一种薄膜体声波谐振器以及滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种薄膜体声波谐振器以及滤波器。该薄膜体声波谐振器，包括：支撑衬底，所述支撑衬底的一侧开设有空腔；覆盖所述空腔的底电极，所述底电极至少包括中间区域，所述中间区域与所述支撑衬底相互隔离设置；压电层，其位于所述底电极远离所述支撑衬底的一侧；顶电极，其位于所述压电层远离所述支撑衬底的一侧。通过将底电极中的中间区域与支撑衬底相互隔离设置，确保了谐振器的主谐振区域与底部四周的支撑衬底隔离，进而减少了谐振器的主谐振区域与支撑衬底的接触面积，可有效减少谐振器振动能量向衬底的泄露，提高谐振器品质因数Q值。因数Q值。因数Q值。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜体声波谐振器以及滤波器


[0001]本专利技术实施例涉及谐振器
，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器以及滤波器。

技术介绍

[0002]随着5G通信技术的快速发展，这直接导致了对滤波器性能与尺寸的要求越来越高，为了满足高频下滤波器性能需求，基于薄膜体声波谐振器(Film Bulk AcousticResonator，FBAR)的滤波器是当下研究的主流。
[0003]常用的FBAR滤波器是制作在衬底材料上的顶电极
‑
压电层
‑
底电极三明治结构的薄膜器件，FBAR的结构有空腔型、布拉格反射型（SMR）和背面刻蚀型，其中，空腔型结构在工作原理上说可以认为是极度减薄的晶振片，它具有高的工作频率（0.5
‑
30GHz），可以兼容半导体工艺等一系列优点。
[0004]但现有技术空腔型FBAR的设计中，为了保证压电膜的结晶学取向和强度，底电极的尺寸通常会大于空腔的尺寸，这样的设计会导致谐振器与基底的接触面积过大，使得声波能量更容易往基底方向进行泄露，最终导致品质因数Q值的下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种薄膜体声波谐振器以及滤波器，减少了声波能量的泄露，以实现品质因数Q值的提高，从而提升了器件的性能。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种薄膜体声波谐振器，包括：支撑衬底，所述支撑衬底的一侧开设有空腔；覆盖所述空腔的底电极，所述底电极至少包括中间区域，所述中间区域与所述支撑衬底相互隔离设置；压电层，其位于所述底电极远离所述支撑衬底的一侧；顶电极，其位于所述压电层远离所述支撑衬底的一侧。
[0007]可选的，所述中间区域在所述支撑衬底上的垂直投影位于所述空腔在所述支撑衬底的垂直投影内。
[0008]可选的，所述底电极还包括外围区域；所述外围区域环绕所述中间区域并和所述中间区域间隔设置，互不相连。
[0009]可选的，所述底电极的中间区域和外围区域之间填充有压电层。
[0010]可选的，所述底电极的中间区域和外围区域之间的宽度为1
‑
5μm。
[0011]可选的，所述压电层的材料为AlN、AlScN、PZT、ZnO中的一种。
[0012]可选的，所述中间区域在所述支撑衬底上的垂直投影与所述顶电极在所述支撑衬底上的垂直投影重叠设置，构成主谐振区域。
[0013]可选的，所述中间区域包括至少一个连接区域，所述连接区域通过所述外围区域的缺口将所述中间区域引出外围区域；
所述中间区域在所述支撑衬底上的垂直投影与所述顶电极在所述支撑衬底上的垂直投影在所述连接区域之外重叠设置，构成主谐振区域。
[0014]可选的，所述底电极和所述顶电极的材料为Mo、W、Al、Pt、Ti中的一种；所述支撑衬底的材料选自硅衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底、玻璃衬底中的一种。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种滤波器，该滤波器包括第一方面任意实施例所述的薄膜体声波谐振器。
[0016]本专利技术实施例提供的技术方案，通过设置薄膜体声波谐振器包括：支撑衬底，支撑衬底的一侧开设有空腔，覆盖空腔的底电极，底电极至少包括中间区域，中间区域与支撑衬底相互隔离设置，压电层位于底电极远离支撑衬底的一侧，顶电极位于压电层远离支撑衬底的一侧。通过将底电极中的中间区域与支撑衬底相互隔离设置，确保了谐振器的主谐振区域与底部四周的支撑衬底隔离，进而减少了谐振器主谐振区域与支撑衬底的接触面积，有效的减少了声波能量向衬底的的泄露，提高了品质因数Q值，从而提升了器件的性能。
附图说明
[0017]图1为现有技术中薄膜体声波谐振器的剖视结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的立体结构示意图；图3为图2提供的薄膜体声波谐振器沿剖面线A
‑
A
’
的剖视结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种底电极的孤立俯视图；图5为本专利技术实施例提供的另一种底电极的孤立俯视图；图6为现有技术图1所示实施例提供的一种滤波器仿真通带图；图7为本专利技术图3所示实施例提供的一种滤波器仿真通带图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0019]实施例一图1为现有技术中薄膜体声波谐振器的剖视结构示意图。如图1所示，薄膜体声波谐振器包括了支撑衬底1、底电极3、压电层4以及顶电极5。其中，支撑衬底1的一侧开设有空腔2；底电极3设置在支撑衬底1开设有空腔2的一侧；压电层4设置于底电极3远离支撑衬底1的一侧；顶电极5设置于压电层4远离支撑衬底1的一侧。可以看出现有技术中，底电极3在支撑衬底1上的垂直投影是完全覆盖空腔2在支撑衬底1上的垂直投影，压电层4设置在底电极3与顶电极5之间。
[0020]但是，由于薄膜体声波谐振器中的底电极3在支撑衬底1上的垂直投影完全覆盖空腔2在支撑衬底1上的垂直投影，其现有技术在制备过程中，底电极3的尺寸往往会大于空腔2的尺寸，这样的设计会导致谐振器与支撑衬底1的接触面积过大，声波能量更容易往支撑衬底1中进行泄露，从而导致品质因数Q值的下降，滤波器的器件不佳。
[0021]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种薄膜体声波谐振器，该谐振器包括支撑衬底，所述支撑衬底的一侧开设有空腔；覆盖所述空腔的底电极，所述底电极至少包
括中间区域，所述中间区域与所述支撑衬底相互隔离设置；压电层，其位于所述底电极远离所述支撑衬底的一侧；顶电极，其位于所述压电层远离所述支撑衬底的一侧。
[0022]采用上述技术方案，通过将底电极中的中间区域与支撑衬底相互隔离设置，确保了谐振器的主谐振区域与底部四周的支撑衬底隔离，进而减少了谐振器与支撑衬底的接触面积，有效的减少了声波能量的泄露，提高了品质因数Q值，从而提升了器件的性能。
[0023]以上是本专利技术的核心思想，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]图2为本专利技术实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的立体结构示意图；图3为图2提供的薄膜体声波谐振器沿剖面线A
‑
A
’
的剖视结构示意图。如图2
‑
3所示，薄膜体声波谐振器包括：支撑衬底10、底电极30、压电层40以及顶电极50。其中，支撑衬底10的一侧开设有空腔20；底电极30覆盖空腔20设置，底电极30至少包括中间区域301，中间区域301与支撑衬底10相互隔离设置；压电层40设置于底电极30远离支撑衬底10的一侧；顶电极50设置于压电层40远离支撑衬底10的一侧。
[0025]其中，可以理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：支撑衬底，所述支撑衬底的一侧开设有空腔；覆盖所述空腔的底电极，所述底电极至少包括中间区域，所述中间区域与所述支撑衬底相互隔离设置；压电层，其位于所述底电极远离所述支撑衬底的一侧；顶电极，其位于所述压电层远离所述支撑衬底的一侧；所述底电极还包括外围区域；所述外围区域环绕所述中间区域并和所述中间区域间隔设置，互不相连；所述中间区域包括至少一个连接区域，所述连接区域通过所述外围区域的缺口将所述中间区域引出外围区域；所述中间区域在所述支撑衬底上的垂直投影与所述顶电极在所述支撑衬底上的垂直投影在所述连接区域之外重叠设置，构成主谐振区域。2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述中间区域在所述支撑衬底上的垂直投影位于所述空腔在所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建民，杨应田，张瑞珍，王志宏，
申请(专利权)人：迈感微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：