CN113114158A - 一种兰姆波谐振器及弹性波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种兰姆波谐振器及弹性波装置，所述兰姆波谐振器包括：支撑衬底；压电薄膜，形成于所述支撑衬底的上表面；叉指电极，形成于所述压电薄膜的上表面；高热导率薄膜，至少形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面，及/或，形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间；空气腔，形成于所述支撑衬底中，并使叉指电极所在区域的压电薄膜和高热导率薄膜悬空于所述支撑衬底上方。通过本发明提供的兰姆波谐振器及弹性波装置，解决了现有器件功率容量低的问题。
Description
技术领域
本发明属于微电子器件技术领域，特别是涉及一种兰姆波谐振器及弹性波装置。
背景技术
随着5G n77、n78、n79以及WIFI 6等高频且相对大带宽的频段的应用，研发人员对于滤波器、双工器等弹性波装置的综合性能有着更高的要求。Tsutomu Takai发表的《I.H.P.SAW technology and its application to microacoustic components》提出了I.H.P SAW技术，但基于固态装配型的声表面波器件，受限于支撑衬底的低声速，难以激发更高声速的声波模式，从而难以工作在3GHz以上。
而通过在支撑衬底中形成空气腔来激发更高声速的声波模式，虽然能够提高器件的工作频率，且具有较大的机电耦合系数，但却在高功率输入时，容易产生大量热量及非线性效应，从而导致器件发生不可逆的损坏。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种兰姆波谐振器及弹性波装置，用于解决现有器件功率容量低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器包括：
支撑衬底；
压电薄膜，形成于所述支撑衬底的上表面；
叉指电极，形成于所述压电薄膜的上表面；
高热导率薄膜，至少形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面，及/或，形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间；
空气腔，形成于所述支撑衬底中，并使叉指电极所在区域的压电薄膜和高热导率薄膜悬空于所述支撑衬底上方。
可选地，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间；或者，所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于整个所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于整个所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面。
可选地，所述兰姆波谐振器还包括介质层；在所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间时，所述介质层形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；在所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面时，或者，在所述高热导率薄膜形成于整个所述压电薄膜的上表面时，所述介质层形成于所述高热导率薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；在所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面时，所述介质层形成于所述高热导率薄膜的上表面。
可选地，所述高热导率薄膜的热导率大于100W/(m﹒K)。
可选地，所述高热导率薄膜的厚度与所述压电薄膜的厚度满足如下关系：200nm≤(h1+h2)≤1200nm，且h1/h2<2.5；其中，h1为所述高热导率薄膜的厚度，h2为所述压电薄膜的厚度。
可选地，所述叉指电极中相邻两叉指的中心间距满足如下关系：2(h1+h2)<p<20(h1+h2)；其中，p为相邻叉指电极的中心间距，h1为所述高热导率薄膜的厚度，h2为所述压电薄膜的厚度。
可选地，所述叉指电极的金属化率大于5％，且小于40％。
可选地，所述压电薄膜为单晶铌酸锂或单晶钽酸锂。
本发明还提供了一种弹性波装置，所述弹性波装置包括：至少一个如上任一项所述的兰姆波谐振器。
可选地，所述弹性波装置为滤波器；所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器及M个并联的所述兰姆波谐振器；或者，所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器及M个电感电容集成无源结构，所述电感电容集成无源结构连接于任意两所述兰姆波谐振器之间；其中，N为大于等于2的正整数，M为大于等于1的正整数。
可选地，所述弹性波装置为多工器，所述多工器包括至少一个滤波器。
如上所述，本发明的一种兰姆波谐振器及弹性波装置，通过将单一压电薄膜设置为压电薄膜和高热导率薄膜形成的复合薄膜，可在保持器件具有高工作频率、高机电耦合系数、高机械强度的情况下，使得器件具有更高的功率容量；同时，还可实现单一压电薄膜中无法产生的高机电耦合系数的二阶反对称型兰姆波模式。
附图说明
图1显示为本发明所述兰姆波谐振器的一种结构示意图。
图2显示为图1所述兰姆波谐振器的俯视图。
图3显示为图1所述兰姆波谐振器中叉指电极所激发的应变场的示意图。
图4显示为图1所述兰姆波谐振器在一阶反对称型兰姆波模式和二阶反对称型兰姆波模式下的机电耦合系数和声速随压电薄膜厚度的变化关系曲线。
图5中(a)显示为对比例1所述器件结构的热学仿真示意图，(b)显示为示例1所述器件结构的热学仿真示意图，(c)显示为对照组所述器件结构的热学仿真示意图。
图6显示为对比例1所述器件结构与示例1所述器件结构中压电薄膜厚度分别为800nm(h1/h2＝0.25)和350nm(h1/h2＝1.86)时的仿真导纳曲线示意图。
图7显示为本发明所述兰姆波谐振器的第二种结构示意图。
图8中(a)显示为对比例2所述器件结构的热学仿真示意图，(b)显示为示例2所述器件结构的热学仿真示意图。
图9显示为对比例2所述器件结构和示例2所述器件结构的仿真导纳曲线示意图。
图10显示为本发明所述兰姆波谐振器的第三种结构示意图。
图11显示为本发明所述兰姆波谐振器的第四种结构示意图。
图12显示为本发明所述滤波器的一种结构示意图。
图13显示为本发明所述滤波器的另一种结构示意图。
图14显示为图12所示滤波器结构中兰姆波谐振器的导纳曲线及滤波器***损耗曲线示意图。
元件标号说明
100 兰姆波谐振器
101 支撑衬底
102 压电薄膜
103 叉指电极
104 高热导率薄膜
105 空气腔
106 介质层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图14。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
如图1、2、7、10、11所示，本实施例提供一种兰姆波谐振器，所述兰姆波谐振器100包括：
支撑衬底101；
压电薄膜102，形成于所述支撑衬底101的上表面；
叉指电极103，形成于所述压电薄膜102的上表面；
高热导率薄膜104，至少形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面，及/或，形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间；
空气腔105，形成于所述支撑衬底101中，并使叉指电极103所在区域的压电薄膜102和高热导率薄膜104悬空于所述支撑衬底101上方。
本示例所述兰姆波谐振器主要是通过所述压电薄膜102与所述高热导率薄膜104组成复合薄膜，并利用叉指电极在复合薄膜中激发一阶反对称型兰姆波和二阶反对称型兰姆波(具体如图3所示)。
具体的，所述支撑衬底101可以是单一材料层，也可以是由至少两层不同材料层组成的叠层结构；其中，所述支撑衬底101优选易于刻蚀、高电阻率的材料，如硅(Si)、氧化硅(SiO2)、或二者的叠层(SiO2/Si)等。
具体的，所述压电薄膜102为单晶铌酸锂或单晶钽酸锂，以提高器件的机电耦合系数和品质因子Q；当然，其它在机电耦合系数和品质因子Q方面具有优异性能的单晶压电材料也同样适用于本示例。
具体的，所述叉指电极103可以是单一金属层，也可以是由至少两层不同金属层组成的叠层结构，而所述金属层的材料可以是单一金属材料或合金材料，如金属铝、铜铝合金等。为了更有效地激发反对称型兰姆波及优化器件散热能力，可使所述叉指电极103中相邻两叉指的中心间距满足如下关系：2(h1+h2)<p<20(h1+h2)；其中，p为相邻叉指电极的中心间距，h1为所述高热导率薄膜的厚度，h2为所述压电薄膜的厚度；也可使所述叉指电极的金属化率大于5％，且小于40％；当然，更可同时对二者进行优化。可选地，3.5(h1+h2)<p<10(h1+h2)，所述叉指电极的金属化率大于15％，且小于35％。
具体的，所述高热导率薄膜104形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间(具体如图1所示)；或者，所述高热导率薄膜104形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面(具体如图7所示)；或者，所述高热导率薄膜104形成于整个所述压电薄膜102的上表面(具体如图10所示)；或者，所述高热导率薄膜104形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面(具体如图11所示)；或者，所述高热导率薄膜104形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间，同时还形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面(图中未示出)；或者，所述高热导率薄膜104形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间，同时还形成于整个所述压电薄膜102的上表面(图中未示出)；或者，所述高热导率薄膜104形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间，同时还形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面(图中未示出)。需要注意的是，在“所述高热导率薄膜104同时还形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面，或整个所述压电薄膜102的上表面，或所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面”时，所述高热导率薄膜104包括两层高热导率材料，其中一层形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间，另一层则形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面，或整个所述压电薄膜102的上表面，或所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面；而在所述高热导率薄膜104包括两层高热导率材料时，两层材料可以相同，也可以不同。但在实际制作时，出于器件成本、体积、性能等多方面综合考虑，所述高热导率薄膜104通常只包含一层高热导率材料。可选地，所述高热导率薄膜104为热导率大于100W/(m﹒K)的材料，在此基础上，所述高热导率薄膜104优选声速高、电导率低的材料，如氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、金刚石(Diamond)等，以提高器件的工作频率，同时降低器件的介电损耗；所述高热导率薄膜104的厚度与所述压电薄膜102的厚度满足如下关系：200nm≤(h1+h2)≤1200nm，且h1/h2<2.5；其中，h1为所述高热导率薄膜104的厚度，h2为所述压电薄膜102的厚度；可选地，在利用所述兰姆波谐振器的一阶模式时，0.15<h1/h2<0.4，在利用所述兰姆波谐振器的二阶模式时，1.65<h1/h2<2.05，以确保器件在各自的声波模式下，具有较优的机电耦合系数。
具体的，所述空气腔105可以是贯通所述支撑衬底101上、下两表面的贯通槽(具体如图1所示)，也可以是凹设于所述支撑衬底101上表面的凹槽(具体如图7、10、11所示)，用以约束并激发声速高于支撑衬底101的弹性波模式，如一阶反对称型兰姆波等。需要注意的是，实际器件制作时，可通过对支撑衬底101进行局部背刻蚀以形成贯通支撑衬底101的空气腔105，也可通过对支撑衬底101的上层结构进行正面开孔并对支撑衬底101进行刻蚀以形成空气腔105，还可通过在支撑衬底101上预先形成牺牲层并刻蚀以形成空气腔105，本示例对此不做限定。
具体的，所述兰姆波谐振器100还包括介质层106；在所述高热导率薄膜104形成于所述支撑衬底101和所述压电薄膜102之间时，所述介质层106形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面(图中未示出)；在所述高热导率薄膜104形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面时，或者，在所述高热导率薄膜104形成于整个所述压电薄膜102的上表面时，所述介质层106形成于所述高热导率薄膜104的上表面及所述叉指电极103的表面(图中未示出)；在所述高热导率薄膜104形成于所述叉指电极103未覆盖的所述压电薄膜102的上表面及所述叉指电极103的表面时，所述介质层106形成于所述高热导率薄膜104的上表面(具体如图11所示)。实际应用中，可根据具体需求来决定是否需要设置所述介质层106，同时，还需根据其在器件中所起作用来选择所述介质层106的材料，如，若其在器件中的作用是温度补偿，则通常采用氧化硅(SiO2)来形成所述介质层106；若其在器件中的作用是降低器件工作频率，则大多数绝缘材料都可以用来形成所述介质层106。
下面以图1所示兰姆波谐振器的结构作为示例1，于该结构中去除高热导率薄膜后的结构作为对比例1，以此对本实施例所述兰姆波谐振器的性能进行说明；其中，示例1和对比例1仅在高热导率薄膜的有无及压电薄膜的厚度上存在差异。
示例1：以Si作为支撑衬底；以SiC作为高热导率薄膜，其厚度为h1，其热导率为490W/(m﹒K)；以Y128°LiNbO3作为压电薄膜，其厚度为h2，其热导率为4.2W/(m﹒K)；以200nm的金属Al制作叉指电极，其占空比为0.1，其周期λ＝2p＝10μm；其中，h1+h2＝1μm。
对比例1：以Si作为支撑衬底；以Y128°LiNbO3作为压电薄膜，其厚度h2＝1μm，其热导率为4.2W/(m﹒K)；以200nm的金属Al制作叉指电极，其占空比为0.1，其周期λ＝2p＝10μm。
图4为示例1所述兰姆波谐振器结构在一阶反对称型兰姆波模式和二阶反对称型兰姆波模式下的机电耦合系数和声速随压电薄膜厚度h2的变化关系曲线，当压电薄膜厚度h2＝1000nm时，则为对比例1所述器件结构对应的不同模式下的机电耦合系数和声速。
对于一阶反对称型兰姆波模式：在h1/h2＝1/4左右时，示例1所述器件结构的机电耦合系数K2达到最高值，且当h1/h2<0.54时，示例1所述器件结构的机电耦合系数K2相较于对比例1所述器件结构的机电耦合系数K2均有所提高；此外，随着h1增大、h2减小，示例1所述器件结构的一阶反对称型兰姆波模式的声速有所提高。需要注意的是，此处声速的提高是由于SiC作为高热导率薄膜时，其声速高于压电薄膜的声速；若高热导率薄膜的声速低于压电薄膜的声速，图中的声速变化趋势则完全相反。
对于二阶反对称型兰姆波模式：对比例1所述器件结构不存在二阶反对称型兰姆波模式，而示例1所述器件结构，当h1/h2＝1.86左右时，机电耦合系数K2达到16.1％，声速为一阶反对称型兰姆波模式的两倍，应用潜力极大。
图5是示例1和对比例1所述器件结构的热学仿真结果，同时还增设了一个对照组，对照组采用SiO2替换SiC，SiO2的热导率为1.4W/(m﹒K)；其中，图5(a)为对比例1所述器件结构(LiNbO3的厚度为1μm)的温度分布，图5(b)为示例1所述器件结构(LiNbO3的厚度为800nm，SiC的厚度为200nm)的温度分布，图5(c)为对照组所述器件结构(LiNbO3的厚度为800nm，SiO2的厚度为200nm)的温度分布。
仿真的初始温度设置为293K，悬空的薄膜(对比例1中的薄膜是指LiNbO3，示例1中的薄膜是指LiNbO3和SiC所组成的复合薄膜，对照组中的薄膜是指LiNbO3和SiO2所组成的复合薄膜)由于高频振动不断产生热量，因此在悬空的薄膜区域施加热源模拟该热量；对比例1所述器件结构中薄膜的最高工作温度高达537K，示例1所述器件结构中薄膜的最高工作温度为309K，仅比初始温度略微升高16K，对照组所述器件结构中薄膜的最高工作温度为587K。可见，示例1所述器件结构具有极好的散热效果，高热导率薄膜对于提高悬空型兰姆波谐振器的功率容量有着重要意义。
图6是对比例1所述器件结构与示例1所述器件结构中压电薄膜厚度分别为800nm(h1/h2＝0.25)和350nm(h1/h2＝1.86)时的仿真导纳曲线；其中，对比例1所述器件结构的一阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2＝34.7％，三阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2＝7.1％；对于示例1中压电薄膜厚度为800nm的器件结构，其一阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2＝38.2％，其三阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2＝5.2％，且各个模式的工作频率相较于对比例1均有明显提高；而对于示例1中压电薄膜厚度为350nm的器件结构，其一阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2减小至21.8％，其二阶反对称型兰姆波模式的有效机电耦合系数Kt 2则达到了最高的16.5％，且工作频率为6GHz。可见，相较于对比例1，示例1所述器件结构具有更优的综合电学性能，这也较好地印证了图4中曲线的变化趋势。
下面以图7所示兰姆波谐振器结构作为示例2，于该结构中去除高热导率薄膜后的结构作为对比例2，以此对本实施例所述兰姆波谐振器的性能进行说明；其中，示例2和对比例2仅在高热导率薄膜的有无及压电薄膜的厚度上存在差异。
示例2：以Si作为支撑衬底；以AlN作为高热导率薄膜，其厚度h1＝150nm，其热导率为320W/(m﹒K)；以Y128°LiNbO3作为压电薄膜，其厚度h2＝850nm，其热导率为4.2W/(m﹒K)；以100nm的Al制作叉指电极，其占空比为0.1，其周期λ＝2p＝10μm。
对比例2：以Si作为支撑衬底；以Y128°LiNbO3作为压电薄膜，其厚度h2＝1μm，其热导率为4.2W/(m﹒K)；以100nm的Al制作叉指电极，其占空比为0.1，其周期λ＝2p＝10μm。
图8是示例2和对比例2所述器件结构的热学仿真结果；其中，图8(a)为对比例2所述器件结构(LiNbO3的厚度为1μm)的温度分布，图8(b)为示例2所述器件结构(LiNbO3的厚度为850nm，AlN的厚度为150nm)的温度分布。
仿真的初始温度设置为293K，悬空的薄膜(对比例2中的薄膜是指LiNbO3，示例2中的薄膜是指LiNbO3和AlN所组成的复合薄膜)由于高频振动不断产生热量，因此在悬空的薄膜区域施加热源模拟该热量；对比例2所述器件结构中薄膜的最高工作温度高达537K，示例2所述器件结构中薄膜的最高工作温度为329K，仅比初始温度略微升高36K，起到了极好的散热效果。
图9是对比例2所述器件结构与示例2所述器件结构的仿真导纳曲线，相较于对比例2，示例2所述器件结构的一阶反对称型兰姆波模式的工作频率略微提高，而且有效机电耦合系数Kt 2也由34.7％提高至44.2％。
综上，本实施例所述兰姆波谐振器，在不牺牲器件机电耦合系数、工作频率、机械强度等性能的前提下，可极大地提高器件的散热特性，从而提高器件的功率容量；也就是说，本实施例复合薄膜的兰姆波谐振器相较于单一压电薄膜的兰姆波谐振器，具有更优的综合电学性能，而且具有更高的功率容量。
实施例二
本实施例提供了一种弹性波装置，所述弹性波装置包括：至少一个如实施例一所述的兰姆波谐振器100。
具体的，所述弹性波装置为滤波器；所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器100及M个并联的所述兰姆波谐振器100(具体如图12所示，图中斜线显示的为串联兰姆波谐振器，网格线显示的为并联兰姆波谐振器)；或者，所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器100及M个电感电容集成无源结构，所述电感电容集成无源结构连接于任意两所述兰姆波谐振器100之间(具体如图13所示，图中虚线框内为电感电容集成无源结构)；其中，N为大于等于2的正整数，M为大于等于1的正整数。当然，其它可由兰姆波谐振器构成的滤波器结构同样适用于本示例。实际应用中，对于由N个串联的所述兰姆波谐振器100及M个并联的所述兰姆波谐振器100所构成的滤波器，需保证N个串联的兰姆波谐振器的机电耦合系数及工作频率基本一致，M个并联的兰姆波谐振器的机电耦合系数及工作频率基本一致，同时串联兰姆波谐振器的谐振频率与并联兰姆波谐振器的反谐振频率基本一致；具体器件制作时，可通过在兰姆波谐振器的上方形成介质层、同时调整串联兰姆波谐振器及并联兰姆波谐振器的叉指电极周期共同来调节其工作频率，从而实现串联兰姆波谐振器的谐振频率与并联兰姆波谐振器的反谐振频率基本一致。
具体的，所述弹性波装置为多工器，所述多工器包括至少一个滤波器。更具体的，所述多工器为双工器、三工器、四工器等。需要注意的是，采用滤波器搭建多工器是本领域技术人员所公知的，故此处不再赘述。
下面以图12所示滤波器结构为例，其中，以图11所示器件结构作为并联兰姆波谐振器结构，于图11所示器件结构中去除介质层后的结构作为串联兰姆波谐振器结构。
以Si作为支撑衬底；以AlN作为高热导率薄膜，其厚度h1＝150nm，其热导率为320W/(m﹒K)；以Y128°LiNbO3作为压电薄膜，其厚度h2＝850nm，其热导率为4.2W/(m﹒K)；以100nm的Al制作叉指电极，占空比为0.1，串联兰姆波谐振器中叉指电极的周期λ1＝2p1＝22μm，并联兰姆波谐振器中叉指电极的周期λ2＝2p2＝16μm；以SiO2作为介质层(仅形成在并联兰姆波谐振器的上方)，其厚度为320nm。
图14是图12所示滤波器结构中兰姆波谐振器的导纳曲线及滤波器***损耗曲线仿真结果，由图14可以看出，串联兰姆波谐振器和并联兰姆波谐振器均表现出较大的有效机电耦合系数和较少的杂散波响应，滤波器在2.03GHz的中心频率实现-3dB的***损耗、相对带宽高达18％；也就是说，若将本示例所述滤波器中兰姆波谐振器的高热导率薄膜和压电薄膜均减小二分之一，则可实现约4GHz的中心频率的大带宽(～18％)滤波器，同时还将兼具高功率容量的优势。
综上所述，本发明的一种兰姆波谐振器及弹性波装置，通过将单一压电薄膜设置为压电薄膜和高热导率薄膜形成的复合薄膜，可在保持器件具有高工作频率、高机电耦合系数、高机械强度的情况下，使得器件具有更高的功率容量；同时，还可实现单一压电薄膜中无法产生的高机电耦合系数的二阶反对称型兰姆波模式。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种兰姆波谐振器，其特征在于，所述兰姆波谐振器包括：
支撑衬底；
压电薄膜，形成于所述支撑衬底的上表面；
叉指电极，形成于所述压电薄膜的上表面；
高热导率薄膜，至少形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面，及/或，形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间；
空气腔，形成于所述支撑衬底中，并使叉指电极所在区域的压电薄膜和高热导率薄膜悬空于所述支撑衬底上方。
2.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间；或者，所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于整个所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于整个所述压电薄膜的上表面；或者，所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间，同时还形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面。
3.根据权利要求2所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述兰姆波谐振器还包括介质层；在所述高热导率薄膜形成于所述支撑衬底和所述压电薄膜之间时，所述介质层形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；在所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面时，或者，在所述高热导率薄膜形成于整个所述压电薄膜的上表面时，所述介质层形成于所述高热导率薄膜的上表面及所述叉指电极的表面；在所述高热导率薄膜形成于所述叉指电极未覆盖的所述压电薄膜的上表面及所述叉指电极的表面时，所述介质层形成于所述高热导率薄膜的上表面。
4.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述高热导率薄膜的热导率大于100W/(m﹒K)。
5.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述高热导率薄膜的厚度与所述压电薄膜的厚度满足如下关系：200nm≤(h1+h2)≤1200nm，且h1/h2<2.5；其中，h1为所述高热导率薄膜的厚度，h2为所述压电薄膜的厚度。
6.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述叉指电极中相邻两叉指的中心间距满足如下关系：2(h1+h2)<p<20(h1+h2)；其中，p为相邻叉指电极的中心间距，h1为所述高热导率薄膜的厚度，h2为所述压电薄膜的厚度。
7.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述叉指电极的金属化率大于5％，且小于40％。
8.根据权利要求1所述的兰姆波谐振器，其特征在于，所述压电薄膜为单晶铌酸锂或单晶钽酸锂。
9.一种弹性波装置，其特征在于，所述弹性波装置包括：至少一个如权利要求1-8任一项所述的兰姆波谐振器。
10.根据权利要求9所述的弹性波装置，其特征在于，所述弹性波装置为滤波器；所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器及M个并联的所述兰姆波谐振器；或者，所述滤波器包括N个串联的所述兰姆波谐振器及M个电感电容集成无源结构，所述电感电容集成无源结构连接于任意两所述兰姆波谐振器之间；其中，N为大于等于2的正整数，M为大于等于1的正整数。
11.根据权利要求10所述的弹性波装置，其特征在于，所述弹性波装置为多工器，所述多工器包括至少一个滤波器。
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