体声波谐振器及包括该体声波谐振器的滤波器制造技术

公开了一种体声波谐振器及包括该体声波谐振器的滤波器，所述体声波谐振器包括：基板；气腔，形成在基板上；谐振部，形成在气腔上，并包括依次层压的第一电极、压电层和第二电极，其中，气腔的截面具有短边、与短边相对的长边以及使短边和长边彼此连接的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边倾斜，第一电极、压电层、第二电极或它们的任意组合的表面粗糙度在1nm与100nm之间。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求分别于2015年4月10日和2015年6月25日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0051129和10-2015-0090654号韩国专利申请的权益，所述两个韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
下面的描述涉及一种体声波谐振器以及包括该体声波谐振器的滤波器。
技术介绍
随着移动通信装置、化学装置以及生物装置的发展的快速增长，对于紧凑且轻量的滤波器、振荡器、谐振元件、声波谐振质量传感器以及其他元件的需求也提高。薄膜体声波谐振器(以下称为“FBAR”)作为实现紧凑且轻量的滤波器、振荡器、谐振元件以及声波谐振质量传感器的装置在本领域是公知的。FBAR具有的优势在于：其可以以小成本进行大量生产，并可实现超小型化。此外，FBAR的优势还在于：其具有高品质因数Q值(滤波器的主要性质)。此外，FBAR甚至可用在微频段，并在个人通信系统(PCS，personal communications system)和数字无线系统(DCS，digital cordless system)的频段运行。通常，FBAR具有包括通过按顺序层压在基板上的第一电极、压电层和第二电极而形成的谐振部的结构。下面将描述FBAR的工作原理。首先，当通过向第一电极和第二电极施加电能而在压电层中产生电场后，电场使压电层产生压电现象，从而使谐振部按照预定的方向振动。结果，在与振动部的振动方向相同的方向上产生体声波，从而产生谐振。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以通过简化形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的专利技术构思的选择。本
技术实现思路
并不意在确定所要求保护的主题的关键特
征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护主题的范围。在一个总的方面，提供一种能够防止在层压在基板上的膜或层中形成裂纹并引导正常的晶体生长的体声波谐振器以及包括该体声波谐振器的滤波器。所述体声波谐振器包括：基板；气腔，形成在基板上；谐振部，形成在气腔上，并包括依次层压的第一电极、压电层和第二电极，其中，气腔的截面具有短边、与短边相对的长边以及使短边和长边彼此连接的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边倾斜，第一电极、压电层、第二电极或它们的任意组合的表面粗糙度在1nm与100nm之间。在另一总的方面，一种滤波器包括多个体声波谐振器，其中，多个体声波谐振器中的每个包括：基板；膜，形成在基板上，用于形成气腔；谐振部，形成在膜上，包括依次层压的第一电极、压电层和第二电极，气腔的截面包括短边、与短边相对的长边以及使短边和长边彼此连接的两个侧边，所述两个侧边倾斜，并且第一电极、压电层、第二电极中的至少一个的表面粗糙度在1nm与100nm之间。根据下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将变得清楚。附图说明图1是示出体声波谐振器的示例的截面图；图2是示出体声波谐振器的另一示例的截面图；图3A和图3B是图1的体声波谐振器的局部放大图；图4A至图5D是示出气腔的形状的示例的示图；图6和图7是滤波器的示例的电路原理图。在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标号指示相同的元件。附图可不按比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可放大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。具体实施方式提供下面的具体实施方式，以帮助读者获得关于这里所描述的方法、装置和/或系统的全面的理解。然而，这里所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改及等同物将对本领域的技术人员而言显而易见。这里所描述的操
作的顺序仅仅是示例，并不限于这里所阐述的，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可作出将对本领域技术人员而言显而易见的改变。此外，为了增加清楚性和简洁性，可省略对于本领域普通技术人员而言公知的功能和结构的描述。这里所描述的特征可以以不同的形式实施，且不应被理解为限于这里所描述的示例。更确切的说，已经提供了这里所描述的示例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的全部范围传达给本领域的技术人员。除非另外指出，否则第一层“在”第二层或基板“上”的表述将被理解为涵盖第一层直接接触第二层或基板的情况，以及一层或更多其他层设置在第一层与第二层或第一层与基板之间的情况。可使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“在…之下”、“下部”、“底部”、“在…之上”、“在…上方”、“上部”、“顶部”、“左”和“右”的描述相对空间关系的词语，以方便地描述一个装置或元件与另外的装置或元件的空间关系。这些词语将被理解为包含装置在如附图中所示出的方位以及在使用或操作中的其他方位。例如，包括基于附图中示出的装置的方位而设置在第一元件之上的第二元件的装置的示例也包括在使用或操作中装置被向下翻转时的装置。参照图1，体声波谐振器100为薄膜体声波谐振器(以下称为“FBAR”)，并包括：基板110、绝缘层120、气腔112和谐振部135。基板110可由典型的硅基板制成，使谐振部135与基板110电绝缘的绝缘层120形成在基板110的上表面上。绝缘层120通过利用化学气相沉积方法、RF磁控溅射方法或者蒸发法将二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)沉积在基板110上而形成。气腔112设置在绝缘层120的上方。气腔112可大体上具有梯形形状。气腔112包括上底边、下底边、第一侧边和第二侧边。下底边与上底边相对且平行，第一侧边和第二侧边以预定角度连接到上底边和下底边。这里，下底边的长度长于上底边的长度，梯形形状可相对于上底边和下底边的中点而彼此对称。还在绝缘层120与气腔112之间设置蚀刻停止层125。蚀刻停止层125保护基板110和绝缘层120免受蚀刻工艺的侵害，并用作用于将其他各层沉积在蚀刻停止层125上所需的基底。气腔112沿向前的方向(彼此平行的两底边中的长的底边沿其被设置为
下底边的方向)设置。气腔112设置在谐振部135的下方，以使谐振部135沿着预定方向振动。气腔112可通过如下过程形成：在绝缘层120上形成气腔牺牲层图案，然后在气腔牺牲层图案上形成膜130，并对气腔牺牲层图案进行蚀刻并去除。膜130可用作氧化保护层或用作保护基板110的保护层，或者可用作两者。此外，参照图2，气腔112可沿反向(彼此平行的两底边中的长的底边沿其被设置为上底边的方向)设置。气腔112通过蚀刻基板110的一部分而嵌入基板110中。由于图2的体声波谐振器与图1的体声波谐振器类似，因此将省略对其的详细描述。谐振部135包括按顺序层压在气腔112上方的第一电极140、压电层150和第二电极160。第一电极140形成在膜130的上表面上，并覆盖膜130的一部分。第一电极140由典型的导电材料(诸如金属)形成。具体地，第一电极140可由金(Au)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钌(Ru)、铂(Pt)、钨(W)、铝(Al)、镍(Ni)或它们的任意组合而形成。压电层150形成在膜130和第一电极140的上表面上，并覆盖膜130的一部分和第一电极140的一部分。压电层150通过将电能转化为声波形式的机械能来产生压电效应。压电层150可由氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、铅锆钛氧化物(PZT，PbZrTiO)或它们的任意组合而形成。第二电极160形成在压电层150上面。与第一电极140类似，第二电极16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体声波谐振器，包括：基板；气腔，形成在基板上；谐振部，形成在气腔上，并包括依次层压的第一电极、压电层和第二电极，其中，气腔的截面具有短边、与短边相对的长边以及使短边和长边彼此连接的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边倾斜，第一电极、压电层、第二电极或它们的任意组合的表面粗糙度在1nm与100nm之间。

【技术特征摘要】
2015.04.10 KR 10-2015-0051129;2015.06.25 KR 10-2011.一种体声波谐振器，包括：基板；气腔，形成在基板上；谐振部，形成在气腔上，并包括依次层压的第一电极、压电层和第二电极，其中，气腔的截面具有短边、与短边相对的长边以及使短边和长边彼此连接的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边倾斜，第一电极、压电层、第二电极或它们的任意组合的表面粗糙度在1nm与100nm之间。2.如权利要求1所述的体声波谐振器，其中，第一侧边和短边之间形成的角度大于90°且小于180°。3.如权利要求1所述的体声波谐振器，其中，第一侧边和长边之间形成的角度大于0°且小于或等于70°。4.如权利要求1所述的体声波谐振器，其中，第一侧边和第二侧边均包括至少两个线段。5.如权利要求4所述的体声波谐振器，其中，第一侧边、第二侧边或两者具有凸出的形状。6.如权利要求5所述的体声波谐振器，其中，第一侧边、第二侧边或两者包括依次连接到短边的第一线段、第二线段和第三线段，第一线段和第二线段之间形成的角度大于90°且小于180°。7.如权利要求5所述的体声波谐振器，其中，第一侧边、第二侧边或两者包括依次连接到长边的第一线段和第二线段，长边和第一线段之间形成的角度大于0°且小于或等于70°。8.如权利要求5所述的体声波谐振器，其中，第一侧边、第二侧边或两者包括依次连接到长边的第一线段和第二线段，由长边的延长线和第二线段的延长线之间形成的角度大于0°且小于或等于70°。9.如权利要求4所述的体声波谐振器，其中，第一侧边、第二侧边或两
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【专利技术属性】
技术研发人员：李文喆，李玲揆，金德焕，孙尚郁，金哲秀，申济湜，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR