可抑制杂散模的射频声波谐振器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种可抑制杂散模的射频声波谐振器，包括：电极、压电薄膜(2)以及硅衬底(4)；所述电极包括：顶电极(1)、底电极(3)；所述顶电极(1)设置于压电薄膜(2)的上侧；所述底电极(3)设置于压电薄膜(2)的下侧；所述硅衬底(4)设置于底电极(3)的下侧；所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用以下任意一种结构：‑硅反面刻蚀结构；‑空隙结构；‑布拉格反射层结构。本实用新型专利技术通过采用各边不平行的顶电极形状，解决了常规顶电极容易激发寄生杂散模的问题，使得谐振器的谐振曲线趋于平坦，优化谐振器的性能。

【技术实现步骤摘要】
可抑制杂散模的射频声波谐振器
本技术涉及薄膜体声波谐振器
，具体地，涉及一种可抑制杂散模的射频声波谐振器。
技术介绍
在现今的无线通信和传感器领域，薄膜体声波谐振器因其频率高、体积小、功率容量大、Q值高等优点已然成为最具潜力的器件之一。然而谐振器的性能会因主谐振模之外的杂散模的出现而恶化。专利文献CN103269209A提出了一种存在抑制杂散模的谐振器件，此专利提出利用锯齿状边缘电极激发非对称分布的电场，从而抑制寄生杂波的产生，提高主谐振模式的品质因数。现有技术的不足之处是：常规体声波谐振器的顶电极可能会存在相互平行的边，从而容易产生横向电场，激励起额外的杂散模，导致谐振器的谐振曲线出现寄生峰，从而恶化谐振器的性能，而本专利所提出的各种顶电极形状可以有效的抑制杂散模，从而优化谐振器的性能；常规的拥有不规则形状顶电极的体声波谐振器，由于边角电场的原因还是会存在一定程度的杂散模，而本专利所提出的直线边弧化处理可以进一步抑制这一现象，改善谐振器的性能；一般的谐振器顶电极形状固定，从而使得在芯片集成时很难最大化利用空间，而本专利所提出的多种弧化方式以及对任意数量的边进行弧化处理可以极大的提高设计自由度，从而可以根据实际需要设计特定形状的顶电极，以便于最大化利用空间。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种可抑制杂散模的射频声波谐振器。根据本技术提供的一种可抑制杂散模的射频声波谐振器，该谐振器主要包括：电极、压电薄膜2以及硅衬底4；所述电极包括：顶电极1、底电极3；所述顶电极1设置于压电薄膜2的上侧；所述底电极3设置于压电薄膜2的下侧；所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用以下任意一种结构：-硅反面刻蚀结构；-空隙结构；-布拉格反射层结构。优选地，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用硅反面刻蚀结构；所述可抑制杂散模的射频声波谐振器通过在压电震荡堆的下表面形成空气与金属的交界面来限制声波的传播，从而将声波振动局限在压电震荡堆之内，形成较好的谐振特性。优选地，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用空隙结构；所述可抑制杂散模的射频声波谐振器通过先填充牺牲材料最后再移除之的方法在硅衬底的表面和震荡层之间制备一层空气缝隙以形成空气与金属交界面，从而限制声波与压电震荡堆内，在达到谐振性能的同时提高了谐振器的机械强度。优选地，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用布拉格反射层结构。优选地，还包括：布拉格反射层6；所述布拉格反射层6设置于底电极3的下侧。所述硅衬底4设置于布拉格反射层6的下侧。优选地，所述布拉格反射层6由四分之一波长厚度的第一声学阻抗材料和四分之一波长厚度的第二声学阻抗材料交替构成。层数越多反射系数越大且越趋近于空气与金属边界的反射系数，谐振器的Q值也就越高，但是无论如何其反射效果始终不如前两种结构好，所以这种拥有布拉格反射层的体声波谐振器的Q值不如上述两者高。所述布拉格反射层6包括：低声波阻抗层、高声波阻抗层；所述低声波阻抗层采用二氧化硅；所述高声波阻抗层采用：-氮化硅；-氮化铝；-钨。优选地，所述顶电极1采用四边形的顶电极形状，所取四边形的任意两条边都不平行；所述四边形的顶电极形状采用以下任意一种处理方式：-四边形的每一条边进行曲线化；-多形式的弧化方式；-选择对四边形的设定数量的边进行弧化处理。优选地，所述顶电极1采用五边形的顶电极形状，所取五边形的任意两条边都互不平行；所述五边形的顶电极形状采用以下任意一种处理方式：-定义半径为R的圆并将该圆与每条边相交，获取圆与每条边相交所得的圆弧；-对五边形的设定数量边进行弧化处理；-对设定数量的边进行设定半径长度的圆弧化处理；所述压电薄膜2采用以下任意一种或者多种材料：-氮化铝；-掺钪氮化铝；-氧化锌；-锆钛酸铅。所述电极采用以下任意一种或者多种材料：-铂；-铝；-钼；-金；-钌；-银。根据本技术提供的一种可抑制杂散模的射频声波谐振器加工方法，采用可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，包括：步骤S1：在硅衬底上依次生长牺牲材料膜层、支撑膜层、底电极、压电膜层和顶电极，其中每一层生长完成后均进行相应的光刻或者蚀刻工艺来获得特定的图形；步骤S2：通过刻蚀窗口释放牺牲材料膜层，得到空气缝隙。根据本技术提供的一种可抑制杂散模的射频声波谐振器加工方法，采用可抑制杂散模的射频声波谐振器，包括：步骤S1：先沉积硅衬底上表面的压电薄膜和电极，然后通过使用低应力氮化硅Si3N4膜层作为硅衬底刻蚀的停止层；步骤S2：对硅衬底进行各向异性的刻蚀，获得靠硅衬底边缘支撑的悬空结构。布拉格反射层类型体声波谐振的制备流程相对简单，先在硅衬底上依次生长布拉格反射层，然后再利用与上述两种谐振器同样的方法生长底电极、压电膜层、和顶电极，并在每一层生长完后通过光刻或蚀刻获得特定的图形。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：1、本技术通过采用各边不平行的顶电极形状，解决了常规顶电极容易激发寄生杂散模的问题，使得谐振器的谐振曲线趋于平坦，优化谐振器的性能；2、本技术通过对电极的各边进行弧化处理，进一步抑制杂散模的激励，解决了因常规顶电极边角电场可能激励起寄生模的问题；3、本技术通过采用不同半径的圆弧以及对任意数量的边进行弧化，解决了常规顶电极形状单一的问题，从而极大的提高了设计自由度，有利于在芯片集成时充分的利用空间。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1a为本技术实施例中的硅反面刻蚀结构示意图。图1b为本技术实施例中的空隙型体声波谐振器示意图。图1c为本技术实施例中的布拉格反射层结构示意图。图2a为本技术实施例中的第一基于任意四边形的顶电极形状示意图。图2b为本技术实施例中的第二基于任意四边形的顶电极形状示意图。图2c为本技术实施例中的第三基于任意四边形的顶电极形状示意图。图3a为本技术实施例中的第一基于任意五边形的顶电极形状示意图。图3b为本技术实施例中的第二基于任意五边形的顶电极形状示意图。图3c为本技术实施例中的第三基于任意五边形的顶电极形状示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图1所示，薄膜体声波谐振器的结构类型主要有三种：a硅反面刻蚀结构、b空隙结构和c布拉格反射层结构。图1a所示的硅反面刻蚀结构主要由顶电极1、压电薄膜2、底电极3和背面蚀刻的硅衬底4组成。通过在压电震荡堆的下表面形成空气与金属的交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，包括：电极、压电薄膜(2)以及硅衬底(4)；/n所述电极包括：顶电极(1)、底电极(3)；/n所述顶电极(1)设置于压电薄膜(2)的上侧；/n所述底电极(3)设置于压电薄膜(2)的下侧；/n所述硅衬底(4)设置于底电极(3)的下侧；/n所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用以下任意一种结构：/n-硅反面刻蚀结构；/n-空隙结构；/n-布拉格反射层结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，包括：电极、压电薄膜(2)以及硅衬底(4)；
所述电极包括：顶电极(1)、底电极(3)；
所述顶电极(1)设置于压电薄膜(2)的上侧；
所述底电极(3)设置于压电薄膜(2)的下侧；
所述硅衬底(4)设置于底电极(3)的下侧；
所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用以下任意一种结构：
-硅反面刻蚀结构；
-空隙结构；
-布拉格反射层结构。


2.根据权利要求1所述的可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用硅反面刻蚀结构；
所述可抑制杂散模的射频声波谐振器通过在压电震荡堆的下表面形成空气与金属的交界面来限制声波的传播，从而将声波振动局限在压电震荡堆之内。


3.根据权利要求1所述的可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用空隙结构。


4.根据权利要求1所述的可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，所述可抑制杂散模的射频声波谐振器采用布拉格反射层结构。


5.根据权利要求4所述的可抑制杂散模的射频声波谐振器，其特征在于，还包括：布拉格反射层(6)；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高安明，姜伟，刘伟，
申请(专利权)人：浙江信唐智芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33