本申请公开了一种体声波谐振器及其制备方法，涉及谐振器技术领域，本申请的体声波谐振器的制备方法,包括：提供衬底，并在衬底上界定声反射区域；在声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在凹陷结构内填充牺牲层材料，凹陷结构与衬底形成声子晶体结构；在衬底上沉积金属材料并图案化形成底电极；在底电极上沉积压电材料形成压电层并刻蚀形成与底电极连接的引出孔；在压电层上沉积金属材料并图案化形成顶电极，金属材料还填充引出孔以引出底电极；处理声反射区域形成声反射结构。本申请提供的能够对沿衬底泄露的声波进行有效反射，从而提高体声波谐振器的Q值。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及谐振器，具体而言，涉及一种体声波谐振器及其制备方法。
技术介绍
1、体声波谐振器因其高q值、体积小、可集成化等特点而引起了很多研究关注，并且随着移动通信技术的飞速发展，薄膜体声波谐振器不仅在射频前端中得到大量应用，也在传感器检测应用中表现出很大的潜力。薄膜体声波器件的激励方式主要分为两种，一种是采用厚度场激励模式，两个电极分别在压电基片的两面，电场沿着基片的厚度方向；另一种是采用横向场激励模式，两个电极在压电基片的同一面。在实际应用中，这两种激励模式都会引起压电基片体内的质点产生厚度剪切振动，它产生的声波在基片内传播，属于体声波。
2、厚度场激励模式的体声波谐振器包括三明治结构，具体的，工作区域包括底电极、压电层和顶电极的三明治结构，具体工作原理是通过上电极和下电极施加射频电信号，利用压电层材料的逆压电效应，将电信号转换成薄膜的高频振动，产生声波信号。品质因子(q值)是表征体声波谐振器性能的主要参数之一，代表能量的衰减效率。品质因子越高，代表器件的能量转换效率越高，体声波谐振器的损耗越小。现有技术中提高谐振器q值的手段众多，包括利用框架结构、空气桥结构、空气翼结构、声子晶体等。然而，目前的手段局限于在上电极或压电材料的表面刻蚀/沉积声子晶体结构来实现反射声波的功能。这样只能阻碍声波的横向泄露，不能阻止声波沿衬底泄露。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种体声波谐振器及其制备方法，能够对沿衬底泄露的声波进行有效反射，从而提高体声波谐振器的q值。
>2、本申请的实施例一方面提供了一种体声波谐振器的制备方法,包括：提供衬底，并在衬底上界定声反射区域；在声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在凹陷结构内填充牺牲层材料，凹陷结构与衬底形成声子晶体结构；在衬底上沉积金属材料并图案化形成底电极；在底电极上沉积压电材料形成压电层并刻蚀形成与底电极连接的引出孔；在压电层上沉积金属材料并图案化形成顶电极，金属材料还填充引出孔以引出底电极；处理声反射区域形成声反射结构。3、作为一种可实施的方式，凹陷结构为柱形孔、长条形孔或者两者的组合。
4、作为一种可实施的方式，在声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在凹陷结构内填充牺牲层材料，凹陷结构与衬底形成声子晶体结构时，牺牲层材料与衬底的上表面平齐，或者，牺牲层材料凸出于衬底的上表面,其中底电极、压电层以及顶电极与凹陷结构对应的位置上移。
5、作为一种可实施的方式，牺牲层材料凸出于衬底部分的宽度大于凹陷结构的宽度，宽度为由衬底中心到外周方向上的尺寸。
6、作为一种可实施的方式，提供衬底，并在衬底上界定声反射区域包括：提供绝缘体上硅衬底，绝缘体上硅包括硅衬底以及依次设置于硅衬底上的绝缘层和功能层；刻蚀功能层，在功能层上形成环形槽；在环形槽内填充保护材料形成保护墙，保护墙围合的空间即为声反射区域。
7、作为一种可实施的方式，提供衬底，并在衬底上界定声反射区域包括：提供硅基底，并刻蚀硅基底形成凹槽；在凹槽内填充牺牲材料，牺牲材料占据的空间即为声反射区域。
8、作为一种可实施的方式，处理声反射区域形成声反射结构包括：依次刻蚀顶电极、压电层和顶电极与声反射区域对应的区域形成释放孔；通过释放孔刻蚀声反射区域内的功能层材料或者牺牲材料以形成声反射空腔。
9、作为一种可实施的方式，在处理声反射区域形成声反射结构之后，方法还包括：释放凹陷结构内填充牺牲层材料以使空气与衬底形成声子晶体结构。
10、作为一种可实施的方式，提供衬底，并在衬底上界定声反射区域包括：提供高阻硅衬底，并在高阻硅衬底上交替设置高声阻抗层和低声阻抗层以形成声反射结构；声反射结构的中心区域即为声反射区域。
11、本申请的实施例另一方面提供了一种体声波谐振器，采用上述的体声波谐振器制备而成，包括：衬底以及依次设置于衬底上的底电极、压电层和顶电极，衬底上形成有声反射结构，声反射结构的外周阵列设置有凹陷结构，凹陷结构内填充牺牲层材料或者空气以与衬底形成声子晶体结构。
12、作为一种可实施的方式，声子晶体结构为柱形孔的凹陷结构与衬底形成，和/或，长条形孔的凹陷结构与衬底形成。
13、本申请实施例的有益效果包括：
14、本申请提供的体声波谐振器的制备方法,包括：提供衬底，并在衬底上界定声反射区域；在声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在凹陷结构内填充牺牲层材料，凹陷结构与衬底形成声子晶体结构；在衬底上沉积金属材料并图案化形成底电极；在底电极上沉积压电材料形成压电层并刻蚀形成与底电极连接的引出孔；在压电层上沉积金属材料并图案化形成顶电极，金属材料还填充引出孔以引出底电极；处理声反射区域形成声反射结构。本申请实施例通过在衬底上形成凹陷结构，凹陷结构与衬底具有不同的声反射系数，从而形成声子晶体结构，声子晶体结构能够反射体声波谐振器沿衬底泄露的声波能量，进而能够提高体声波谐振器的q值。
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【技术保护点】
1.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在所述凹陷结构内填充牺牲层材料，所述凹陷结构与所述衬底形成声子晶体结构时，所述牺牲层材料与所述衬底的上表面平齐，或者，所述牺牲层材料凸出于所述衬底的上表面,其中所述底电极、所述压电层以及所述顶电极与所述凹陷结构对应的位置上移。
3.根据权利要求2所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述牺牲层材料凸出于所述衬底部分的宽度大于所述凹陷结构的宽度，所述宽度为由所述衬底中心到外周方向上的尺寸。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底上界定声反射区域包括：
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底上界定声反射区域包括：
6.根据权利要求4或5所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述处理声反射区域形成声反射结构包括：
7.根据权利要求6所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述处理声反射区域形成声反射结构之后，所述方法还包括：
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底上界定声反射区域包括：
9.一种体声波谐振器，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的体声波谐振器制备而成，包括：衬底以及依次设置于所述衬底上的底电极、压电层和顶电极，所述衬底上形成有声反射结构，所述声反射结构的外周阵列设置有凹陷结构，所述凹陷结构内填充牺牲层材料或者空气以与所述衬底形成声子晶体结构。
10.根据权利要求9所述的体声波谐振器，其特征在于，所述声子晶体结构为柱形孔的凹陷结构与衬底形成，和/或，长条形孔的凹陷结构与衬底形成。
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【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述声反射区域的外围的衬底上形成阵列的凹陷结构并在所述凹陷结构内填充牺牲层材料，所述凹陷结构与所述衬底形成声子晶体结构时，所述牺牲层材料与所述衬底的上表面平齐，或者，所述牺牲层材料凸出于所述衬底的上表面,其中所述底电极、所述压电层以及所述顶电极与所述凹陷结构对应的位置上移。
3.根据权利要求2所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述牺牲层材料凸出于所述衬底部分的宽度大于所述凹陷结构的宽度，所述宽度为由所述衬底中心到外周方向上的尺寸。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底上界定声反射区域包括：
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供衬底，并在所述衬底上界定声反射区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，蔡耀，高超，杨婷婷，王雅馨，孙成亮，孙博文，国世上，
申请(专利权)人：武汉敏声新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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