應(yīng)用于無線溫度傳感器的高q值單端對聲表面波諧振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種聲表面波諧振器，尤其涉及一種應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值聲表面波單端對諧振器，屬于半導(dǎo)體平面制作技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聲表面波諧振器(surface-acoustic- wave)，SAW聲表面波元件主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器(Transducer)將電波的輸入訊號轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過處理后，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電的訊號，以達(dá)到過濾不必要的訊號及雜訊，提升收訊品質(zhì)的目標(biāo)；被廣泛應(yīng)用在各種無線通訊系統(tǒng)、電視機(jī)、錄放影機(jī)及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器上。
[0003]其主要功用在于把雜訊濾掉，比傳統(tǒng)的LC濾波器安裝更簡單、體積更小。SAW聲表面波元件的制作可分為晶圓清洗、鍍金屬膜、上光阻、顯影、蝕刻、去光阻、切割、封裝、等相關(guān)步驟，具有可大量生產(chǎn)、損耗低及選擇性高，適用于各型手機(jī)等特點；有性能穩(wěn)定、尺寸小的特點，主要應(yīng)用于無線設(shè)備。聲表濾波器中的FL系列主要應(yīng)用于蜂窩如移動通訊、接收器等。FM系列有低損耗性、高強(qiáng)度的排他性以及對外部阻抗的低匹配性。它可應(yīng)用于汽車TPMS、遠(yuǎn)程無鍵進(jìn)入(RKE)、安全系統(tǒng)和有源RFID標(biāo)簽。
[0004]近年來，以單端對諧振器為核心傳感元件的聲表面波溫度傳感器以其無線無源的特點獲得人們的青睞，獲得了飛速發(fā)展，并在電力設(shè)備關(guān)鍵節(jié)點在線監(jiān)測領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在傳感器應(yīng)用中，聲表面波諧振器的性能特別是品質(zhì)因子及損耗直接影響到溫度傳感器的無線信號傳輸。傳統(tǒng)的單端對聲表面波諧振器一般采用無加權(quán)、電極占空比為1的換能器與反射器電極設(shè)計，導(dǎo)致Q值較低；部分采用了單或者雙加權(quán)的設(shè)計，體現(xiàn)為叉指換能器的切指加權(quán)和反射器的變跡加權(quán)，雖然有部分加權(quán)效果，但是同時也增加了器件的插入損耗；為改善Q值，市場上現(xiàn)在有部分設(shè)計采用增加反射器長度來提高反射率，但由此也增加了器件尺寸同時增加了寄生效應(yīng)。
[0005]有鑒于此，如何提供一種小體積、高Q值、低損耗以及低寄生等性能的應(yīng)用于無線溫度傳感器的聲表面波諧振器，成為了業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有應(yīng)用于無線溫度傳感器的單端對聲表面波諧振器性能上所存在的一些問題，為了實現(xiàn)小體積、高Q值、低損耗以及低寄生等性能，本實用新型的目的在于提供一種對叉指換能器進(jìn)行余弦函數(shù)切指加權(quán)、采用溝槽結(jié)構(gòu)反射器、采用繞Y軸0°?35°切割沿X方向傳播的石英基底的應(yīng)用于無線溫度傳感器的單端對聲表面波諧振器。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案包括:
[0008]—種應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，包括一個叉指換能器、分別分布于所述叉指換能器兩側(cè)的兩個反射器以及壓電基底，所述叉指換能器采用余弦函數(shù)切指加權(quán)的形式設(shè)置于所述壓電基底上，兩個所述反射器采用溝槽形式設(shè)置于所述壓電基底上。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方案之一，所述壓電基底為采用繞Y軸向旋轉(zhuǎn)0°?30 °切割且沿X方向傳播的石英晶體。
[0010]進(jìn)一步的，所述石英晶體材料具有線性頻率溫度系數(shù)，且頻率溫度系數(shù)在10?22ppm/°C。
[0011]更優(yōu)選的，所述叉指換能器采用占空比為1.3?1.5的鋁電極。
[0012]本實用新型的有益效果在于:
[0013]本實用新型可以解決現(xiàn)有應(yīng)用于無線溫度傳感器的單端對聲表面波諧振器性能上所存在的一些問題，實現(xiàn)小體積、高Q值、低損耗以及低寄生等性能，實用性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0014]為了更清晰地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做簡單地減少，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖進(jìn)行擴(kuò)展。
[0015]圖1是本實用新型的【具體實施方式】提供的應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的【具體實施方式】提供的應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器的剖面圖；
[0017]圖3是本實用新型的【具體實施方式】提供的應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器的叉指換能器的余弦函數(shù)切指加權(quán)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:1-壓電基底，2、3_反射器，4-叉指換能器，41-假指，42-叉指電極。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清除、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而非全部?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實施例中所涉及的方法和技術(shù)參數(shù)，在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范疇。
[0020]本實用新型的【具體實施方式】提供了一種應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，如圖1所示，包括一個制作于壓電基底1上的叉指換能器4、兩個分布于叉值換能器4兩側(cè)的反射器2和3。
[0021]具體的，如圖2所示，所述反射器2和3采用溝槽式結(jié)構(gòu)，以提高反射電極反射率，縮短反射器長度，提高器件Q值。
[0022]具體的，如圖3所示，所述叉指換能器4采用余弦函數(shù)切指加權(quán)，圖中42為叉指電極，41為切指后填充的假指，以保持聲傳播速度的均勻性。
[0023]優(yōu)選的，為改善器件Q值，叉指換能器4的電極占空比為1.3?1.5，更優(yōu)選1.3?1.4，并采用膜厚為1.2?1.5% λ的鋁電極，其中λ為對應(yīng)工作頻率的聲波波長。
[0024]優(yōu)選的，由于各向異性石英晶體的內(nèi)部各個方向聲傳播速度、機(jī)電耦合系數(shù)以及溫度系數(shù)均不一樣，考慮到無線溫度傳感器應(yīng)用中傳感器的應(yīng)用要求，本【具體實施方式】采用繞Y向旋轉(zhuǎn)0°?30°切割且沿X方向傳播的石英晶體作為單端對聲表面波諧振器的壓電基底，在該切型的石英晶體材料具有線性頻率溫度系數(shù)，且頻率溫度系數(shù)在10?22ppm/°C。
[0025]如圖1所示的實施例，采用半導(dǎo)體光刻工藝制備了 SAW諧振器的樣品，諧振器工作頻率為434MHz，壓電基底1采用Y向切割且沿X方向傳播的石英晶體。叉指換能器4長度為50 λ，采用膜厚為lOOnm的鋁電極，且采用余弦函數(shù)切指加權(quán)；反射器2和3采用溝槽式結(jié)構(gòu)，其長度均為120 λ ;器件聲孔徑為100 λ。這樣，SAW諧振器即可獲得良好的頻響特性，特別是獲得較小的寄生效應(yīng)、較低的器件損耗(〈1 dB )和較高的空載品質(zhì)因子(>10000 )。
[0026]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換都不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，其特征在于，它包括一個叉指換能器、分別分布于所述叉指換能器兩側(cè)的兩個反射器以及壓電基底，所述叉指換能器采用余弦函數(shù)切指加權(quán)的形式設(shè)置于所述壓電基底上，兩個所述反射器采用溝槽形式設(shè)置于所述壓電基底上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，其特征在于，所述壓電基底為采用繞Y軸向旋轉(zhuǎn)0°?30°切割且沿X方向傳播的石英晶體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，其特征在于，所述叉指換能器采用占空比為1.3?1.5的鋁電極。
【專利摘要】本實用新型公開了一種應(yīng)用于無線溫度傳感器的高Q值單端對聲表面波諧振器，包括一個叉指換能器、分別分布于所述叉指換能器兩側(cè)的兩個反射器以及壓電基底，所述叉指換能器采用余弦函數(shù)切指加權(quán)的形式設(shè)置于所述壓電基底上，兩個所述反射器采用溝槽形式設(shè)置于所述壓電基底上。所述壓電基底為采用繞Y軸向旋轉(zhuǎn)0°～30°切割且沿X方向傳播的石英晶體。所述叉指換能器采用占空比為1.3～1.5的鋁電極。本實用新型可以實現(xiàn)小體積、高Q值、低損耗以及低寄生等性能，提高了Q值，降低了器件的損耗，實用性強(qiáng)。
【IPC分類】H03H9/25
【公開號】CN205017279
【申請?zhí)枴緾N201520840275
【發(fā)明人】倪斌
【申請人】江蘇聲立傳感技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月28日