一种微机电声波谐振器制造技术

本申请提供一种微机电声波谐振器，涉及射频微机电系统领域，支撑台的上表面开设有台阶沉孔，谐振体位于台阶沉孔内，绕线型减振外框位于台阶沉孔内围绕谐振体设置；输入电极和输出电极分别通过导线与谐振体连接；导线沿着绕线型减振外框的轮廓布设。从而通过曲线型走线方式，根据隔振原理可以更加有效地存储谐振体耗散出来的机械能量，以减少谐振器的能量损耗，进而增强谐振器的可靠性和品质因数。上表面除台阶沉孔、输入电极、输出电极和导线以外的区域为第一区域；声子晶体位于绕线型减振外框和/或上表面的第一区域内。从而在绕线型减振外框的基础上进一步设置声子晶体，可进一步减少谐振器的能量耗散，提高谐振器的可靠性和品质因数。品质因数。品质因数。

【技术实现步骤摘要】
一种微机电声波谐振器


[0001]本申请涉及射频微机电系统领域，特别涉及一种微机电声波谐振器。

技术介绍

[0002]射频微机电系统（Micro
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Electro
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Mechanical Systems，MEMS）技术是一种新兴的快速发展的技术，它广泛地应用于提高无线通信系统的性能和集成度。对于无线通信系统而言，其前端即发射通路和接收通路处理的是射频信号，其电路尺寸必须与信号的波长相当。为了使射频前端小型化，近年来广泛地采用了基于射频RF（Radio Frequency）
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MEMS工艺的声学器件，其工作原理是将电磁波信号转换为机械波信号，由于机械波在固体中的传播速度（例如：单晶硅中波速为8,500 m/s）比电磁波（例如：光速为299,792,458 m/s）速度小5个数量级，对于相同频率的射频信号，声学器件的体积就可以远小于传统射频器件。
[0003]目前，研究较多的声学器件主要分为声表面波(Surface acoustic wave，SAW)器件和体声波(Bulk acoustic wave，BAW)器件两大类。BAW器件是另一种广泛使用的声学器件，体声波与声表面波最大的不同是它在器件的内部传播而不是表面。由于体声波的能量被限制在压电层附近且与外界保持声学隔离，所以通常体声波器件的品质因数（Q）会优于声表面波器件。又因为体声波器件具有一整块电极，在器件工作过程中振动对体波电极的影响远小于声表面波器件中振动对指条的影响，所以体波器件通常具有更高的功率容量。因此，通常采用体波器件制作谐振器。
[0004]现有的谐振器有硅上薄膜压电式体声波（thin film piezoelectric on silicon，TPoS）谐振器。TPoS谐振器具有尺寸小、功率容量高、插入损耗小、可在单片上实现多种频率输出以及合适的机电耦合系数等优点。然而，这种谐振器在进行机械振动时，会有很多的声波能量耗散到支撑台上去，使得谐振器的能量损耗较大，从而严重限制了该谐振器品质因数Q的提高。因此，如何减小TPoS谐振器的能量损耗，从而有效提高硅上薄膜压电式谐振器的品质因数，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种微机电声波谐振器，以减小谐振器的能量损耗，提高谐振器的品质因数。
[0006]为实现上述目的，本申请有如下技术方案：本申请实施例提供了一种微机电声波谐振器，包括：声子晶体、支撑台、绕线型减振外框、谐振体、输入电极和输出电极；所述支撑台的上表面开设有台阶沉孔，下表面开设有与所述台阶沉孔贯通的镂空结构；所述台阶沉孔在所述上表面的正投影包含于所述镂空结构在所述上表面的正投影以内；所述谐振体位于所述台阶沉孔内；所述绕线型减振外框位于所述台阶沉孔内围绕所述谐振体设置，且分别与所述支
撑台和所述谐振体固定；所述绕线型减振外框为封闭线框；所述输入电极和所述输出电极设置于所述支撑台的上表面除所述台阶沉孔以外的区域内，并分别通过导线与所述谐振体连接；所述导线沿着所述绕线型减振外框的轮廓布设；所述上表面除所述台阶沉孔、所述输入电极、所述输出电极和所述导线以外的区域为第一区域；所述声子晶体位于所述绕线型减振外框和/或所述上表面的所述第一区域内。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述绕线型减振外框上设置有沟槽；所述声子晶体设置于所述沟槽内。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述声子晶体包括一维声子晶体结构和/或二维声子晶体阵列。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述谐振体，具体包括：谐振基底、压电薄膜、输入电极薄膜和至少两个输出电极薄膜；所述导线包括第一导线和第二导线；所述输入电极薄膜和各所述输出电极薄膜均位于所述谐振基底上；所述输入电极薄膜与所述谐振基底的接触部分、所述输出电极薄膜与所述谐振基底的接触部分均设有所述压电薄膜；所述输入电极薄膜通过所述第一导线与所述输入电极连接；各所述输出电极薄膜通过所述第二导线与所述输出电极连接；所述第一导线和所述第二导线均沿着所述绕线型减振外框的轮廓布设。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述支撑台的上表面包括依次相接的第一台面、第二台面、第三台面和第四台面；所述第一台面和所述第二台面相对设置；所述第三台面和所述第四台面相对设置；所述输入电极设置于所述第一台面上；所述输出电极设置于所述第三台面上；所述第一导线从所述输入电极薄膜靠近所述第二台面的一侧引出，沿所述绕线型减振外框的轮廓延伸，并与所述输入电极连接；所述第二导线从各所述输出电极薄膜靠近所述第四台面的一侧引出，沿所述绕线型减振外框的轮廓延伸，并与所述输出电极连接。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述支撑台，具体包括：由上到下依次设置的支撑基底、第一埋氧化层和衬底；所述支撑基底开设有台阶沉孔；所述输入电极和所述输出电极均设置在所述支撑基底上。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述绕线型减振外框的材质为p型掺杂硅。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述谐振基底的材质为p型掺杂硅。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述支撑基底的材质为p型掺杂硅；所述衬底的材质为硅。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述输入电极与所述支撑基底的接触部分、所述输出电极与所述支撑基底的接触部分均设置第二埋氧化层。
[0016]在一种可能的实现方式中，还包括：设置在所述支撑台上的地电极。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述地电极包括第一地电极、第二地电极、第三地电极和第四地电极；所述第一地电极和所述第二地电极设置在所述输入电极的两侧；所述第三地电极和所述第四地电极设置在所述输出电极的两侧。
[0018]与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请实施例提供了一种微机电声波谐振器，涉及射频微机电系统领域，该谐振器包括：声子晶体、支撑台、绕线型减振外框、谐振体、输入电极和输出电极；支撑台的上表面开设有台阶沉孔，下表面开设有与台阶沉孔贯通的镂空结构；台阶沉孔在上表面的正投影包含于镂空结构在上表面的正投影以内；谐振体位于台阶沉孔内，绕线型减振外框位于台阶沉孔内围绕谐振体设置，且分别与支撑台和谐振体固定；绕线型减振外框为封闭线框；输入电极和输出电极设置于支撑台的上表面除台阶沉孔以外的区域内，并分别通过导线与谐振体连接；导线沿着绕线型减振外框的轮廓布设。从而通过设置封闭的绕线型减振外框，使得输入电极和输出电极均通过沿着绕线型减振外框布设的导线与谐振体连接，即通过曲线型走线方式，根据隔振原理可以更加有效地存储谐振体耗散出来的机械能量，以减少谐振器的能量损耗，进而增强谐振器的可靠性和品质因数。上表面除台阶沉孔、输入电极、输出电极和导线以外的区域为第一区域；声子晶体位于绕线型减振外框和/或上表面的所述第一区域内。从而在绕线型减振外框的基础上进一步设置声子晶体，可进一步减少谐振器的能量耗散，提高谐振器的可靠性和品质因数。
附图说明
[0019]为了更清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电声波谐振器，其特征在于，包括：声子晶体、支撑台、绕线型减振外框、谐振体、输入电极和输出电极；所述支撑台的上表面开设有台阶沉孔，下表面开设有与所述台阶沉孔贯通的镂空结构；所述台阶沉孔在所述上表面的正投影包含于所述镂空结构在所述上表面的正投影以内；所述谐振体位于所述台阶沉孔内；所述绕线型减振外框位于所述台阶沉孔内围绕所述谐振体设置，且分别与所述支撑台和所述谐振体固定；所述绕线型减振外框为封闭线框；所述输入电极和所述输出电极设置于所述支撑台的上表面除所述台阶沉孔以外的区域内，并分别通过导线与所述谐振体连接；所述导线沿着所述绕线型减振外框的轮廓布设；所述上表面除所述台阶沉孔、所述输入电极、所述输出电极和所述导线以外的区域为第一区域；所述声子晶体位于所述绕线型减振外框和/或所述上表面的所述第一区域内。2.根据权利要求1所述的一种微机电声波谐振器，其特征在于，所述绕线型减振外框上设置有沟槽；所述声子晶体设置于所述沟槽内。3.根据权利要求1所述的一种微机电声波谐振器，其特征在于，所述声子晶体包括一维声子晶体结构和/或二维声子晶体阵列。4.根据权利要求1所述的一种微机电声波谐振器，其特征在于，所述谐振体，具体包括：谐振基底、压电薄膜、输入电极薄膜和至少两个输出电极薄膜；所述导线包括第一导线和第二导线；所述输入电极薄膜和各所述输出电极薄膜均位于所述谐振基底上；所述输入电极薄膜与所述谐振基底的接触部分、所述输出电极薄膜与所述谐振基底的接触部分均设有所述压电薄膜；所述输入电极薄膜通过所述第一导线与所述输入电极连接；各所述输出电极薄膜通过所述第二导线与所述输出电极连接；所述第一导线和所述第二导线均沿着所述绕线型减振外框的轮廓布设。5.根据权利要求4所述的一种微机电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴淑娴，吴宗霖，钱航宇，邹洁，
申请(专利权)人：深圳新声半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：