带环形结构的谐振器、滤波器及电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极，设置在基底上方；顶电极，与所述底电极对置，且具有电极连接部；和压电层，设置在底电极上方以及底电极与顶电极之间，其中：所述声学镜、底电极、压电层和顶电极在谐振器厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；在所述顶电极的边缘设置有环形结构，所述环形结构具有单个凹形环、多个凹形环、单个凸形环、多个凸形环中的至少一种环形结构。本发明专利技术还涉及一种滤波器，以及一种具有该滤波器的电子设备。

Resonators, filters and electronic equipment with ring structure

【技术实现步骤摘要】
带环形结构的谐振器、滤波器及电子设备
本专利技术的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器，一种具有该谐振器的滤波器，以及一种具有该滤波器的电子设备。
技术介绍
体声波滤波器具有低插入损耗、高矩形系数、高功率容量等优点，因此，被广泛应用在当代无线通讯系统中，是决定射频信号进出通讯系统质量的重要元器件。体声波滤波器的性能由构成它的体声波谐振器决定，如：体声波谐振器的谐振频率决定了滤波器的工作频率，有效机电耦合系数决定了滤波器的带宽，品质因数决定滤波器插入损耗。当滤波器结构一定时，其品质因数，特别是在串联谐振频率和并联谐振频率处的品质因数(或串并联阻抗)，会显著影响通带插入损耗。因此，如何提高谐振器的品质因数是高性能滤波器设计的一个重要问题。体声波谐振器串联谐振频率处的品质因数(Qs)或阻抗(Rs)通常由电极损耗及材料损耗决定，而体声波谐振器并联谐振频率处的品质因数(Qp)或阻抗(Rp)通常受边界声波泄露影响。因此，当谐振器材料、及层叠结构确定时，Qs(或Rs)的提升空间有限，但可以通过改变谐振器的边界结构来有效改善声波的边界泄露情况，从而显著提高谐振器的Qp(或Rp)。
技术实现思路
为进一步提高体声波谐振器的并联谐振阻抗值，提出本专利技术。根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极，设置在基底上方；顶电极，与所述底电极对置，且具有电极连接部；和压电层，设置在底电极上方以及底电极与顶电极之间，其中：所述声学镜、底电极、压电层和顶电极在谐振器厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；在所述顶电极的边缘设置有环形结构，所述环形结构具有单个凹形环、多个凹形环、单个凸形环、多个凸形环中的至少一种环形结构。可选的，所述环形结构包括由单个凸起环与单个凹形环组合而成的环形结构。可选的，所述环形结构包括由至少两个凹形环组合而成或者至少两个凸形环组合而成的环形结构。可选的，所述环形结构具有第一高度，所述凹形环具有凹入深度或者所述凸形环具有凸起高度，所述第一高度大于所述凹入深度和所述凸起高度。进一步可选的，所述凹入深度或所述凸起高度与所述第一高度的比值在0.15-0.85的范围内。可选的，所述环形结构在谐振器的厚度方向上与所述顶电极的边缘重叠或者与所述有效区域重叠。可选的，所述环形结构设置于所述顶电极的上表面。进一步地，所述谐振器还包括覆盖层；且所述覆盖层覆盖所述环形结构且所述覆盖层覆盖所述环形结构的部分具有与所述环形结构相同的形状。或者进一步地，所述谐振器还包括覆盖层；所述谐振器还包括材料不同于环形结构的填充层，所述填充层与所述环形结构的形状匹配而与所述环形结构一起形成环形平层；且所述覆盖层覆盖所述环形平层。进一步可选的，所述覆盖层包括钝化层。在进一步的实施例中，所述顶电极设置有悬翼结构，所述环形结构在谐振器的厚度方向上位于所述有效区域内。进一步可选的，所述环形结构还包括延伸到所述悬翼结构上方的延伸部分。可选的，所述环形结构设置于所述顶电极的下表面且位于压电层与顶电极之间。进一步可选的，所述顶电极具有悬翼结构，所述环形结构位于所述悬翼结构的下方。可选的，所述顶电极覆盖所述环形结构的部分具有与所述环形结构相同的形状。或者可选的，所述谐振器还包括材料不同于环形结构的填充层，所述填充层与所述环形结构的形状匹配而与所述环形结构一起形成环形平层；且所述顶电极覆盖所述环形平层。可选的，所述环形结构位于顶电极的边缘下方，设置于所述压电层的下表面且位于压电层与底电极之间。进一步地，所述压电层覆盖所述环形结构的部分具有与所述环形结构相同的形状。进一步地，所述压电层上方的顶电极的部分具有与所述环形结构相同的形状。进一步地，所述谐振器还包括材料不同于环形结构的填充层，所述填充层与所述环形结构的形状匹配而与所述环形结构一起形成环形平层；且所述压电层覆盖所述环形平层。可选的，所述环形结构位于底电极的边缘下方，设置于所述底电极的下表面与声学镜之间；且所述底电极覆盖所述环形结构的部分具有与所述环形结构相同的形状。进一步地，所述底电极上方的压电层的部分、顶电极的部分具有与所述环形结构相同的形状。或者进一步地，所述谐振器还包括材料不同于环形结构的填充层，所述填充层与所述环形结构的形状匹配而与所述环形结构一起形成环形平层；且所述底电极覆盖所述环形平层。可选的，所述谐振器还包括覆盖所述顶电极的至少边缘部分的覆盖层；所述环形结构设置于所述覆盖层上。根据本专利技术的实施例的另一方面，提出了一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。根据本专利技术的实施例的还一方面，提出了一种电子设备，包括上述的滤波器或者体声波谐振器。附图说明以下描述与附图可以更好地帮助理解本专利技术所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图；图1A为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1B为根据本专利技术的另一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1C为根据本专利技术的再一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1D为根据本专利技术的还一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1E为根据本专利技术的又一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1F为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1G为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1H为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图1I为根据本专利技术的另一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图2A为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图2B为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图3A为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图3B为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图4A为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图4B为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图5A为根据本专利技术的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的1B-1B截得的示意性局部剖视图；图5B为根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体声波谐振器，包括：/n基底；/n声学镜；/n底电极，设置在基底上方；/n顶电极，与所述底电极对置，且具有电极连接部；和/n压电层，设置在底电极上方以及底电极与顶电极之间，/n其中：/n所述声学镜、底电极、压电层和顶电极在谐振器厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；/n在所述顶电极的边缘设置有环形结构，所述环形结构具有单个凹形环、多个凹形环、单个凸形环、多个凸形环中的至少一种环形结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极，设置在基底上方；
顶电极，与所述底电极对置，且具有电极连接部；和
压电层，设置在底电极上方以及底电极与顶电极之间，
其中：
所述声学镜、底电极、压电层和顶电极在谐振器厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；
在所述顶电极的边缘设置有环形结构，所述环形结构具有单个凹形环、多个凹形环、单个凸形环、多个凸形环中的至少一种环形结构。


2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述环形结构包括由单个凸起环与单个凹形环组合而成的环形结构。


3.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述环形结构包括由至少两个凹形环组合而成或者至少两个凸形环组合而成的环形结构。


4.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述环形结构具有第一高度，所述凹形环具有凹入深度或者所述凸形环具有凸起高度，所述第一高度大于所述凹入深度和所述凸起高度。


5.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述凹入深度或所述凸起高度与所述第一高度的比值在0.15-0.85的范围内。


6.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述环形结构在谐振器的厚度方向上与所述顶电极的边缘重叠或者与所述有效区域重叠。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的谐振器，其中：
所述环形结构设置于所述顶电极的上表面。


8.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述谐振器还包括覆盖层；且
所述覆盖层覆盖所述环形结构且所述覆盖层覆盖所述环形结构的部分具有与所述环形结构相同的形状。


9.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述谐振器还包括覆盖层；
所述谐振器还包括材料不同于环形结构的填充层，所述填充层与所述环形结构的形状匹配而与所述环形结构一起形成环形平层；且
所述覆盖层覆盖所述环形平层。


10.根据权利要求8或9所述的谐振器，其中：
所述覆盖层包括钝化层。


11.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述顶电极设置有悬翼结构，所述环形结构在谐振器的厚度方向上位于所述有效区域内。


12.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
所述环形结构还包括延伸到所述悬翼结构上方的延伸部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨清瑞，庞慰，张孟伦，
申请(专利权)人：天津大学，诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12