体声波谐振器及其制备方法技术

一种体声波谐振器及其制备方法，涉及谐振器技术领域。该体声波谐振器包括衬底，衬底设有空腔，空腔具有相对的侧壁和底面；衬底上设有谐振结构，谐振结构与空腔相对设置；谐振结构包括层叠设置的下电极、压电层和上电极；下电极在底面上的投影面积小于底面面积；压电层靠近衬底的一侧设有环绕下电极外周，并与空腔相通的环形结构，通过环形结构阻挡谐振结构产生的横向声波泄露。该体声波谐振器能够减少声波泄漏，提高器件品质。提高器件品质。提高器件品质。

【技术实现步骤摘要】
体声波谐振器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及谐振器
，具体而言，涉及一种体声波谐振器及其制备方法。

技术介绍

[0002]由薄膜体声波(FBAR)谐振器组成的体声波(BAW)滤波器能够满足目前高性能射频滤波器的要求，是一种全新的射频滤波器解决方案。现阶段FBAR谐振器主要由顶电极、压电层、底电极组成的“三明治”叠层以及底电极下面的空腔共同构成，FBAR谐振器的原理可简述为：利用材料的压电特性，将电能转化为声能，声波在“三明治”结构内来回反射形成驻波，驻波的频率与输入信号的频率相同，此时电学损耗最小，频率为f的输入信号通过谐振器。FBAR谐振器的主要性能指标包括：串联谐振频率、并联谐振频率、有效机电耦合系数以及品质因数。
[0003]然而，现有的FBAR谐振器的声波能量会自下电极的边缘等多处地方发生泄漏，包括横向泄露以及纵向(衬底)泄露，从而使得谐振器的性能下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种体声波谐振器及其制备方法，其能够减少声波泄漏，提高器件品质。
[0005]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0006]本专利技术的一方面，提供一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括衬底，衬底设有空腔，空腔具有相对的侧壁和底面；衬底上设有谐振结构，谐振结构与空腔相对设置；谐振结构包括层叠设置的下电极、压电层和上电极；下电极在底面上的投影面积小于底面面积；压电层靠近衬底的一侧设有环绕下电极外周，并与空腔相通的环形结构，通过环形结构阻挡谐振结构产生的横向声波泄露。该体声波谐振器能够减少声波泄漏，提高器件品质。
[0007]可选地，环形结构的截面形状具有倾角，和/或，截面形状的高度高于下电极的高度。
[0008]可选地，环形结构的截面形状为梯形、三角形、矩形或至少两条弧线围合形成的图形。
[0009]可选地，倾角的角度为10
°
～90
°
。
[0010]可选地，环形结构的高度为50nm至1000nm。
[0011]可选地，环形结构的宽度为2μm至15μm。
[0012]可选地，环形结构与空腔相对设置，环形结构在衬底的投影区域包括投射于衬底的第一投影区域和投射于底面的第二投影区域。
[0013]可选地，第一投影区域的面积大于或等于第二投影区域的面积。
[0014]本专利技术的另一方面，提供一种体声波谐振器的制备方法，该体声波谐振器的制备方法包括：提供衬底，衬底上设有空腔，空腔包括相对设置的侧壁和底面；在衬底上沉积牺牲层覆盖空腔，牺牲层的厚度高于空腔的深度；刻蚀牺牲层形成凸起，凸起环绕空腔设置；
在牺牲层上形成谐振结构，谐振结构包括层叠设置的下电极、压电层和上电极，下电极在底面上的投影面积小于底面面积，压电层覆盖下电极、凸起；刻蚀压电层，以形成与牺牲层接触的释放孔；通过释放孔对牺牲层和凸起进行释放，以得到环绕下电极的环形结构和空腔；环形结构与空腔相通，通过环形结构阻挡谐振结构产生的横向声波泄露。
[0015]可选地，下电极具有夹角，夹角的角度为10
°
～30
°
。
[0016]本专利技术的有益效果包括：
[0017]本申请提供的体声波谐振器包括衬底，衬底设有空腔，空腔具有相对的侧壁和底面；衬底上设有谐振结构，谐振结构与空腔相对设置；谐振结构包括层叠设置的下电极、压电层和上电极；下电极在底面上的投影面积小于底面面积；压电层靠近衬底的一侧设有环绕下电极外周，并与空腔相通的环形结构，通过环形结构阻挡谐振结构产生的横向声波泄露。一方面，本申请将下电极在衬底的底面上的投影面积设置为小于底面的面积，即下电极在衬底上的正投影位于空腔内且与空腔边缘不重合，这样，能够减少声波能量从衬底泄漏；另一方面，本申请还设置了中空的环形结构，且该环形结构环设于下电极的外周，并与空腔连通，这样，声波能量在发生横向泄漏时能够被环形结构反射回空腔，从而能够有效阻挡体声波谐振器的声波能量从侧面泄漏，即能够阻止声波能量发生横向泄漏。如此，本申请通过上述两个方面阻止声波能量的泄漏，能够有效改善体声波谐振器的品质因数，提高器件品质。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的结构示意图；
[0020]图2为图1中A处的局部放大图；
[0021]图3为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备方法的流程示意图；
[0022]图4为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之一；
[0023]图5为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之二；
[0024]图6为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之三；
[0025]图7为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之四；
[0026]图8为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之五；
[0027]图9为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之六；
[0028]图10为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之七；
[0029]图11为本专利技术一些实施例提供的体声波谐振器的制备过程示意图之八。
[0030]图标：10
‑
衬底；11
‑
空腔；12
‑
侧壁；13
‑
底面；20
‑
下电极；30
‑
压电层；40
‑
上电极；50
‑
环形结构；α
‑
倾角；h1‑
环形结构的高度；h2‑
下电极的高度；b
‑
环形结构的宽度；60
‑
牺牲层；61
‑
凸起；70
‑
释放孔。
具体实施方式
[0031]下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本专利技术的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本专利技术和随附权利要求的范围内。
[0032]应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
[0033]应当理解，当一个元件(诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底设有空腔，所述空腔具有相对的侧壁和底面；所述衬底上设有谐振结构，所述谐振结构与所述空腔相对设置；所述谐振结构包括层叠设置的下电极、压电层和上电极；所述下电极在所述底面上的投影面积小于所述底面面积；所述压电层靠近所述衬底的一侧设有环绕所述下电极外周，并与所述空腔相通的环形结构，通过所述环形结构阻挡所述谐振结构产生的横向声波泄露。2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述环形结构的截面形状具有倾角，和/或，所述截面形状的高度高于所述下电极的高度。3.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述环形结构的截面形状为梯形、三角形、矩形或至少两条弧线围合形成的图形。4.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述倾角的角度为10
°
～90
°
。5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，所述环形结构的高度为50nm至1000nm。6.根据权利要求5所述的体声波谐振器，其特征在于，所述环形结构的宽度为2μm至15μm。7.如权利要求1至6中任一项所述的体声波谐振器，其特征在于，所述环形结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炎，丁志鹏，任沁，詹道栋，孙博文，孙成亮，
申请(专利权)人：苏州敏声新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：