一种体声波谐振器及其制备方法技术

本公开实施例中提供了一种体声波谐振器及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备


[0001]本专利技术涉及电子通信
，更具体地，涉及一种体声波谐振器及其制备方法
、
滤波器和电子设备
。

技术介绍

[0002]薄膜腔声谐振滤波器
(film bulk acoustic resonator
，
FBAR)
作为射频
(Radio Frequency
，
RF)
前端的核心器件之一，正在受到越来越大的关注，主要是因为
FBAR
滤波器的高功率
、
高带宽以及优异的滚降等性能，可以很好的满足当下对于射频性能的需求
。
特别是和
SAW(surface acoustic wave
，声表面波
)
滤波器相比，
FABR
滤波器的高功率方面有很大的优势，因为
FBAR
属于体声波的纵波传播方式，可以利用
AlN
材料优异的
e33
性能，对声波能量有更好的转化
。
[0003]然而，对于
FBAR
来说，压电层材料和电极材料并非是完美的
Z
轴晶型取向的完美单晶，因此会存在一定的缺陷，从而导致纵波传播过程会耦合出横波
。
如果不对这部分能量进行限制，其就会从横向泄露出去，进而降低谐振器的品质因数
(Q
值
)。
[0004]为了限制能量的横向泄露，提升
FBAR
谐振器的
Q
值，现有技术一般是在压电层的上方制备空气环结构，以及在
FBAR
谐振器的顶电极附近设置边界结构，也就是设置框架结构，以限制谐振器边缘的震动并增加横向声波的反射，从而提升
Q
值
。
空气环结构和框架结构能够限制能量的横向泄露的原因在于：
1、
这些边界结构能够限制谐振器边缘的振动强度；
2、
制备边界结构会改变声学传播路径，特别是对横波来说，横波遇到这些结构后反射到谐振器内部，从而减少泄露
。
[0005]但是，在现有技术中，框架结构只存在一个厚度且是连续的，而且为了能够进一步降低声波的泄露，所以通常制备两层或者两层以上的框架结构来达到提升谐振器的性能
。
但这种方法虽然可以增强对横向声波泄露的抑制，但是会增加制备的成本
。
[0006]因此，期望一种能够在不增加制造成本的基础上降低声波横向泄漏的谐振器
、
滤波器及电子设备
。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本公开实施例提供一种体声波谐振器及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的问题
。
[0008]第一方面，本公开实施例提供了一种体声波谐振器，包括：
[0009]衬底
10
，所述衬底
10
一侧形成有声学镜
19
；
[0010]底电极
12
，形成在所述声学镜
19
上方，并覆盖所述声学镜
19
，其中所述底电极
12
的面向所述声学镜
19
的面是水平的，并且所述底电极
12
下方形成有种子层；
[0011]压电层
13
，形成在所述底电极
12
上方，并覆盖所述底电极
12
；
[0012]顶电极
16
，形成在所述压电层
13
上方，其中
[0013]所述声学镜
19、
所述底电极
12、
所述压电层
13
和所述顶电极
16
在所述体声波谐振
器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域；
[0014]所述体声波谐振器还包括框架结构，形成在所述体声波谐振器的边缘，从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构，所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构
。
[0015]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构在非连接边包括间断式分布的第一多个子框架结构，其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第一多个子框架结构和所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向总宽度为所述体声波谐振器内横波半波长的奇数倍
。
[0016]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构，其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。
[0017]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构，其中所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。
[0018]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构，其中，
[0019]所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，
[0020]所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um
，
[0021]所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，以及
[0022]所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。
[0023]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构位于所述压电层
13
的至少部分上，并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构
。
[0024]根据本公开第一方面的一些实现方式，所述框架结构位于所述顶电极
16
的至少部分上，并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构
。
[0025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，其特征在于，包括：衬底
(10)
，所述衬底
(10)
一侧形成有声学镜
(19)
；底电极
(12)
，形成在所述声学镜
(19)
上方，并覆盖所述声学镜
(19)
，其中所述底电极
(12)
的面向所述声学镜
(19)
的面是水平的，并且所述底电极
(12)
下方形成有种子层；压电层
(13)
，形成在所述底电极
(12)
上方，并覆盖所述底电极
(12)
；顶电极
(16)
，形成在所述压电层
(13)
上方，其中所述声学镜
(19)、
所述底电极
(12)、
所述压电层
(13)
和所述顶电极
(16)
在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域；所述体声波谐振器还包括框架结构，形成在所述体声波谐振器的边缘，从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构，所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构
。2.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构，其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。3.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构，其中所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。4.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构，其中，所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um
，所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为
0.1um
至
10um
，以及所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为
0.1um
至
10um。5.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述框架结构位于所述压电层
(13)
的至少部分上，并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构
。6.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述框架结构位于所述顶电极
(16)
的至少部分上，并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的体声波谐振器，其特征在于，所述体声波谐振器还包括空气环结构
(14)
，形成在所述体声波谐振器的边缘，所述空气环结构
(14)
和所述框架结构或所述顶电极
(16)
配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构，所述空气环结构
(14)
和所述框架结构或所述顶电极
(16)
配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构
。8.
根据权利要求1至6中任一项所述的体声波谐振器，其特征在于，子框架结构的侧面的刻蚀角度
α
为
60
°
至
120
°
。
9.
一种制备体声波谐振器的方法，其特征在于，包括：在衬底
(10)
的一侧形成声学镜
(19)
；在所述声学镜
(19)
上方形成覆盖所述声学镜
(19)
的底电极
(12)
，其中将所述底电极
(12)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：万晨庚，
申请(专利权)人：北京芯溪半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：