体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器技术

本公开提出了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器；其中，所述体声波谐振器，包括：衬底；在所述衬底上的声反射单元；在所述声反射单元上的压电堆叠结构；以及；在所述压电堆叠结构上的焊盘；其中，所述体声波谐振器还包括在所述压电堆叠结构上、和/或在所述压电堆叠结构内的三维质量负载结构。本公开体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器，工艺简单，成本较低，有利于性能优化。

【技术实现步骤摘要】
体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器
本公开属于无线通讯
，更具体地涉及一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器。
技术介绍
随着移动通信技术的发展，数据传输速率要求越来越快，通信频带越来越多，需要越来越多的滤波器器件来保证各通信频带之间互不干扰，移动通信终端尤其是智能手机中的滤波器器件数量越来越多。目前在智能手机中，用于中高频段的滤波器器件主要采用薄膜体声波技术(FilmBulkAcousticWave，BAW)。薄膜体声波谐振器是构成薄膜体声波滤波器、双工器的基本单元，通过将工作频率不同的薄膜体声波谐振器级联，就可以制作成用于移动通信领域的滤波器、双工器器件。现有技术中利用工作频率不同的薄膜体声波谐振器级联制作滤波器、双工器的方案仍然存在如下技术缺陷：(1)需要多次薄膜沉积、光刻、刻蚀工艺来制作不同频率的薄膜体声波谐振器。(2)因薄膜沉积、刻蚀精度限制，无法制作频率差异较小的谐振器，限制了薄膜体声波滤波器、双工器的性能优化设计。(3)难以实现片上集成的薄膜体声波双工器。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器，以至少部分解决以上所存在的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种体声波谐振器，包括：衬底；在所述衬底上的声反射单元；在所述声反射单元上的压电堆叠结构；以及；在所述压电堆叠结构上的焊盘；其中，所述体声波谐振器还包括在所述压电堆叠结构上、和/或在所述压电堆叠结构内的三维质量负载结构。在一些实施例中，所述压电堆叠结构包括底电极、顶电极以及位于所述底电极和顶电极之间的压电膜；所述三维质量负载结构设在所述压电堆叠结构的顶电极上、和/或设在所述压电堆叠结构的顶电极与压电膜之间。在一些实施例中，所述声反射单元的边界延伸超出所述三维质量负载结构边界。在一些实施例中，所述三维质量负载结构的形状与所述体声波谐振器的有效谐振区的形状相同或相似。在一些实施例中，所述三维质量负载结构包括：第一部分，包括一个或多个环状段，所述环状段的中心与所述体声波谐振器的有效谐振区的中心重合；第二部分，包括多个条状段，所述多个条状段在所述第一部分内和/或外呈辐射状分布；第三部分，位于所述第一部分上和/或位于第二部分上，所述第三部分与第一部分、第二部分的线宽和形状不同。在一些实施例中，所述第一部分包括多个环状段，多个环状段由内而外依次排布且同心设置；所述环状段为多边形环状段，所述多个条状段的一端与所述多个环状段中的一环状段的各顶点相交，另一端与所述多个环状段中的另一环状段的各顶点相交；或所述多个条状段的一端在所述多个环状段的中心汇合，另一端与所述多个环状段中的一环状段的各顶点相交；或者所述环状段为圆环状段，所述多个条状段沿所述圆环状段的径向延伸。在一些实施例中，所述第三部分，包括多个柱状体，位于所述第一部分与第二部分的交点上，和/或位于所述第一部分上且在相邻的两个所述交点之间，和/或位于所述第一部分的中心。根据本公开的另一个方面，提供了一种体声波谐振器的制作方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成声反射单元；在所述形成有声反射单元的衬底上形成压电堆叠结构；以及；在所述压电堆叠结构上形成焊盘；其中，所述方法还包括在所述压电堆叠结构上、和/或在所述压电堆叠结构内形成三维质量负载结构。根据本公开的另一个方面，提供了一种滤波器，其包括级联的多个所述体声波谐振器。根据本公开的另一个方面，提供了一种双工器，其包括级联的多个所述体声波谐振器。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、双工器至少具有以下有益效果其中之一：(1)本公开利用三维质量负载结构提高了薄膜体声波滤波器的性能和良率。(2)本公开具有三维质量负载结构的体声波谐振器只需一次沉积、光刻和刻蚀工艺，即可制作出多个频率不同的谐振器。通过调整三维质量负载图形X/Y方向上的尺寸(图形密集度或者叫占空比)，就可以改变谐振器的工作频率，简化了制作工艺，降低了制作成本。(3)传统方法制作不同频率的谐振器只能通过控制薄膜厚度，因此增加一个不同频率的谐振器就需要增加一层薄膜沉积及对应的光刻、刻蚀工艺；由于本公开体声波谐振器为具有三维质量负载结构的体声波谐振器，因此除了可以按照传统方法调薄膜厚度外，还可以通过控制线宽，制作不同的质量负载，从而得到不同频率的谐振器，一方面降低了工艺难度，另一方面可以更精确的控制薄膜体声波谐振器的频率，提高薄膜体声波滤波器、双工器的性能和良率。(4)双工器因其发射端和接收端的工作频率不同，因此较滤波器需要更多谐振频率不同的谐振器，如果把双工器制作在一片晶圆上，若采用传统方法需要增加的层数太多，良率会很低，成本也较高。本公开可以通过调整X/Y方向的线宽，来制作不同频率的谐振器，因此，将双工器集成在一片晶圆上不会增加额外的成本，只需要修改设计线宽(图形占空比)即可，有利于实现薄膜体声波双工器的片上集成。附图说明图1为本公开三维质量负载结构一结构示意图。图2为本公开三维质量负载结构另一结构示意图。图3为图2沿A-A线的截面图。图4为本公开三维质量负载结构又一结构示意图。图5为本公开三维质量负载结构再一结构示意图。图6为本公开薄膜体声波谐振器一结构示意图。图7为本公开薄膜体声波谐振器另一结构示意图。图8为本公开滤波器结构示意图。图9为本公开双工器结构示意图。<符号说明>101，201，301-第一部分；102，202，302-第二部分；103，203，303-第三部分；104，204，304-衬底；105，205，305-薄膜结构；206，306-声反射单元；207，307-隔离层；208，308-底电极；209，309-压电膜；210，310-顶电极；211，311-焊盘；S401～S404，P401～P403，RS501～504，RP501～503，TS501～504，TP501～503-薄膜体声波谐振器。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开提出了一种用来调节薄膜体声波谐振器频率的三维(XYZ三个维度)质量负载结构。本公开所述三维质量负载结构包括：第一部分，包括一个或多个环状段，所述环状段的中心与所述体声波谐振器的有效谐振区的中心重合；第二部分，包括多个条状段，所述多个条状段在所述第一部分内和/或外呈辐射状分布；以及第三部分，位于所述第一部分上和/或位于第二部分上，所述第三部分与第一部分、第二部分的线宽和形状不同。...

【技术保护点】
1.一种体声波谐振器，包括：/n衬底；/n在所述衬底上的声反射单元；/n在所述声反射单元上的压电堆叠结构；以及；/n在所述压电堆叠结构上的焊盘；/n其中，所述体声波谐振器还包括在所述压电堆叠结构上、和/或在所述压电堆叠结构内的三维质量负载结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器，包括：
衬底；
在所述衬底上的声反射单元；
在所述声反射单元上的压电堆叠结构；以及；
在所述压电堆叠结构上的焊盘；
其中，所述体声波谐振器还包括在所述压电堆叠结构上、和/或在所述压电堆叠结构内的三维质量负载结构。


2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述压电堆叠结构包括底电极、顶电极以及位于所述底电极和顶电极之间的压电膜；
所述三维质量负载结构设在所述压电堆叠结构的顶电极上、和/或设在所述压电堆叠结构的顶电极与压电膜之间。


3.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述声反射单元的边界延伸超出所述三维质量负载结构边界。


4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述三维质量负载结构的形状与所述体声波谐振器的有效谐振区的形状相同或相似。


5.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述三维质量负载结构包括：
第一部分，包括一个或多个环状段，所述环状段的中心与所述体声波谐振器的有效谐振区的中心重合；
第二部分，包括多个条状段，所述多个条状段在所述第一部分内和/或外呈辐射状分布；
第三部分，位于所述第一部分上和/或位于第二部分上，所述第三部分与第一部分、第二部分的线宽和形状不同。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，王伟，胡念楚，贾斌，
申请(专利权)人：开元通信技术厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35