【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种用于不对称频带的声波装置和一种用于制作声波装置的制造工艺。
技术介绍
1、声波装置广泛用于现代电子件中。在很大程度上，声波装置包括与一个或多个电极接触的压电层。适用于压电层的材料在被压缩、扭转或扭曲时获取电荷，并且类似地，在电荷施加于材料时会压缩、扭转或扭曲。因此，当交变电信号施加于与压电层接触的一个或多个电极时，对应的机械信号(即，振荡或振动)在其中转导。基于压电层上的一个或多个电极的特性、压电层中使用的材料的性质以及例如声波装置和设置于装置上的其它结构的形状等其它因素，在压电层中转导的机械信号呈现出对交变电信号的频率依赖性。声波装置利用此频率依赖性来提供一个或多个功能。
2、示例性声波装置包括表面声波(saw)谐振器和体声波(baw)谐振器，所述谐振器越来越多地用于形成用于射频(rf)信号的发射和接收以进行通信的滤波器。由于对现代rf通信系统的滤波器提出了严格要求，引起期望用于这些应用的声波装置提供高品质因数和宽带宽(即，高机电耦合系数)并且尺寸小。
3、在常规声波装置设计中，每个装置管芯仅包括一个由单一压电材料形成的压电层。一种压电材料只能具有相对较高的机电耦合系数与相对较低的品质因数，或者具有相对较高的品质因数与相对较低的机电耦合系数。常规装置管芯在机电耦合系数与品质因数之间折衷。因此，由这些常规装置管芯形成的滤波器将产生相对较宽的带宽(即，相对较高的机电耦合系数)与降低的裙边陡度(即，相对较低的品质因数)或相对较陡的裙边(即，高品质因数)与降低的带宽(即，相对较低的机电耦合系数)。
4、然而，在许多应用中，一个滤波器的频带是不对称的。例如，b3发射频带(1710-1785mhz)因接近其右侧的接收路径而请求上部频带边缘上的高陡度，而下部频带边缘可扩展而没有严格的抑制规范。在另一示例中，b41f频带(2496-2690mhz)因wifi信道而需要下部频带边缘上的高陡度，而上部频带边缘没有严格的抑制规范。
5、鉴于上文，目前需要改进声波装置设计以实现不对称频带应用的品质因数和机电耦合系数两者的期望特征。另外，还需要保持最终产品尺寸有竞争力。
技术实现思路
1、本公开涉及一种用于不对称频带的声波装置和一种用于制作声波装置的制造工艺。所公开的声波装置包括至少一个第一电极、至少一个第二电极、具有第一凹部的第一压电层和完全覆盖第一凹部的第二压电层。在本文中，至少一个第一电极形成在第一压电层上方，并且至少一个第二电极形成在第二压电层上方且限制在第一凹部内。第二压电层不覆盖第一压电层的竖直地在至少一个第一电极下方的部分。第一压电层和第二压电层由不同的压电材料形成。
2、在声波装置的一个实施例中，第一凹部具有锥形侧壁，使得第一凹部的宽度自第一凹部的上部部分向下部部分减小，其中在锥形侧壁与水平平面之间形成的角度在20度与55度之间。
3、在声波装置的一个实施例中，第一凹部不完全延伸穿过第一压电层。第一压电层包括在第一凹部正下方的第一压电区段，使得第二压电层形成在第一压电区段上方。第一压电区段具有在0μm与0.2μm之间的厚度。
4、在声波装置的一个实施例中，第一压电层和第二压电层具有不同的品质因数和不同的机电耦合系数。
5、在声波装置的一个实施例中，第一压电层和第二压电层中的每一个都由氮化铝(aln)、掺铟氮化铝(scaln)、氢氟酸镁氮化铝(mghfaln)、氮化铝镁锆(mgzraln)和氮化铝镁钛(mgtialn)中的一种形成。
6、在声波装置的一个实施例中，第一压电层由ain形成，并且第二压电层由scaln、mghfaln、mgzraln和mgtialn中的一种形成。
7、根据一个实施例，声波装置进一步包括具有第一底部电极和第二底部电极的底部电极结构。在本文中，至少一个第一电极包括第一顶部电极，并且至少一个第二电极包括第二顶部电极。第二压电层在第一压电层的顶部表面上方延伸。底部电极结构形成在第一压电层下方。第一底部电极竖直地在第一顶部电极下方，并且第二底部电极竖直地在第二顶部电极下方。第一谐振器至少由第一底部电极、第一顶部电极和第一压电层的竖直地位于第一底部电极与第一顶部电极之间的部分构成。第二谐振器至少由第二底部电极、第二顶部电极和第二压电层构成。
8、根据一个实施例，声波装置进一步包括具有第一反射器和第二反射器的反射结构。在本文中，第一反射器和第二反射器中的每一个具有交替的高声阻抗区段和低声阻抗区段。第一反射器竖直地在第一底部电极下方，并且第一谐振器进一步包括第一反射器。第二反射器竖直地在第二底部电极下方，并且第二谐振器进一步包括第二反射器。
9、在声波装置的一个实施例中，第一压电层由钽酸锂(lt)、铌酸锂或石英形成，并且第二压电层由aln、scaln、mghfaln、mgzraln和mgtialn中的一种形成。
10、在声波装置的一个实施例中，至少一个第一电极包括两个或更多个第一叉指换能器(idt)电极，并且至少一个第二电极包括两个或更多个第二idt电极。在本文中，第一idt电极形成在第一压电层上方，并且第二idt电极形成在第二压电层上方且限制在第二压电层内。第一谐振器至少由第一idt电极和第一压电层的竖直地在第一idt电极下方的部分构成，并且第二谐振器至少由第二idt电极和第二idt电极下方的第二压电层构成。第一压电层的顶部表面和第二压电层的顶部表面是共面的。
11、在声波装置的一个实施例中，至少一个第一电极包括多个第一顶部电极，至少一个第二电极包括多个第二顶部电极，并且第一压电层进一步包括第二凹部。在本文中，第二压电层连续地覆盖第一凹部和第二凹部两者，而不覆盖第一压电层的竖直地在多个第一顶部电极中的每一个下方的任何部分。多个第一顶部电极形成在第一压电层上方，并且多个第二顶部电极形成在第二压电层上方。多个第二顶部电极中的两个分别限制在第一凹部和第二凹部内。
12、根据一个实施例，一种用于制造声波装置的方法从为声波装置前体提供完整第一压电层开始。然后通过去除完整第一压电层的一部分而形成具有凹部的第一压电层，所述凹部从完整第一压电层的顶部表面朝向完整第一压电层的底部表面延伸。接下来，沉积覆盖整个第一压电层的共同第二压电层，使得共同第二压电层与第一压电层的整个顶部表面和凹部内的暴露表面接触。在沉积共同第二压电层之后，共同第二压电层经图案化以提供第二压电层。在本文中，第二压电层完全覆盖凹部而不覆盖整个第一压电层。第二压电层由与第一压电层不同的压电材料形成。然后，至少一个第一电极形成在第一压电层上方，并且至少一个第二电极形成在第二压电层上方且限制在凹部内。至少一个第一电极不与第二压电层重叠。
13、在用于制造声波装置的方法的一个实施例中，形成凹部包括在不完全延伸穿过完整第一压电层的情况下从完整第一压电层的顶部表面朝向完整第一压电层的底部表面形成起始凹部。在本文中，完整第一压电层的压电区段保持在起始凹部正下方。接下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种声波装置，包括：
2.根据权利要求1所述的声波装置，其中所述第一凹部具有锥形侧壁，使得所述第一凹部的宽度自所述第一凹部的上部部分向下部部分减小，其中在所述锥形侧壁与水平平面之间形成的角度在20度与55度之间。
3.根据权利要求1所述的声波装置，其中：
4.根据权利要求1所述的声波装置，其中所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的品质因数和不同的机电耦合系数。
5.根据权利要求4所述的声波装置，所述第一压电层和所述第二压电层中的每一个都由氮化铝(AlN)、掺铟氮化铝(ScAlN)、氢氟酸镁氮化铝(MgHfAlN)、氮化铝镁锆(MgZrAlN)和氮化铝镁钛(MgTiAlN)组成的群组中的一种形成。
6.根据权利要求5所述的声波装置，其中：
7.根据权利要求5所述的声波装置，进一步包括具有第一底部电极和第二底部电极的底部电极结构，其中：
8.根据权利要求7所述的声波装置，进一步包括具有第一反射器和第二反射器的反射结构，其中：
9.根据权利要求4所述的声波装置，其中：
10
11.根据权利要求10所述的声波装置，其中所述第一压电层的顶部表面和所述第二压电层的顶部表面是共面的。
12.根据权利要求1所述的声波装置，其中：
13.一种方法，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述凹部包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中：
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述凹部具有锥形侧壁，使得所述凹部的宽度自所述凹部的上部部分向下部部分减小，其中在所述锥形侧壁与水平平面之间形成的角度在20度与55度之间。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述共同第二压电层通过压电铣削工艺、干法蚀刻工艺和湿法蚀刻工艺中的一种而图案化。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的品质因数和不同的机电耦合系数。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一压电层和所述第二压电层中的每一个都由AlN、ScAlN、MgHfAlN、MgZrAlN和MgTiAlN组成的群组中的一种形成。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种声波装置，包括：
2.根据权利要求1所述的声波装置，其中所述第一凹部具有锥形侧壁，使得所述第一凹部的宽度自所述第一凹部的上部部分向下部部分减小，其中在所述锥形侧壁与水平平面之间形成的角度在20度与55度之间。
3.根据权利要求1所述的声波装置，其中：
4.根据权利要求1所述的声波装置，其中所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的品质因数和不同的机电耦合系数。
5.根据权利要求4所述的声波装置，所述第一压电层和所述第二压电层中的每一个都由氮化铝(aln)、掺铟氮化铝(scaln)、氢氟酸镁氮化铝(mghfaln)、氮化铝镁锆(mgzraln)和氮化铝镁钛(mgtialn)组成的群组中的一种形成。
6.根据权利要求5所述的声波装置，其中：
7.根据权利要求5所述的声波装置，进一步包括具有第一底部电极和第二底部电极的底部电极结构，其中：
8.根据权利要求7所述的声波装置，进一步包括具有第一反射器和第二反射器的反射结构，其中：
9.根据权利要求4所述的声波装置，其中：
10.根据权利要求9所述的声波装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·萨杜，A·塔格，S·A·沙杜赫萨兹扎迪尼，A·吉梅内斯，K·卡纳蒂，
申请(专利权)人：QORVO美国公司，
类型：发明
国别省市：
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