体声波共振器的共振结构制造技术

本发明专利技术提供一种体声波共振器的共振结构，包括一底电极、一压电层以及一顶电极，其中压电层形成于底电极之上，顶电极形成于压电层之上。底电极、压电层以及顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，共振区域具有一轮廓，轮廓由包含至少三个弧形边所连接而成，其中每一弧形边凹向轮廓的一几何中心。本发明专利技术可降低突波模态对体声波共振器的滤波特性的影响，并有效增强体声波共振器的质量因子。

Resonant structure of a bulk acoustic resonator

The invention provides a resonance structure of a bulk acoustic wave resonator, includes a bottom electrode, a piezoelectric layer and a top electrode, wherein the piezoelectric layer is formed on the bottom electrode, a top electrode formed on the piezoelectric layer. The bottom electrode, a piezoelectric layer and the top electrode three overlapping regions form a resonance region, the resonance region has a contour, contour by comprising at least three arc edge connected, each concave arc edge to the geometric center of the contour. The present invention can reduce the influence of the burst mode on the filtering characteristics of the bulk acoustic resonator, and effectively enhance the mass factor of the bulk acoustic resonator.

【技术实现步骤摘要】
体声波共振器的共振结构
本专利技术涉及一种体声波共振器的共振结构，尤其涉及一种具有由至少三个弧形边所构成的轮廓的体声波共振器的共振结构。
技术介绍
全球的通信系统中所使用的带通滤波器，尤其是工作频率适用于2GHz以上的体声波共振器(BAWResonator：BulkAcousticWaveResonator)，被广泛地应用在智能型手机上。请参阅图9A以及图9B，为已知技术的体声波共振器的剖面图，并显示压电材料的垂直方向上的震动引发水平方向上的震动的示意图。体声波共振器14的结构通常于一压电材料12的上下分别设置一底电极11以及一顶电极13。于顶电极13及底电极11之间施加一电场，利用压电材料12的特性，将电能转换成机械能，进而产生垂直方向上的垂直纵波共振效应，使得特定频率范围内的高频阻抗(Impedance)特别小，以达到滤波的目的。然而在压电材料12垂直方向上的震动，通常也会伴随着水平方向上的震动，而产生了水平横波。图9A中显示当压电材料12沿着垂直方向伸展时，会伴随着压电材料12于水平方向的压缩。而图9B中则显示当压电材料12沿着垂直方向压缩时，会伴随着压电材料12于水平方向的伸展。此外请同时参阅图9C，为已知技术的体声波共振器的剖面图，并显示施加于顶电极及底电极之间的电场的示意图。顶电极13及底电极11之间所施加的电场在体声波共振器14的轮廓边界附近具有水平方向上的分量，因而使得压电材料12于水平方向上的电能与机械能的转换，而产生水平方向上的水平横波。请参阅图9D、图9E以及图9F，为已知技术的体声波共振器的俯视图，并分别显示水平横波三种共振态示意图。前述两因素所产生的水平横波，在体声波共振器内经过全反射，而有机会产生水平方向上的水平横波共振效应。此水平横波共振效应又称为突波模态(SpuriousMode)。图9D显示水平横波于已知技术的体声波共振器14的轮廓15(一正方形轮廓)的左右方向上产生共振态。图9E显示水平横波于轮廓15的上下方向上产生共振态。图9F则显示水平横波于轮廓15内全反射所产生的另一种共振态。若水平横波振效应的频率与垂直纵波共振频率过于接近时，则垂直纵波共振效应会受到干扰，因而影响到体声波共振器14的滤波特性。请同时参阅图9G，为已知技术的体声波共振器(正方形轮廓)的频率响应图。其中S11为穿透波与入射波的比例，而S21则为反射波与入射波的比例。图9G中所指出的突波模态，介于S11的最低点与S21的最低点之间的突波模态，这些突波模态都会严重影响到体声波共振器14的滤波特性。此外，体声波共振器的质量因子(QFactor)的效能亦不尽理想。图9H为另一已知技术的体声波共振器的俯视图，并显示水平横波的示意图。此体声波共振器的轮廓15为一不等边长的四边形，藉此拉长轮廓15内的水平横波产生水平横波共振效应所需的距离，使得水平横波共振效应的能量降低，或水平横波共振频率远离垂直纵波共振频率。然而已知技术并未揭示以至少三个弧形边所构成的体声波共振器的轮廓的技术方案。有鉴于此，专利技术人开发出简便的设计，能够避免上述的缺点，又具有成本低廉的优点，以兼顾使用弹性与经济性等考虑，因此遂有本专利技术的产生。
技术实现思路
本专利技术提供的体声波共振器的共振结构所欲解决的技术问题在于如何有效地去除突波模态(SpuriousMode)，以降低突波模态对体声波共振器的滤波特性的影响，并同时有效增强体声波共振器的质量因子(QFactor)。为解决前述问题，以达到所预期的功效，本专利技术提供一种体声波共振器的共振结构，包括一底电极、一压电层以及一顶电极；其中压电层，形成于底电极之上；顶电极，形成于压电层之上；其中该底电极、该压电层以及该顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，该共振区域具有一轮廓，该轮廓由包含至少三个弧形边所连接而成，其中每一弧形边凹向该轮廓的一几何中心。本专利技术的体声波共振器的共振结构的轮廓，以弧形边来取代已知技术的多边形的直线形的边，藉此增长水平横波(LateralWave)的共振路径(ResonantPath)，使得突波模态的能量降低以抑制接近垂直纵波共振频率的突波模态，和/或使得突波模态的频率远离垂直纵波共振频率，从而降低突波模态对体声波共振器的滤波特性的影响，并有效增强体声波共振器的质量因子。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包括选自以下群组的至少一个：一椭圆弧、一圆弧、一拋物线弧、一双曲线弧以及一摆线弧。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含偶数个弧形边，每一弧形边的两端点可连接而形成具有一弦长a的一弦线段，每一弧形边与其相对应的弦线段间具有一最长距离d。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含奇数个弧形边，每一弧形边的两端点可连接而形成具有一弦长a的一弦线段，每一弧形边与其相对应的弦线段间具有一最长距离d。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含至少一圆弧，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一圆弧的一圆心位于其相对应的弦线段的一中垂在线。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一圆弧为一劣弧或一半圆弧。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一圆弧具有相同的弧长。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边为一圆弧。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，一凸多边形由连接所有弦线段所形成。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含三个弧形边，该凸多边形为一三角形，该凸多边形的每一内角的角度大于或等于45度且小于或等于90度。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含四个弧形边，该凸多边形为一凸四边形，该凸多边形的每一内角的角度大于或等于60度且小于或等于135度。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中该至少三个弧形边包含五个弧形边，该凸多边形为一凸五边形，该凸多边形的每一内角的角度大于或等于65度且小于或等于170度。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，至少一弧形边对称于其相对应的弦线段的一中垂线。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一弧形边对称于其相对应的弦线段的一中垂线。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一弧形边的范围介于分别通过其两端点且垂直于其相对应的弦线段的两垂直线之间。于一实施例中，前述的体声波共振器的共振结构，其中每一弧形边具有相同的弧长。本专利技术更提供一种体声波共振器的共振结构，包括一底电极、一压电层以及一顶电极；其中压电层，形成于底电极之上；顶电极，形成于压电层之上；其中该底电极、该压电层以及该顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，该共振区域具有一轮廓，该轮廓由包含至少三个弧形边以及至少一连接弧所连接而成，其中每一弧形边凹向该轮廓的一几何中心，每一连接弧凸向该几何中心，其中弧形边的边数大于或等于连接弧的数目，每一连接弧与两个弧形边相连接。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体声波共振器的共振结构，其特征在于，包括：一底电极；一压电层，形成于所述底电极之上；以及一顶电极，形成于所述压电层之上；其中所述底电极、所述压电层以及所述顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，所述共振区域具有一轮廓，所述轮廓由包含至少三个弧形边所连接而成，其中每一弧形边凹向所述轮廓之一几何中心。

【技术特征摘要】
1.一种体声波共振器的共振结构，其特征在于，包括：一底电极；一压电层，形成于所述底电极之上；以及一顶电极，形成于所述压电层之上；其中所述底电极、所述压电层以及所述顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，所述共振区域具有一轮廓，所述轮廓由包含至少三个弧形边所连接而成，其中每一弧形边凹向所述轮廓之一几何中心。2.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包括选自以下群组的至少一个：一椭圆弧、一圆弧、一拋物线弧、一双曲线弧以及一摆线弧。3.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含偶数个弧形边，每一弧形边的两端点可连接而形成具有一弦长的一弦线段，每一弧形边与其相对应的弦线段间具有一最长距离。4.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含奇数个弧形边，每一弧形边的两端点可连接而形成具有一弦长的一弦线段，每一弧形边与其相对应的弦线段间具有一最长距离。5.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含至少一圆弧，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一圆弧的一圆心位于其相对应的弦线段的一中垂在线。6.根据权利要求5所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一圆弧为一劣弧或一半圆弧。7.根据权利要求5所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一圆弧具有相同的弧长。8.根据权利要求5所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边为一圆弧。9.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，一凸多边形由连接所有弦线段所形成。10.根据权利要求9所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含三个弧形边，所述凸多边形为一三角形，所述凸多边形的每一内角的角度大于或等于45度且小于或等于90度。11.根据权利要求9所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含四个弧形边，所述凸多边形为一凸四边形，所述凸多边形的每一内角的角度大于或等于60度且小于或等于135度。12.根据权利要求9所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，所述至少三个弧形边包含五个弧形边，所述凸多边形为一凸五边形，所述凸多边形的每一内角的角度大于或等于65度且小于或等于170度。13.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，至少一弧形边对称于其相对应的弦线段的一中垂线。14.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一弧形边对称于其相对应的弦线段的一中垂线。15.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边的两端点可连接而形成一弦线段，每一弧形边的范围介于分别通过其两端点且垂直于其相对应的弦线段的两垂直线之间。16.根据权利要求1所述的体声波共振器的共振结构，其特征在于，每一弧形边具有相同的弧长。17.一种体声波共振器的共振结构，其特征在于，包括：一底电极；一压电层，形成于所述底电极之上；以及一顶电极，形成于所述压电层之上；其中所述底电极、所述压电层以及所述顶电极三个相重叠的区域形成一共振区域，所述共振区域具有一轮廓，所述轮廓由包含至少三个弧形边以及至少一连接弧所连接而成，其中每一弧形边凹向所述轮廓的一几何中心，每一连接弧凸向所述几何中心，其中弧形边的边数大于或等于连接弧的数目，每一连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家达，林瑞钦，覃永忠，江志烽，
申请(专利权)人：稳懋半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71