性的疊加。叉指電極周期小的部分對器件高頻 特性貢獻(xiàn)大，叉指周期大的部分對器件低頻特性貢獻(xiàn)大。可見，器件頻響的過渡特性主要是 換能器兩端附近周期連續(xù)變化的子換能器特性的疊加結(jié)果，計算表明，過渡區(qū)會比相應(yīng)矩 形換能器的大。如要提高過渡區(qū)陡峭度，就要增加叉指電極對數(shù)，不但增加了器件尺寸，還 會加大二次效應(yīng)的影響。目前通用的錐形換能器叉指電極結(jié)構(gòu)如圖2所示(圖2表示了常規(guī)錐形換能器的 兩種叉指結(jié)構(gòu)左為連續(xù)曲線結(jié)構(gòu)，右為直線串接結(jié)構(gòu)，連接段斜率大)，主要分為兩類連 續(xù)曲線形和直線串接形。前者是經(jīng)典結(jié)構(gòu)，通過器件模擬，設(shè)計特定的電極曲線形狀，達(dá)到 平坦寬帶頻率特性。在實際光刻掩膜版制作時，也可以采用多段折線來近似設(shè)計曲線，只要 折線的段數(shù)較大時，就可達(dá)到設(shè)計要求。而后者也被廣泛應(yīng)用，連接段長度越短越好，優(yōu)點 是光刻掩膜版制作簡單，但通帶波動較大，而且在器件工藝制作中，因為組成子矩形換能器 的周期相差較大，又要求直線間連接段長度短，所以使得連接段斜率很大，連接段電極要比 直線部分細(xì)得多，還易與兩邊電極發(fā)生短路。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是采用兩端矩形換能器與中部錐形換能 器結(jié)合的夾心結(jié)構(gòu)換能器，優(yōu)化器件頻響過渡區(qū)。[0008]一種聲表面波器件用新型錐形叉指換能器，其特征在于它由兩端矩形換能器中 間夾住一個錐形換能器構(gòu)成，所述上端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電 極的最小周期接近，所述下端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最大 周期接近，所屬兩端矩形換能器與中部錐形換能器分別通過兩個連接段相連。本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)的換能器提高了器件頻響過渡區(qū)陡峭 度；矩形換能器和錐形換能器的周期相差極小，兩者間的連接段不會對器件性能和制作帶 來任何困難。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖和具體實施方 式并不限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。

圖1是錐形叉指換能器濾波器原理；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)錐形換能器叉指結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明的錐形換能器叉指夾心結(jié)構(gòu)；圖4是305MHz濾波器模擬圖；圖5是305MHz濾波器實際器件性能比較圖。
具體實施方式
本專利提出，采用兩矩形換能器夾住一常規(guī)錐形換能器的夾心結(jié)構(gòu)，提高了器件 頻響過渡區(qū)陡峭度。本專利提出的夾心結(jié)構(gòu)換能器，兩端矩形換能器的電極結(jié)構(gòu)與原錐形換能器相 同，而其周期與其相連的錐形換能器的最大或最小周期相近，頻差約為矩形換能器通帶半 寬，這樣有利于充分體現(xiàn)矩形換能器的頻響過渡特性。矩形換能器和錐形換能器的連接處， 由于兩者周期相差極小，即使連接段長度很短，也不會對器件性能和制作帶來任何困難。通過器件模擬，可以確定夾心結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。圖3為本專利提出的夾心結(jié)構(gòu)換能器，A部分為直線結(jié)構(gòu)，B部分為曲線結(jié)構(gòu)，C部 分為連接段，斜率小。它由兩個矩形換能器A夾住一前述常規(guī)錐形濾波器B構(gòu)成，故取名為 夾心結(jié)構(gòu)。兩端矩形換能器的叉指電極周期與錐形換能器叉指電極的最大或最小周期相 近，頻差約為矩形換能器頻響的半帶寬，這樣有利于充分體現(xiàn)矩形換能器的過渡特性。對于 矩形換能器和錐形換能器的連接處C，由于兩者周期相差極小，即使連接長度很短，也不會 對器件性能和制作帶來任何困難。圖4表示采用本專利提出的夾心結(jié)構(gòu)換能器構(gòu)成的30MHz濾波器的器件模擬性 能，并與常規(guī)錐形結(jié)構(gòu)做了比較。實線表示采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的濾波器性能，虛線表示采用常 規(guī)結(jié)構(gòu)的濾波器性能?？芍?，頻率特性的過渡區(qū)陡峭度改進(jìn)許多。圖5為研制的兩種結(jié)構(gòu)器件的實際測試頻率特性，結(jié)果驗證了設(shè)計，證明了本發(fā) 明的優(yōu)點。實際器件性能比較圖中，細(xì)線表示采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的濾波器性能，粗線表示采用 常規(guī)結(jié)構(gòu)的濾波器性能。
權(quán)利要求一種聲表面波器件用新型錐形叉指換能器，其特征在于它由兩端矩形換能器中間夾住一個錐形換能器構(gòu)成，所述上端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最小周期接近，所述下端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最大周期接近，所屬兩端矩形換能器與中部錐形換能器分別通過兩個連接段相連。
專利摘要本實用新型公開了一種聲表面波器件用新型錐形叉指換能器，它由兩端矩形換能器中間夾住一個錐形換能器構(gòu)成，所述上端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最小周期接近，所述下端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最大周期接近，所屬兩端矩形換能器與中部錐形換能器分別通過兩個連接段相連。兩端矩形換能器叉指電極周期與中部錐形換能器叉指電極的最大或最小周期相近，頻差約為矩形換能器的通帶半寬，這樣有利于充分體現(xiàn)矩形換能器的頻率特性過渡特性。對于矩形換能器和錐形換能器的連接處，由于兩者周期相差極小，即使連接段長度很短，也不會對器件性能和制作帶來任何困難。
文檔編號H03H9/64GK201699673SQ20102022877
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者何朝峰, 趙曉紅, 陳培杕 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所