本技术涉及射频MEMS器件领域,特别是一种高阶模态兰姆波谐振器及其制备技术。该谐振器结构包括一个衬底,其上表面中央设有释放腔,以及压电材料层,形成高阶模态振动模式,以实现高性能射频应用。
背景技术
压电微机电(MEMS)谐振器因为其小尺寸和低功耗在频率选择、控制和传感应用方面表现出巨大的潜力。随着5G通讯的飞速发展,电子产品对更快的数据速率的要求越来越高,因此更高的频率和更低的阻抗的谐振器成为市场需求。虽然缩小尺寸的压电MEMS谐振器能够实现高的谐振频率,但是激励区域的缩小会带来严重的功率处理问题,导致大的电极电阻,并且高频谐振器通常需要更加精细的制造工艺。因此,在压电谐振器中的长期需求是能够实现高频而不显著地减小尺寸。
兰姆波谐振器因为其兼具表面声波谐振器和薄膜体声波谐振器的优点而被广泛研究,且突破了表面声波谐振的频率限制和解决了薄膜体声波谐振器的难以实现片上多集成的缺点,表现出高的谐振频率(fs
)、品质因数(Q)和适中的机电耦合系数(k2
eff
)。在氮化铝薄板中传播的所有兰姆波模态中,S0模态被视为最优选且被深入研究,这是因为其具有大的相速度和适中的机电耦合系数。
但是,在市场对更高频率的迫切需求的情况下,S0模态的兰姆波谐振器仍然会面临表面声波器件和薄膜体声波器件一样的困难。高阶模态(S1模态)兰姆波谐振器能够替代S0模态的兰姆波谐振器,实现更高频率而避免了小型化带来的性能劣化。
然而,相比于S0模态的兰姆波谐振器,S1模态受到更少关注的一个重要的原因的是S1模态谐振器的频谱不光滑,较多的寄生信号会造成极强的干扰,降低谐振器的机电耦合系数等性能,在实际应用中还会影响滤波器的滤波能力。
有鉴于此,抑制S1模态兰姆波谐振器的寄生信号是当前一个迫切需要解决的问题。
实现思路