一种谐振器及滤波器制造技术

一种谐振器及滤波器，涉及半导体技术领域。该谐振器包括衬底层和依次层叠设置在衬底层上的底电极层、压电层和顶电极层，衬底层和底电极层之间具有第一空腔，第一空腔与空气连通，顶电极层和第一空腔在衬底层上的正投影至少部分重合，压电层上还设有环状结构，环状结构环绕顶电极层设置，环状结构与压电层共同围合形成第二空腔。该谐振器在顶电极层的外侧设置环状结构，环状结构与压电层围合形成第二空腔，利用环状结构自身材料与第二空腔中空气的声阻抗的不同，在谐振器的有效谐振区域的外侧形成高声阻抗材料和低声阻抗材料交替的结构，以限制声波的横向泄露，具有较高的品质因数。具有较高的品质因数。具有较高的品质因数。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振器及滤波器


[0001]本技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种谐振器及滤波器。

技术介绍

[0002]随着无线通信的迅猛发展，无线信号变得越来越拥挤，对工作在射频频段的滤波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能、低成本等新的要求。传统的声表面波谐振器因为频率及承受功率等的限制，无法达到这样的技术指标。薄膜体声波谐振器(FBAR)由于具有CMOS工艺兼容、高品质因数(Q值)、低损耗、低温度系数、高的功率承载能力的特性逐渐成为射频滤波器研究的热点。
[0003]薄膜体声波谐振器的声波分为沿厚度方向的振动模式和横向振动模式，其中，只有满足声波全反射条件的沿厚度方向的振动模式的声波才会被保留下来，横向振动模式的声波将被消耗。横向振动模式的声波造成了声波能量的损失，降低了能量转换效率，增大了FBAR的插入损耗，降低了品质因数Q值。
[0004]现有技术中，通常采取空气桥、边界环、声子晶体等结构提升器件品质因数。但是空气桥和边界环制备工艺复杂，对精度要求较高；而声子晶体结构则位于器件有效区的下方，对减少声波能量的横向泄露效果有限。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种谐振器及滤波器，其制备工艺简单，且能够有效减少声波能量的横向泄露。
[0006]本技术的实施例是这样实现的：
[0007]本技术实施例提供一种谐振器，包括衬底层和依次层叠设置在衬底层上的底电极层、压电层和顶电极层，衬底层和底电极层之间具有第一空腔，第一空腔与空气连通，顶电极层和第一空腔在衬底层上的正投影至少部分重合，压电层上还设有环状结构，环状结构环绕顶电极层设置，环状结构与压电层共同围合形成第二空腔。
[0008]可选地，环状结构包括倾斜部、连接部和反射部，倾斜部的一个边缘与压电层连接、另一边缘与连接部的边缘连接，连接部与压电层分离，反射部的一个边缘与连接部连接、另一边缘与压电层连接。
[0009]可选地，反射部包括至少两个，至少两个反射部同心且间隔设置，相邻的两个反射部、连接部和压电层共同围合形成第三空腔。
[0010]可选地，环状结构的纵截面呈梳齿状。
[0011]可选地，倾斜部与压电层连接的边缘还与顶电极层的边缘连接。
[0012]可选地，反射部的数量为2～5个。
[0013]可选地，反射部的纵截面积为第二空腔的纵截面积的0.5～2倍，反射部的纵截面积为第三空腔的纵截面积的0.5～2倍。
[0014]可选地，环状结构的高度为顶电极层高度的1～3倍。
[0015]可选地，环状结构的宽度为2～100μm。
[0016]本技术实施例还提供一种滤波器，包括如上任意一项的。
[0017]本技术实施例的有益效果包括：
[0018]一种谐振器，包括衬底层和依次层叠设置在衬底层上的底电极层、压电层和顶电极层，衬底层和底电极层之间具有第一空腔，第一空腔与空气连通，顶电极层和第一空腔在衬底层上的正投影至少部分重合，压电层上还设有环状结构，环状结构环绕顶电极层设置，环状结构与压电层共同围合形成第二空腔。上述谐振器，在顶电极层的外侧设置环状结构，环状结构与压电层围合形成第二空腔，利用环状结构自身材料与第二空腔中空气的声阻抗的不同，在谐振器的有效谐振区域的外侧形成高声阻抗材料和低声阻抗材料交替的结构，以限制声波的横向泄露，具有较高的品质因数。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0020]图1为本技术实施例提供的谐振器在第一视角的结构示意图之一；
[0021]图2为本技术实施例提供的谐振器在第二视角的结构示意图；
[0022]图3为本技术实施例提供的谐振器在第一视角的结构示意图之二。
[0023]图标：100
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谐振器；110
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衬底层；120
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底电极层；130
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压电层；140
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顶电极层；150
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环状结构；151
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倾斜部；152
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连接部；153
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反射部；160
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第一空腔；170
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第二空腔；180
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第三空腔；190
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有效谐振区域。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0025]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0027]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理
解为指示或暗示相对重要性。
[0028]应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
[0029]除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振器，其特征在于，包括衬底层和依次层叠设置在所述衬底层上的底电极层、压电层和顶电极层，所述衬底层和所述底电极层之间具有第一空腔，所述第一空腔与空气连通，所述顶电极层和所述第一空腔在所述衬底层上的正投影至少部分重合，所述压电层上还设有环状结构，所述环状结构环绕所述顶电极层设置，所述环状结构与所述压电层共同围合形成第二空腔。2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述环状结构包括倾斜部、连接部和反射部，所述倾斜部的一个边缘与所述压电层连接、另一边缘与连接部的边缘连接，所述连接部与所述压电层分离，所述反射部的一个边缘与所述连接部连接、另一边缘与所述压电层连接。3.根据权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述反射部包括至少两个，至少两个所述反射部同心且间隔设置，相邻的两个反射部、所述连接部和...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗天成，刘炎，刘文娟，蔡耀，孙博文，孙成亮，
申请(专利权)人：武汉敏声新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：