一种体声波谐振器及滤波器及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种体声波谐振器以及滤波器，包括：位于衬底一侧表面的反射功能层；反射功能层设置有空腔以及

【技术实现步骤摘要】
一种体声波谐振器及滤波器及制造方法


[0001]本专利技术涉及声波谐振器
，特别是涉及一种体声波谐振器
、
一种滤波器以及一种体声波谐振器的制备方法
。

技术介绍

[0002]一种类型的压电谐振器为体声波谐振器
(BAW)
，所述
BAW
具有尺寸小的优点且适用于集成电路
(IC)
制造工具及技术
。
通常
BAW
包括声堆栈，其主要结构包括安置于两个电极之间的压电材料层
。
在工作时，声波跨越声堆栈实现谐振，其中所述波的谐振频率由声堆栈中的材料确定
。
[0003]BAW
原则上类似于体声谐振器，例如石英，但按比例缩小从而以
GHz
频率谐振
。
由于所述
BAW
具有大约微米的厚度以及数百微米的长度及宽度尺寸，因此
BAW
有益地提供已知谐振器的比较紧凑替代方案
。
体声谐振器仅激发厚度延伸
(TE)
模式，所述厚度延伸
(TE)
模式为在传播方向上具有传播
(k)
向量的纵向机械波
。
所述
TE
模式合意地在压电层的厚度的方向
(
例如，
z
方向
)
上行进
。
[0004]但是，除所要
TE
模式之外，还存在也在声堆栈中产生的横向模式
。
横向模式为具有垂直于
TE
模式方向的
k
向量的机械波
。
这些横向模式在压电材料的面积维度，例如
x、y
方向上行进
。
除了其它不利效应，横向模式还有害地影响
BAW
装置的品质因数
Q。
特定来说，横向模式的能量在
BAW
装置的边缘处损耗
。
此能量损耗为所要纵向模式的能量损耗，且最终使得品质因数
Q
的降级
。
同时，在压电薄膜中传递的声波具体是由顶电极与底电极之间施加的电信号而产生的，而该声波所产生的能量容易泄露到衬底中导致体声波谐振器
Q
值的下降
。
所以如何有效提升体声波谐振器的品质因子是本领域技术人员急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种体声波谐振器，具有较高的品质因子；本专利技术的另一目的在于提供一种滤波器以及一种体声波谐振器的制备方法，具有较高的性能
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种体声波谐振器，包括：
[0007]衬底；
[0008]位于所述衬底一侧表面的反射功能层；所述反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；所述
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；
[0009]位于所述反射功能层背向所述衬底一侧表面的底电极；所述底电极遮蔽所述空腔；
[0010]位于所述底电极背向所述衬底一侧表面的压电薄膜；
[0011]位于所述压电薄膜背向所述衬底一侧表面的顶电极；沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，与所述空腔重叠的区域为工作区，未与所述空腔重叠的区域为无效电容区；所述
DBR
反射区与所述无效电容区交叠，所述顶电极背向所述衬底一侧表面中位于所述工作区内设置有闭环框状凸起，以反射横向传播至所述工作区边界的声波；所述闭
环框状凸起内侧设置有闭环框状凹陷，以减少假性杂波
。
[0012]可选的，所述闭环框状凹陷的外壁与所述闭环框状凸起的内壁相重合
。
[0013]可选的，所述闭环框状凸起与所述闭环框状凹陷使所述工作区激励出的最强模为活塞模
。
[0014]可选的，所述闭环框状凸起的外边缘沿所述空腔内侧壁所在位置设置
。
[0015]可选的，所述反射功能层设置有多个所述空腔，所述空腔背向所述衬底一侧均设置有所述底电极
、
所述压电薄膜以及所述顶电极
。
[0016]可选的，相邻所述空腔之间均设置有所述
DBR
反射区
。
[0017]可选的，位于相邻所述空腔之间的
DBR
反射区设置有间隙
。
[0018]可选的，所述
DBR
反射区中与所述低电极相接触的膜层为低声阻抗层
。
[0019]可选的，所述空腔一侧内壁裸露所述低声阻抗层
。
[0020]本专利技术还提供了一种滤波器，包括如上述任一项所述的体声波谐振器
。
[0021]本专利技术所提供的一种体声波谐振器，包括：衬底；位于衬底一侧表面的反射功能层；反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；位于反射功能层背向衬底一侧表面的底电极；底电极遮蔽空腔；位于底电极背向衬底一侧表面的压电薄膜；位于压电薄膜背向衬底一侧表面的顶电极；沿厚度方向顶电极与底电极重叠的区域中，与空腔重叠的区域为工作区，未与空腔重叠的区域为无效电容区；
DBR
反射区与无效电容区交叠，顶电极背向衬底一侧表面中位于工作区内设置有闭环框状凸起，闭环框状凸起的至少一侧内设置有凹陷，以反射横向传播至工作区边界的声波
。
[0022]通过在功能反射层中设置覆盖无效电容区的
DBR
反射区抑制声波能量从无效电容区向反射功能层泄露，可以有效减少纵向能量的泄露；而通过设置闭环框状凸起调整工作区内截止频率的分布，可以有效抑制横向衍生模式的产生；针对闭环框状凸起产生的假性杂波，通过在凸起内侧设置凹陷，产生对于声波速度的不连续性产生屏障，从而有效增加体声波谐振器整体的品质因子
。
[0023]本专利技术还提供了一种滤波器以及一种体声波谐振器的制备方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述
。
附图说明
[0024]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图
。
[0025]图1为本专利技术实施例所提供的一种体声波谐振器的结构示意图；
[0026]图2为图1的俯视结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例所提供的一种具体的体声波谐振器的结构示意图；
[0028]图4为现有技术中体声波谐振器的史密斯图；
[0029]图5为设置
...

【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；位于所述衬底一侧表面的反射功能层；所述反射功能层设置有空腔以及
DBR
反射区；所述
DBR
反射区中沿厚度方向设置有交替分布的低声阻抗层以及高声阻抗层；位于所述反射功能层背向所述衬底一侧表面的底电极；所述底电极遮蔽所述空腔；位于所述底电极背向所述衬底一侧表面的压电薄膜；位于所述压电薄膜背向所述衬底一侧表面的顶电极；沿厚度方向所述顶电极与所述底电极重叠的区域中，与所述空腔重叠的区域为工作区，未与所述空腔重叠的区域为无效电容区；所述
DBR
反射区与所述无效电容区交叠，所述顶电极背向所述衬底一侧表面中位于所述工作区内设置有闭环框状凸起，所述闭环框状凸起的至少一侧内设置有凹陷，以反射横向传播至所述工作区边界的声波
。2.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述凹陷为闭环框状凹陷
。3.
根据权利要求2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述闭环框状凹陷的外壁与所述闭环框状凸起的内壁相重合
。4.
根据权利要求3所述的体声波谐振器，其特征在于，所述闭环框状凸起与所述闭环框状凹陷使所述工作区激励出的最强模为活塞模
。5.
根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述反射功能层设置有多个所述空腔，所述空腔背向所述衬底一侧均设置有所述底电极
、
所述压电薄膜以及所述顶电极
。6.
根据权利要求5所述的体声波谐振器，其特征在于，相邻所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭波华，李平，王伟，蒋将，杨金铭，胡念楚，贾斌，
申请(专利权)人：麦姆斯通信技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：