具有靠近的电极引出端的体声波谐振器、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。该谐振器包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；和压电层，其中：所述谐振器还包括第一电极引出端，所述第一电极引出端穿过压电层而与底电极的电极连接端电连接，且所述第一电极引出端与底电极的连接面的内侧在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧；和/或所述谐振器还包括第二电极引出端，所述顶电极的电极连接端设置有桥部，所述第二电极引出端包括至少部分覆盖所述桥部的外侧斜面的第二覆盖部，所述第二覆盖部的内端与所述桥部的内边缘在水平方向上间隔开。本发明专利技术还涉及一种滤波器以及一种电子设备。本发明专利技术还涉及一种滤波器以及一种电子设备。本发明专利技术还涉及一种滤波器以及一种电子设备。

【技术实现步骤摘要】
具有靠近的电极引出端的体声波谐振器、滤波器及电子设备


[0001]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，以及一种电子设备。

技术介绍

[0002]电子器件作为电子设备的基本元素，被广泛应用于我们生活中的方方面面。不但我们目前常用的移动电话、汽车、家电设备等地方充满了各式各样的电子器件，而且未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。
[0003]电子器件根据不同工作原理可以发挥不同的特性与优势，在所有电子器件中，利用压电效应(或逆压电效应)工作的器件是其中很重要一类。其中薄膜体声波谐振器(FBAR)具有尺寸小(μm级)、谐振频率高(GHz)、品质因数高(1000)、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。
[0004]FBAR主要利用压电材料的压电效应与逆压电效应产生体声波，从而在器件内形成谐振，因为FBAR具有品质因数高、功率容量大、频率高(可达2-10GHz甚至更高)以及与标准集成电路(IC)的兼容性好等一系列的固有优势，可广泛应用于频率较高的射频应用系统中。
[0005]随着无线通信速率的不断提高，要求射频器件的工作频率也相应提高。要制造更高频率的FBAR滤波器，FBAR谐振器的谐振频率也要相应提高。现有的FBAR结构，当谐振频率较高时，电极较薄，因此电极导电性变差，影响谐振器在串联谐振点的阻抗值，最终导致串联谐振点Qs及其附近的Q值恶化。

技术实现思路

[0006]为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本专利技术。
[0007]根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种体声波谐振器，包括：
[0008]基底；
[0009]声学镜；
[0010]底电极；
[0011]顶电极；和
[0012]压电层，
[0013]其中：
[0014]所述谐振器还包括第一电极引出端，所述第一电极引出端穿过压电层而与底电极的电极连接端电连接，且所述第一电极引出端与底电极的连接面的内侧在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧；和/或
[0015]所述谐振器还包括第二电极引出端，所述顶电极的电极连接端设置有桥部，所述第二电极引出端包括至少部分覆盖所述桥部的外侧斜面的第二覆盖部，所述第二覆盖部的
内端与所述桥部的内边缘在水平方向上间隔开。
[0016]本专利技术的实施例还涉及一种体声波谐振器，包括：
[0017]基底；
[0018]声学镜；
[0019]底电极；
[0020]顶电极；和
[0021]压电层，
[0022]其中：
[0023]所述谐振器的谐振频率不小于2GHz，所述底电极在谐振器的有效区域内的电极厚度小于0.5μm，且所述谐振器还包括第一电极引出端，所述第一电极引出端穿过压电层而与底电极的电极连接端电连接，所述第一电极引出端与压电层接触部分的内端在水平方向上与所述顶电极的非电极连接端之间的距离不小于谐振器的谐振频率对应声波波长的二分之一，且不大于10μm；和/或
[0024]所述谐振器的谐振频率不小于2GHz，所述顶电极在谐振器的有效区域内的电极厚度小于0.5μm，且所述谐振器还包括第二电极引出端，所述顶电极的电极连接端设置有桥部，所述第二电极引出端包括至少部分覆盖所述桥部的外侧斜面的第二覆盖部，所述第二覆盖部的内端与所述桥部的内边缘在水平方向上间隔开。
[0025]本专利技术的实施例又涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。
[0026]本专利技术的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的谐振器。
附图说明
[0027]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：
[0028]图1为示出现有技术中的体声波谐振器的顶电极的电极引出部以及底电极的电极引出部的设置位置的截面示意图；
[0029]图2-7为根据本专利技术的不同示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。
具体实施方式
[0030]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。专利技术的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]图1为示出现有技术中的体声波谐振器的顶电极的电极引出部以及底电极的电极引出部的设置位置的截面示意图。从图1中可以看到，底电极的电极引出端113a设置在声学镜103的边界的外侧，顶电极的电极引出端113b设置在桥部111限定的空隙111a的外侧。对于图1中的结构，谐振器的谐振频率越高，电极的厚度越薄，从而导致电极引出端与电极之间的电连接通道的电性损耗增大，谐振器的Q值恶化。
[0032]图2-7为根据本专利技术的不同示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。在本发
明中，通过对电极引出端、电极和压电层之间的结构和位置关系的重新定义，可以弥补由于电极变薄导致的谐振器的Q值恶化，从而提高谐振器的Qs及其附近的Q值。
[0033]本专利技术中的附图标记说明如下：
[0034]101：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
[0035]103：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。本专利技术所示的实施例中采用的是空腔。
[0036]105：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
[0037]107：压电层，可以为单晶压电材料，可选的，如：单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅(PZT)、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，也可以为多晶压电材料(与单晶相对应，非单晶材料)，可选的，如多晶氮化铝、氧化锌、PZT等，还可是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
[0038]109：顶电极，其材料可与底电极相同，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。
[0039]111：桥部，设置在顶电极的电极连接端。
[0040]111a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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；顶电极；和压电层，其中：所述谐振器还包括第一电极引出端，所述第一电极引出端穿过压电层而与底电极的电极连接端电连接，且所述第一电极引出端与底电极的连接面的内侧在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧；和/或所述谐振器还包括第二电极引出端，所述顶电极的电极连接端设置有桥部，所述第二电极引出端包括至少部分覆盖所述桥部的外侧斜面的第二覆盖部，所述第二覆盖部的内端与所述桥部的内边缘在水平方向上间隔开。2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：所述第一电极引出端的内侧部分包括覆盖所述压电层的上表面的第一覆盖部。3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：所述第一覆盖部与所述顶电极的非电极连接端在水平方向上存在第一距离(L1)。4.根据权利要求3所述的谐振器，其中：所述第一距离不小于谐振器的谐振频率对应声波波长的二分之一。5.根据权利要求1所述的谐振器，其中：所述第一电极引出端的内侧部分包括引出端悬翼，引出端悬翼与压电层的上表面之间形成间隙，所述引出端悬翼的外边缘与所述顶电极的非电极连接端在水平方向上存在第四距离(L4)。6.根据权利要求5所述的谐振器，其中：所述第四距离不小于谐振器的谐振频率对应声波波长的二分之一。7.根据权利要求1所述的谐振器，其中：所述谐振器还包括设置在所述第一电极引出端与底电极的电极连接端之间的附加金属层；所述金属附加层的内端在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧，且与所述顶电极的非电极连接端在水平方向上存在第五距离(L5)。8.根据权利要求1所述的谐振器，其中：所述谐振器还包括设置在底电极的电极连接端与基底之间的附加金属层；所述金属附加层的内端在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧，且与所述顶电极的非电极连接端在水平方向上存在第五距离(L5)。9.根据权利要求1所述的谐振器，其中：所述底电极的电极连接端的上表面包括电极加厚层；所述电极加厚层的内端在水平方向上处于所述声学镜的边界的内侧，且与所述顶电极的非电极连接端在水平方向上存在第五距离(L5)。10.根据权利要求7-9中任一项所述的谐振器，其中：
所述第五距离不小于谐振器的谐振频率对应声波波长的二分之一。11.根据权利要求1...

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