一种体声波谐振器制造技术

本发明专利技术公开了一种体声波谐振器

【技术实现步骤摘要】
一种体声波谐振器、滤波器及制备方法


[0001]本专利技术涉及声波谐振器
，特别是涉及一种体声波谐振器
、
一种体声波谐振器的制备方法以及一种滤波器
。

技术介绍

[0002]一种类型的压电谐振器为体声波谐振器
(BAW)
，所述
BAW
具有尺寸小的优点且适用于集成电路
(IC)
制造工具及技术
。
通常
BAW
包括声堆栈，其主要结构包括安置于两个电极之间的压电材料层
。
在工作时，声波跨越声堆栈实现谐振，其中所述波的谐振频率由声堆栈中的材料确定
。
[0003]BAW
原则上类似于体声谐振器，例如石英，但按比例缩小从而以
GHz
频率谐振
。
由于所述
BAW
具有大约微米的厚度以及数百微米的长度及宽度尺寸，因此
BAW
有益地提供已知谐振器的比较紧凑替代方案
。
体声谐振器仅激发厚度延伸
(TE)
模式，所述厚度延伸
(TE)
模式为在传播方向上具有传播
(k)
向量的纵向机械波
。
所述
TE
模式合意地在压电层的厚度的方向
(
例如，
z
方向
)
上行进
。
[0004]但是，除所要
TE
模式之外，还存在也在声堆栈中产生的横向模式
。
横向模式为具有垂直于
TE
模式方向的
k
向量的机械波
。
这些横向模式在压电材料的面积维度，例如
x、y
方向上行进
。
除了其它不利效应，横向模式还有害地影响
BAW
装置的品质因数
Q。
特定来说，横向模式的能量在
BAW
装置的边缘处损耗
。
此能量损耗为所要纵向模式的能量损耗，且最终使得品质因数
Q
的降级
。
同时，在压电薄膜中传递的声波具体是由顶电极与底电极之间施加的电信号而产生的，而该声波所产生的能量容易泄露到衬底中导致体声波谐振器
Q
值的下降
。
所以如何有效提升体声波谐振器的品质因子是本领域技术人员急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种体声波谐振器，具有较高的品质因子；本专利技术的另一目的在于提供一种体声波谐振器的制备方法以及一种滤波器，具有较高的性能
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种体声波谐振器，包括衬底
、
反射功能层
、
底电极
、
压电薄膜
、
顶电极和保护层；
[0007]所述反射功能层位于所述衬底一侧表面，所述底电极位于所述反射功能层背向所述衬底一侧表面，所述压电薄膜位于所述底电极背向所述衬底一侧表面，所述顶电极位于所述压电薄膜背向所述衬底一侧表面，所述保护层位于所述顶电极背向所述衬底一侧表面；
[0008]所述反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；所述
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；所述底电极遮蔽所述空腔；所述顶电极的至少一侧截止于所述空腔上方；所述保护层突出所述顶电极截止于所述空腔上方一侧边形成悬臂部；
[0009]沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，未与所述空腔重叠的区域为
无效电容区，所述
DBR
反射区与所述无效电容区交叠
。
[0010]可选的，所述顶电极截止于所述空腔上方的侧边与所述空腔重叠的长度，不大于所述悬臂部的长度
。
[0011]可选的，沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，与所述空腔重叠的区域为工作区；所述顶电极背向所述衬底一侧表面中，位于所述工作区内设置有闭环框状凸起
。
[0012]可选的，所述闭环框状凸起的至少一侧内设置有凹陷
。
[0013]可选的，所述凹陷为闭环框状凹陷
。
[0014]可选的，所述
DBR
反射区覆盖所述无效电容区
。
[0015]可选的，所述反射功能层设置有多个所述空腔，所述空腔背向所述衬底一侧均设置有所述底电极
、
所述压电薄膜以及所述顶电极
。
[0016]可选的，相邻所述空腔之间均设置有所述
DBR
反射区
。
[0017]本专利技术还提供了一种体声波谐振器的制备方法，包括：
[0018]在衬底一侧表面设置反射功能层；所述反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；所述
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；
[0019]在所述反射功能层背向所述衬底一侧表面设置底电极；所述底电极遮蔽所述空腔；
[0020]在所述底电极背向所述衬底一侧表面设置压电薄膜；
[0021]在所述压电薄膜背向所述衬底一侧表面设置顶电极；沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，未与所述空腔重叠的区域为无效电容区；所述
DBR
反射区与所述无效电容区交叠；所述顶电极的至少一侧截止于所述空腔上方；
[0022]在所述顶电极背向所述衬底一侧表面设置保护层，制成所述体声波谐振器；所述保护层突出所述顶电极截止于所述空腔上方一侧边形成悬臂部
。
[0023]本专利技术还提供了一种滤波器，包括如上述任一项所述的体声波谐振器
。
[0024]本专利技术所提供的一种体声波谐振器，包括衬底
、
反射功能层
、
底电极
、
压电薄膜
、
顶电极和保护层；反射功能层位于衬底一侧表面，底电极位于反射功能层背向衬底一侧表面，压电薄膜位于底电极背向衬底一侧表面，顶电极位于压电薄膜背向衬底一侧表面，保护层位于顶电极背向衬底一侧表面；反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；底电极遮蔽空腔；顶电极的至少一侧截止于空腔上方；保护层突出顶电极截止于空腔上方一侧边形成悬臂部；沿厚度方向顶电极与底电极重叠的区域中，未与空腔重叠的区域为无效电容区，
DBR
反射区与无效电容区交叠
。
[0025]通过在功能反射层中设置覆盖无效电容区的
DBR
反射区抑制声波能量从无效电容区向反射功能层泄露，可以有效减少纵向能量的泄露；而通过设置悬臂部可以改变顶电极截止于空腔上方处的边界条件，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
、
反射功能层
、
底电极
、
压电薄膜
、
顶电极和保护层；所述反射功能层位于所述衬底一侧表面，所述底电极位于所述反射功能层背向所述衬底一侧表面，所述压电薄膜位于所述底电极背向所述衬底一侧表面，所述顶电极位于所述压电薄膜背向所述衬底一侧表面，所述保护层位于所述顶电极背向所述衬底一侧表面；所述反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；所述
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；所述底电极遮蔽所述空腔；所述顶电极的至少一侧截止于所述空腔上方；所述保护层突出所述顶电极截止于所述空腔上方一侧边形成悬臂部；沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，未与所述空腔重叠的区域为无效电容区，所述
DBR
反射区与所述无效电容区交叠
。2.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述顶电极截止于所述空腔上方的侧边与所述空腔重叠的长度，不大于所述悬臂部的长度
。3.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，与所述空腔重叠的区域为工作区；所述顶电极背向所述衬底一侧表面中，位于所述工作区内设置有闭环框状凸起
。4.
根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于，所述闭环框状凸起的至少一侧内设置有凹陷
。5.
根据权利要求4所述的体声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭波华，李平，王伟，蒋将，杨金铭，胡念楚，贾斌，
申请(专利权)人：麦姆斯通信技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：