CN101908865B - 体波谐振器及其加工方法 - Google Patents
体波谐振器及其加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101908865B CN101908865B CN201010259108.4A CN201010259108A CN101908865B CN 101908865 B CN101908865 B CN 101908865B CN 201010259108 A CN201010259108 A CN 201010259108A CN 101908865 B CN101908865 B CN 101908865B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- acoustic
- layer
- edge
- acoustic mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 15
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 14
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 14
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 claims description 14
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 claims description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 9
- 229920000090 poly(aryl ether) Polymers 0.000 claims description 9
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 234
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 10
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- -1 fluorinated silica (fluorinated silicon dioxide Chemical class 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
一种体波谐振器及其加工方法，声波谐振器：位于基底上或嵌于基底内部的具有第一边缘和第二边缘的声学镜；位于基底上与声学镜的两个边缘充分接触的介电层；位于声学镜上的包含第一末端部、第二末端部、以及位于第一末端部和第二末端部之间的主体部分的第一电极；位于第一电极上的具有主体部、第一末端部、以及第二末端部压电层；位于压电层上具有主体部和第二部分的第二电极，主体部位于压电层的主体部之上，并与第二部分相连，从而使这两部分的连接处位于声学镜的第一边缘和第二边缘之间，并且在第二电极的第二部分与压电层的第一末端部之间形成空气间隙。本发明结构简单，加工方便，能够提高谐振器的品质因数、有效机电耦合系数和抗静电放电能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种体波谐振器。特别是涉及一种能够提高谐振器的品质因数(Q)、有效机电耦合系数和抗静电放电(ESD)能力的体波谐振器及其加工方法。
背景技术
利用压电薄膜在厚度方向的纵向谐振所制成的薄膜体波谐振器，在手机通讯和高速串行数据应用等方面已成为声表面波器件和石英晶体谐振器的一个可行的替代。射频前端体波滤波器／双工器提供优越的滤波特性，例如低插入损耗，陡峭的过渡带，较大的功率容量，较强的抗静电放电(ESD)能力。具有超低频率温度漂移的高频薄膜体波振荡器，其相位噪声低，功耗低且带宽调制范围大。除此之外，这些微型薄膜谐振器在硅衬底上使用CMOS兼容的加工工艺，这样可以降低单位成本，并有利于最终与CMOS电路集成。
体波谐振器包括一个声学镜和两个电极，以及位于这两电极之间的被称作压电激励的压电材料层。也称下部电极和上部电极为激励电极，其作用是引起谐振器各层的机械振荡。声学镜在体波谐振器和基底之间形成声学隔离。
图9是传统的体波谐振器的俯视图。声学镜82是由基底上一系列高声阻抗层与低声阻抗层相间排列而组成的，它的作用是将基底的声阻抗近似转化为空气的声阻抗。大部分的第一电极84要位于声学镜82边界的内侧。在连接的边缘88处，部分顶电极86要跨越底电极84。
可以用有效机电耦合系数
和品质因数(Q)这两个参量来表征薄膜体波谐振器的性能。有效的值越大，射频滤波器的频带就越宽，或者压控谐振器的可调范围就越大。对于谐振器来说很重要的一点就是它所采用的压电层本身就要具有较高的值，并且其极化轴的方向要与膜的厚度方向一致，这样可以使有效
值达到最大。品质因数Q既影响射频滤波器的插入损耗，也影响压控振荡器振动模式的单一性。尽管振荡与多种能耗机制有关，如声学阻尼(材料损耗)、由谐振器边界条件决定的侧面逃逸的波等等，但压电薄膜良好的柱状晶体结构以及C-轴的取向，是影响体波器件性能的首要条件。沉积于电极之上的压电薄膜的晶体结构很大程度上取决于其下面电极的粗糙度和晶体结构。表面光滑且纹理锐利的底层电极是最理想的。沉积压电层时，它会跟随着底层电极的结构纹理，并且在底层电极形貌较尖锐处容易发生断裂，例如在近乎垂直边缘的电极上会产生陡峭的边缘。压电层的断裂会大大降低谐振器的抗静电放电(ESD)能力。
图10是Ruby等人在专利U.S.Pat.No.6,384,697中公开的传统的体波谐振器的俯视图。这种体波谐振器提供了一种支持基底声学谐振的方法。其中声学谐振部分由夹在底电极94和顶电极96间的压电层构成。实际上为了和焊盘或其它电路相连，顶电极96至少要有一边需要延伸到声学镜边界的外侧。底电极94跨越整个谐振腔92，其作用相当于声学镜。这种方法避免了处于自由悬空状态的压电薄膜层的断裂，并提高了谐振器的机械稳定性。但是，沉积在下方的底电极94边缘处的压电层，若产生空隙或断裂，会导致整个谐振器的抗静电放电(ESD)能力变差。当夹在压电层两端的电极与基底相连时，会降低
的有效值。
为了防止压电层产生断裂和空隙，可以将底电极的末端面做成斜面的。图11是底电极末端是斜面的传统体波谐振器的剖视图。体波谐振器包括位于基底1110表面上或嵌于基底1110内部的声学镜1120，压电层1150以及压电层两端的两个电极1140和1160。底电极1140的斜端面1142既可以在声学镜1120的内部也可以在声学镜1120的外部(或是部分在声学镜1120的外部)。底电极1140的斜端面1142一般采用的加工方法是等离子干法刻蚀或湿化学腐蚀。与不被腐蚀的区域相比，被腐蚀的电极，其晶体结构变的较差，并且被腐蚀后的斜端面1142的表面变得更粗糙。如果沉积压电层的斜端面1142的表面较粗糙，那么谐振器的Q值和有效
值会明显的变差。
此外，在Ginsburg等人的专利U.S.Pat.No.6,924,717中表示，在制作具有斜端面的底电极时需要对坡角有很好的控制，并且其加工的复杂性和制作成本都会有所提高(例如，干法刻蚀的时间特别长)。
熟悉薄膜体波谐振器的人们知道横向模式的声能会从谐振器的侧面逸出，并进入到基底中。为了避免产生这些横向模式的声能，需要优化谐振器边缘的声学边界条件。特别是从横跨底电极和顶电极的连接边缘(分别在图9和图11中所示的区域88和1166)处逸出的声能被认为是能量损失的主要来源之一。尽量地减小横向模式与连接边缘88的相互作用非常重要。
因此，上述的诸多缺陷和不足需要得到很好的解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，加工方便的体波谐振器及其加工方法。
本发明所采用的技术方案是：一种声波谐振器，包括如下结构：
(a)基底；
(b)位于基底上或嵌于基底内部的声学镜，所述的声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(c)位于基底上的介电层，所述的介电层与声学镜的两个边缘充分接触；
(d)位于声学镜上的第一电极，所述的第一电极包含第一末端部、第二末端部、以及位于第一末端部和第二末端部之间的主体部分，第一电极至少有一个末端要延伸到介电层之上；
(e)位于第一电极上的压电层，所述的压电层包括有主体部、第一末端部、以及第二末端部，并且所述的两个末端部分别向相反方向延伸到介电层之上；
(f)位于压电层上的第二电极，所述的第二电极包括有主体部和第二部分，所述的主体部位于压电层的主体部之上，并与第二部分相连，从而使这两部分的连接处位于声学镜的第一边缘和第二边缘之间，并且在第二电极的第二部分与压电层的第一末端部之间形成空气间隙。
所述的空气间隙内填充介质材料。
所述的介质材料包括二氧化硅、氮化硅、碳化硅、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石中的一种或多种或是它们的组合。
所述的第二部分包含一个凸桥。
所述的第一电极的第一末端部与第二末端部是斜面状或阶梯状或垂直状。
所述的第一电极的第一末端部超过声学镜的第一边缘并位于介电层之上。
所述的声学镜的第一边缘与第二电极的主体部和凸桥部的交界处之间存在一段距离。
所述的第一电极的第一末端部位于声学镜的第一边缘和第二边缘之间。
所述的第一电极的主体部和第一末端部的连接处，与第二电极的主体部和凸桥部的连接处之间存在一段距离。
本发明所采用的另一种技术方案是：一种声波谐振器，包括如下结构：
(a)具有上表面的基底；
(b)位于基底上或嵌于基底内部的声学镜，所述的声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(c)位于基底上的介电层，所述的介电层与声学镜的第一边缘和第二边缘充分接触；
(d)位于基底和声学镜之上的第一电极，所述的第一电极包含第一末端部和第二末端部，第一末端部越过声学镜第一边缘与第二边缘的其中之一，并位于介电层之上，第二末端部位于声学镜第一边缘和第二边缘之间；
(e)位于第一电极之上的压电层，所述的压电层越过第一电极的第二末端部并位于介电层之上，从而在介电层与压电层之间形成空气间隙；
(f)沉积在压电层之上的第二电极，所述的第二电极有一部分位于声学镜之上，并延伸到第一电极的第二末端部之上。
所述的空气间隙采用介电常数为一恒定值的介质材料来填充。
所述的介质材料包括二氧化硅、氮化硅、碳化硅、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石中的一种或多种或是它们的组合。
本发明的声波谐振器的加工方法，包括有如下步骤：
(a)在基底上或基底内部形成声学镜，声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(b)在基底上形成介电层，使介电层与声学镜的第一和第二边缘充分接触；
(c)在声学镜上形成带有末端部分的第一电极，并且其末端部分越过声学镜并位于介电层之上；
(d)在第一电极和介电层之上形成压电层；
(e)压电层上形成第二电极，第二电极越过第一电极的末端部分，在第一电极的末端部分之上的区域内，第二电极与压电层相互分开。
在形成声学镜的步骤中包括在基底上或基底内部形成起声学镜作用的空腔。
所述的形成空腔包括在基底上形成具有声学镜形状的牺牲层。
所述的形成空腔还包括从基底中去除牺牲层从而形成声学镜。
所述的形成第二电极包括如下过程：
(i)在压电层上沉积牺牲层，这样至少可以使牺牲层覆盖第一电极的末端部分；
(ii)在压电层上沉积第二电极并使第二电极覆盖牺牲层；
(iii)在第一电极末端部分之上的区域内去除掉牺牲层，从而在第二电极与压电层之间就形成了空气间隙。
所述的形成第二电极包括如下过程：
(i)在压电层上沉积第二介电层，从而使第二介电层至少覆盖第一电极的末端部分；
(ii)在压电层和第二介电层上沉积第二电极。
本发明的体波谐振器及其加工方法，结构简单，加工方便。本发明中的各种形式的体波谐振器，在第一电极的斜端面上都存在空气间隙或介电层薄膜，他们位于至少由第一电极和第二电极的其中之一与压电层所构成的区域中，使得由生长特性较差的压电层形成的谐振激励部分将会最小程度地贡献到整个谐振器的电学响应中。因此，用普通的低成本各向同性的湿法刻蚀加工方法来加工第一电极，并不需要为了避免第一电极的突变非连续性而做特殊的考虑。位于第一电极或第二电极与压电层之间的空气间隙或介电层薄膜，会使在压电层阶梯区域内的压降降为最低，从而提高谐振器的Q、
和抗静电放电(ESD)能力。
附图说明
图1A是本发明中的一种形式的体波谐振器的剖视图；
图1B是本发明中的另一种形式的体波谐振器的剖视图；
图2A是本发明中的又一种形式的体波谐振器的剖视图；
图2B是本发明中的又一种形式的体波谐振器的剖视图；
图3是本发明中的一种形式的体波谐振器的剖视图；
图4是本发明中的一种形式的体波谐振器的剖视图；
图5A-5H是图1中所示的体波谐振器的加工过程的剖视图；
图6A-6H是图3中所示的体波谐振器的加工过程的剖视图；
图7A-7H是图4所示的体波谐振器的加工过程的剖视图；
图8是本发明中的叠层体波谐振器的剖视图；
图9是传统体波谐振器的俯视图；
图10是另一种传统的体波谐振器的俯视图；
图11是一种传统的体波谐振器的剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的体波谐振器及其加工方法做出详细说明。
本发明的体波谐振器及其加工方法，一方面涉及到具有改善的和Q值的体波谐振器，这种谐振器提高了
和Q值，从而提高了谐振器的性能并改进了其加工方法。具有提高的
和Q值的体波谐振器，在底电极的斜端面或阶梯边缘处，由具有扭曲的柱状结构的较差压电薄膜形成的谐振激励部分，会最小程度地贡献到整个谐振器的电学响应中，并且扩散到连接处的横向声能也将最小。本发明的一种形式是在斜端面区域内，在两电极之一与压电层之间形成空气间隙或在其中填塞介电层，加入的串联低电容电容器极大地降低了在生长特性较差的压电层区域内的电场强度，这样一方面减少了谐振器在此区域的机电耦合，另一方面，使横向模式与谐振器边缘的相互作用达到最小，从而使从连接边缘逸出而进入到基底中的声能变得最少。介电层可以是如二氧化硅(silicon oxide)、氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon nitride)等合适的介质材料。在一种具体实现形式中，介电层为“低介电常数的介质材料”，例如多孔硅(porous silica)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氟聚合物(fluoro-polymer)、聚对二甲苯(parylene)、聚芳醚(polyarylene ether)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、交联聚苯聚合物(SiLK)、双苯环丁烯(BCB)、氟化二氧化硅(fluorinated silicon dioxide)、碳掺杂氧化物(carbon doped oxide)或者类金刚石(diamond like carbon)。本发明中，“低介电常数的介质材料”指的是介电常数小于二氧化硅介电常数的介质材料。在另一种具体实现形式中，对底电极采用的是普通的低成本各向同性湿法刻蚀的加工方法，并且不需要为了避免底电极的突变非连续性而做特殊的考虑。位于顶电极与压电层之间的空气间隙或是填充于其中的低介电常数的电介质会使压电层在断裂区域的压降达到最低，从而把对Q，和抗静电放电(ESD)能力的负面影响降到最低。还有一种形式是，在声学镜的内部把介电层的末端与电极末端对齐放置，最好是用化学机械抛光(CMP)的方法来制作特别平坦光滑的表面，这样有利于后续的高质量的压电薄膜的生长。
图1A所示的是本发明中第一实施例的一种形式的体波谐振器100A。体波谐振器100A包括基底110和声学镜120，此声学镜120位于基底110的上表面或嵌于基底110的内部。尽管图1A中的声学镜120是由基底110和位于基底110上表面之上的介电层130形成的空腔所构成的，但是任何其它的声学镜结构例如布拉格反射器也同样适用。
体波谐振器100A还包括第一电极140，压电层150和第二电极160。第一电极140沉积在介电层130的上表面，并覆盖声学镜120。所述的第一电极140包含第一末端部、第二末端部、以及位于第一末端部和第二末端部之间的主体部分，第一电极至少有一个末端部分要延伸到介电层之上。可以将第一电极140的第一末端部142刻蚀成斜面，并且该斜端面位于声学镜120的边界122的外面。此外，电极140的第一末端部与第二末端部还可做成斜面状或阶梯状或垂直状，或是其它相似形状的。所述的压电层150包含主体部、第一末端部152、以及第二末端部，并且所述的两个末端部分别向相反方向延伸到介电层130之上；
压电层150的材料包括氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、石英(quartz)、铌酸锂(LiNbO3)、铌酸钾(KNbO3)和钽酸锂(LiTaO3)，但并不局限于以上这些材料。压电层150沉积在第一电极140上，并覆盖介电层130，从而使压电层150在斜端面上形成阶梯形边缘。第二电极160沉积在压电层150之上。第二电极160包括位于压电层150之上的主体部162以及跨于压电层150之上的凸桥部164。第二电极160的主体部162与凸桥部164相连的连接处168位于声学镜120边界的内侧，即在连接处168与声学镜120相应的边界122之间存在一段距离d1。凸桥部164的一端与位于压电层150之上的第二电极160的主体部162相连，另一端跨越第一电极140的边缘，与压电层150相连(即在凸桥部164的边缘169与第一电极140的末端142之间存在一段距离d，从而在凸桥部164与压电层150之间就形成了空气间隙170。在第一电极140的斜端面142上的区域166中，空气间隙170将第二电极160与压电层150隔离开来。在这种形式的体波谐振器中，可以利用普通的低成本各向同性的湿法刻蚀加工方法来加工第一电极140，并不需要为了避免第一电极的突变非连续性而做特殊的考虑。第二电极与压电层间的空气间隙170可以将压电层断裂处的压降降为最低，从而将对谐振器的Q、
和抗静电放电(ESD)能力的负面影响降到最低。
在另一种形式的体波谐振器中，介于凸桥164与压电层150之间，在区域166中起隔离第二电极160与压电层150作用的不是空气间隙170而是填塞于其中的介电层薄膜。加入的这层介电层薄膜极大地降低在压电层150生长特性较差的阶梯区域内的电场强度，从而降低谐振器在此区域的机电耦合系数。介电层可以是如二氧化硅(silicon oxide)、氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon nitride)等合适的介质材料。在谐振器的一种具体实现形式中，介电层为“低介电常数的介质材料”，例如多孔硅(poroussilica)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氟聚合物(fluoro-polymer)、聚对二甲苯(parylene)、聚芳醚(polyarylene ether)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、交联聚苯聚合物(SiLK)、双苯环丁烯(BCB)、氟化二氧化硅(fluorinated silicon dioxide)、碳掺杂氧化物(carbon doped oxide)或者类金刚石(diamond like carbon)。S.J.Martin等人的文章“Development of a Low-dielectric-constant Polymer for theFabrication of Integrated Circuit Interconnect”in Adv.Mater.，2000，12，No.23，pp1769-1778，中提到商用的低介电常数聚合物，现在这种聚合物也可以通过商业途径得到。
图1B是本项发明中第一实施例另一种形式的体波谐振器100B。体波谐振器100B与体波谐振器100A大部分都是相似的，只是前者在区域166中的空气间隙或介电薄膜170位于压电层150和第一电极140之间。
图2A所示的是本发明中第二实施例的一种形式的体波谐振器200A。体波谐振器200A包括：基底210；位于基底210之上或嵌于其内部的声学镜220，声学镜220的第一边缘为222，第二边缘为224；位于基底210之上的介电层230，介电层230与声学镜220的两边缘充分接触；位于声学镜220之上的第一电极240，第一电极240包含第一末端部242、第二末端部、以及它们之间的部分，并且第一末端部242位于声学镜220的第一边缘222与第二边缘224之间；位于第一电极240之上的压电层250，压电层250包含主体部255、第一末端部分252和第二末端部，第一、第二末端部从压电层250的主体部向相反方向延伸到介电层230之上；位于压电层250之上的第二电极260，第二电极260的第一部分主体部262位于压电层250的主体部分255之上，第二电极260的第二部分凸桥部264从主体部262延伸出来，从而使主体部262与凸桥部264的连接处268位于声学镜220的第一边缘222与第二边缘224之间，并且在凸桥部264与压电层250的第一末端部分252之间形成空气间隙270。在第二电极260的凸桥部264的边缘269与第一电极240的末端部分242之间存在一段距离(d)。
与图1A所示的体波谐振器100A相似，体波谐振器200A也是层状结构。但体波谐振器200A的第一电极240的第一末端242在声学镜220边界的内侧，并且第二电极260的主体部262与凸桥部264的连接处268在第一电极240相应的边界的内侧。也就是说在连接处268与第一电极240相应的边界处之间存在一段距离(d2)。凸桥部264的一端与位于压电层上的电极部分主体部262相连，另一端跨过第一电极240与压电层250相连，从而在凸桥部264与压电层250之间形成空气间隙270。在第一电极240的斜端面242之上的区域266中，空气间隙270将第二电极260与压电层250隔离开来，从而使区域266内的谐振激励最小程度地贡献到整个体波谐振器200的电学响应中。
在进一步的实现形式中，介于凸桥部264与压电层250之间，在区域266中起隔离第二电极260与压电层250作用的不是空气间隙270而是填塞于其中的介电层薄膜。加入的这层介电层薄膜极大地降低在压电层250生长特性较差的阶梯区域内的电场强度，从而降低谐振器在此区域的机电耦合系数。介电层薄膜可以是例如二氧化硅(siliconoxide)、氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon nitride)等合适的介质材料。在谐振器的一种具体实现形式中，填塞的介电层薄膜270是“低介电常数的介质材料”，例如多孔硅(porous silica)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氟聚合物(fluoro-polymer)、聚对二甲苯(parylene)、聚芳醚(polyarylene ether)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、交联聚苯聚合物(SiLK)、双苯环丁烯(BCB)、氟化二氧化硅(fluorinatedsilicon dioxide)、碳掺杂氧化物(carbon doped oxide)或者类金刚石(diamond likecarbon)。如前所述，“低介电常数的介质材料”指的是介电常数小于二氧化硅介电常数的介质材料。
图2B所示的是本发明中第二实施例的另一种形式的体波谐振器200B。体波谐振器200B与图2A中的体波谐振器200A是相似的，只是前者在区域266中的空气间隙或压电薄膜270位于压电层250和第一电极240之间。
图3所示的是本发明中第三实施例的一种形式的体波谐振器300。体波谐振器300包含基底310，位于基底310表面上或嵌于其内部的声学镜320。图3中的声学镜是由沉积在基底310上的介电层330所形成的空腔。其它结构的声学镜，例如布拉格反射器，也可以应用在本发明中。第一电极340沉积在介电层330和声学镜320之上，并且第一电极340的末端被刻蚀成斜面342。第一电极340的斜端面位于声学镜320的边界322的内侧。
将第二介电层370沉积在声学镜320和介电层330上。第二介电层370的内端面与第一电极340的斜端面对齐，从而形成平整光滑的表面，这样有利于在第一电极340与第二介电层370的连接处上沉积有良好C-轴取向的压电薄膜。第二介电层370可采用如二氧化硅(silicon oxide)、氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon nitride)等合适的介质材料。最好第二介电层370采用“低介电常数的介质材料”，例如多孔硅(porous silica)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氟聚合物(fluoro-polymer)、聚对二甲苯(parylene)、聚芳醚(polyarylene ether)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、交联聚苯聚合物(SiLK)、双苯环丁烯(BCB)、氟化二氧化硅(fluorinatedsilicon dioxide)、碳掺杂氧化物(carbon doped oxide)或者类金刚石(diamond likecarbon)。如前所述，“低介电常数的介质材料”指的是介电常数小于二氧化硅介电常数的介质材料。
压电层350沉积在第一电极340与第二介电层370之上，这样在第一电极斜端面342之上的区域366中，第二介电层370将压电层350与第一电极340隔离开来。第二电极360沉积在压电层350之上，其中有一部分在声学镜320的上方。
因为在第一电极340斜端面342之上的区域366中，第二介电层370将压电层350与第一电极340隔离开来，所以区域366内的谐振激励会最小程度地贡献到整个体波谐振器300的电学响应中。
图4所示的是本发明中第四实施例的体波谐振器400。体波谐振器400包括基底410，位于基底410表面上或嵌于其内部的声学镜420。尽管图4中的声学镜420是由沉积在基底410上的介电层430形成的空腔420，但任何其它结构的声学镜，例如布拉格反射器也同样适用。沉积在介电层430和声学镜420之上的第一电极440，其末端被刻蚀成斜端面442。另外，第一电极440的斜端面442的边缘448位于声学镜420的边界422的内侧，即在第一电极斜端面的边缘448与声学镜420的相应边界422之间存在一段距离(d3)。
压电层450沉积在第一电极440之上。压电层450跨过第一电极440的斜端面442，将一部分沉积在了介电层430之上，从而在压电层450、第一电极440的斜端面442、声学镜420与介电层430之间形成一个空气间隙470(即，在压电层450末端部452的边缘469与第一电极440的斜端面442的末端部之间存在一段距离d3)。第二电极460沉积在压电层450之上，并且其中有一部分位于声学镜420的上方。
因为在第一电极440的斜端面442之上的区域466中，空气间隙470将压电层450与第一电极440隔离开来，所以区域466内的谐振激励将最小程度地贡献到整个体波谐振器400的电学响应中。
图5A-5H表示的是本发明中第一实施例的体波谐振器100A的工艺流程。除了下面所介绍的加工方法外，可能存在对其进行的变更或者其他多种用于加工体波谐振器100A的加工方法。
在图5A所示的步骤中，利用溅射工艺、化学气相沉积工艺(CVD)、物理气相沉积工艺(PVD)、旋涂工艺或其它合适的工艺，在基底110上沉积一层牺牲层材料，例如二氧化硅(silicon oxide)、多晶硅(poiysilicon)、金属(如锗(germanium)、镁(magnesium)、铝(aluminum)等)、聚合物(polymer)。并利用适当的方法如光刻，将牺牲层的轮廓做成预定形状。
在图5B所示的步骤中，利用溅射工艺、化学气相沉积工艺(CVD)、物理气相沉积工艺(PVD)或其它合适的工艺，在牺牲层180和基底110上沉积一层介电层130。
在图5C所示的步骤中，可以用化学机械抛光(CMP)的方法，去除掉介电层130在牺牲层180之上的部分，从而形成平整光滑的表面以利于之后在其上沉积第一电极140。
在图5D所示的步骤中，利用溅射工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、物理气相沉积(PVD)工艺或其它合适工艺，在牺牲层180上沉积第一电极材料，例如钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(工r)、钛钨(TiW)、铝(Al)或其它类似的材料。第一电极材料需要通过光刻和刻蚀技术来形成第一电极140。例如，可以利用等离子干法刻蚀或湿化学刻蚀工艺来加工第一电极140从而形成为斜端面的第一末端部142。
在图5E所示的步骤中，利用射频磁控溅射等工艺在第一电极140和介电层130上沉积一层压电层150。与其它部分的压电薄膜相比，沉积在第一电极140的第一末端部142之上的阶梯区域中的压电层，其生长特性较差。
在图5F所示的步骤中，利用溅射工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、物理气相沉积(PVD)工艺、旋涂工艺或其它合适的工艺，在压电层上沉积一层牺牲层材料，并用适当的方法例如光刻来形成牺牲层材料的轮廓，从而在第一电极140的第一末端部142上覆盖上牺牲层190。
在图5G所示的步骤中，在压电层和牺牲层190上沉积第二电极材料例如钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)或其它类似的材料，从而形成第二电极层160。
在图5H所示的步骤中，用刻蚀溶液去除掉牺牲层190从而形成图1A所示的空气间隙170。同时牺牲层180也同样被去除，从而形成空气腔，即声学镜120。
或者，在第一电极140的第一末端部142上面的区域中，起隔离第二电极160与压电层150作用的不是空气间隙170而是介电层薄膜。这种形式的谐振器的加工方法，其前几步与图5A-5E所示的步骤相同，但沉积在压电层150之上的，并用光刻和刻蚀技术加工的并不是牺牲层材料而是介质材料，这样就在第一电极140的第一末端部142上形成了介电层190。然后在压电层150和介电层190上沉积第二电极160，从而在第一电极140、压电层150与第二电极160的重叠区域形成谐振器100A的声学谐振部分。
图6A-6H表示的是本发明中的第三种体波谐振器300的工艺流程。
首先，如图6A所示，在基底310上沉积一层牺牲层材料。并利用适当的方法如光刻，将牺牲层材料的轮廓做成预定形状，从而形成牺牲层380。
然后，如图6B所示，在牺牲层380和基底310上沉积介电层330。
随后，如图6C所示，可以用化学机械抛光(CMP)的方法，去除掉介电层330在牺牲层380之上的部分，从而形成平整光滑的表面。
接着，如图6D所示，使用射频磁控溅射的方法在牺牲层380上沉积第一电极材料，并通过光刻和刻蚀技术形成第一电极340。利用如等离子干法刻蚀或湿化学刻蚀工艺来加工第一电极340从而形成斜端面342。第一电极340的末端边缘348在牺牲层380边界的内侧。
然后，如图6E所示，在牺牲层380和介电层330上沉积第二介电层370。使用化学机械抛光(CMP)的方法加工第二介电层370，使其与第一电极340的斜端面342对齐，从而形成平整光滑的表面。第二介电层370可以选用如二氧化硅(silicon oxide)、氮化硅(silicon nitride)、碳化硅(silicon nitride)等合适的介质材料。最好第二介电层370可以包含“低介电常数的介质材料”，例如多孔硅(porous silica)、氟化非晶碳(fluorinated amorphous carbon)、氟聚合物(fluoro-polymer)、聚对二甲苯(parylene)、聚芳醚(polyarylene ether)、氢倍半硅氧烷(HSQ)、交联聚苯聚合物(SiLK)、双苯环丁烯(BCB)、氟化二氧化硅(fluorinated silicon dioxide)、碳掺杂氧化物(carbondoped oxide)或者类金刚石(diamond like carbon)中的一种或两个以上的组合。如前所述，“低介电常数的介质材料”指的是介电常数小于二氧化硅介电常数的介质材料。
随后，如图6F所示，在第一电极340和第二介电层370上沉积压电层350，从而在第一电极340的斜端面342之上的区域，第二介电层370将压电层350与第一电极340隔离开来。
然后，如图6G所示，在压电层350上沉积第二电极材料并通过光刻和刻蚀技术形成第二电极360，第二电极360的一部分位于声学镜320的上方(声学镜320的形成在后面给出)。
最后，如图6H所示，用刻蚀溶液通过释放通道(在图中没有表示)去除掉牺牲层380从而形成空腔，即声学镜320。
图7A一7H表示的是本发明中第四种体波谐振器400的工艺流程。
首先，如图7A所示，在基底410上沉积一层牺牲层材料。并利用适当的方法如光刻，将牺牲层材料的轮廓做成预定形状，从而形成牺牲层480。
然后，如图7B所示，在牺牲层480和基底410上沉积介电层430。
随后，如图7C所示，可以用化学机械抛光(CMP)的方法，将介电层330在牺牲层380之上的部分去除，从而形成平整光滑的表面。
接着，如图7D所示，在介电层430和牺牲层480的表面上沉积第一电极材料，并利用光刻和刻蚀技术形成第一电极440。利用例如等离子干法刻蚀或湿化学刻蚀工艺加工第一电极440从而形成斜端面442。第一电极440的末端边缘448位于牺牲层480边界的内侧。
然后，如图7E所示，在原牺牲层480和介电层430上再沉积一层牺牲层490，牺牲层490的内端面要与第一电极440的斜端面442对齐。
随后，如图7F所示，在第一电极440、牺牲层490和介电层430的表面上沉积压电层450。从而在第一电极440的斜端面442之上的区域中，压电层450通过牺牲层490与第一电极440隔离开来。
接着，如图7G所示，在压电层450上沉积第二电极材料，并利用光刻和刻蚀技术形成第二电极460。第二电极460的一部分位于牺牲层480的上方。
最后，如图7H所示，将牺牲层480去除后形成一空腔，即声学镜420，将另一牺牲层490去除后即形成空气间隙470。在第一电极440的斜端面442之上的区域中，空气间隙470将压电层450与第一电极440隔离开来，从而在该区域中的谐振激励部分将会最小程度地贡献到整个体波谐振器400的电学响应中。
图8所示的是由本发明中的一种体波谐振器所形成的耦合谐振滤波器(CRF)。CRF至少包括两个叠放在一起的声学耦合的体波谐振器，它可以在滤波器中将单一信号转换为平衡信号。这种形式的CRF包括，位于基底810之上的声学镜820，声学镜的第一边缘为822，第二边缘为824；在声学镜820之上的一系列的多层压电结构801、802等等。两个多层压电结构之间(例如801和802之间)用解耦层890来分开。每个多层结构，如801(802)，都包括一个带有斜端面的第一电极840(840′)，一个第二电极860(860′)，以及这两电极之间的压电层850(850′)。每一个多层压电结构中，在第一电极840(840′)的斜端面之上，都存在一个由第一电极或第二电极与压电层所形成空气间隙。解耦层890可以是单层结构也可以是多层结构。在另一种形式的体波谐振器中，空气间隙被介质材料填满，如平整的介电层870，这样有利于在其上生长具有良好C轴取向的压电层850′。此外，在去除牺牲材料从而形成空腔820的步骤中，解耦层中的材料，如SiO2，可能会被刻蚀剂(如氢氟酸)腐蚀或者分离，介电层870可以将解耦层890包裹保护起来。
总之，本发明描述体波谐振器及其加工方法。本发明中的各种形式的体波谐振器，在第一电极的斜端面上都存在空气间隙或介电层薄膜，他们位于至少由第一电极和第二电极的其中之一与压电层所构成的区域中，使得由生长特性较差的压电层形成的谐振激励部分将会最小程度地贡献到整个谐振器的电学响应中。因此，用普通的低成本各向同性的湿法刻蚀加工方法来加工第一电极，并不需要为了避免第一电极的突变非连续性而做特殊的考虑。位于第一电极或第二电极与压电层之间的空气间隙或介电层薄膜，会使在压电层阶梯区域内的压降降为最低，从而提高谐振器的Q、和抗静电放电(ESD)能力。
上述对本发明中几种典型体波谐振器的描述仅仅是为了说明，这些说明不是很详尽，不会限制发明的确切形式。鉴于本发明，可以做出许多修改和变化。
Claims (18)
1.一种声波谐振器，其特征在于，包括如下结构：
(a)基底；
(b)位于基底上或嵌于基底内部的声学镜，所述的声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(c)位于基底上的介电层，所述的介电层与声学镜的两个边缘充分接触；
(d)位于声学镜上的第一电极，所述的第一电极包含第一末端部、第二末端部、以及位于第一末端部和第二末端部之间的主体部分，第一电极至少有一个末端要延伸到介电层之上；
(e)位于第一电极上的压电层，所述的压电层包括有主体部、第一末端部、以及第二末端部，并且所述的两个末端部分别向相反方向延伸到介电层之上；
(f)位于压电层上的第二电极，所述的第二电极包括有主体部和第二部分，所述的主体部位于压电层的主体部之上，并与第二部分相连，从而使这两部分的连接处位于声学镜的第一边缘和第二边缘之间，并且在第二电极的第二部分与压电层的第一末端部之间形成空气间隙。
2.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述的空气间隙内填充介质材料。
3.根据权利要求2所述的声波谐振器，其特征在于，所述的介质材料包括二氧化硅、氮化硅、碳化硅、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石中的一种或多种或是它们的组合。
4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述的第二部分包含一个凸桥。
5.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述的第一电极的第一末端部与第二末端部是斜面状或阶梯状或垂直状。
6.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述的第一电极的第一末端部超过声学镜的第一边缘并位于介电层之上。
7.根据权利要求6所述的声波谐振器，其特征在于，所述的声学镜的第一边缘与第二电极的主体部和凸桥部的交界处之间存在一段距离。
8.根据权利要求1所述的声波谐振器，其特征在于，所述的第一电极的第一末端部位于声学镜的第一边缘和第二边缘之间。
9.根据权利要求8所述的声波谐振器，其特征在于，所述的第一电极的主体部和第一末端部的连接处，与第二电极的主体部和凸桥部的连接处之间存在一段距离。
10.一种声波谐振器，其特征在于，包括如下结构：
(a)具有上表面的基底；
(b)位于基底上或嵌于基底内部的声学镜，所述的声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(c)位于基底上的介电层，所述的介电层与声学镜的第一边缘和第二边缘充分接触；
(d)位于介电层和声学镜之上的第一电极，所述的第一电极包含第一末端部和第二末端部，第一末端部越过声学镜第一边缘与第二边缘的其中之一，并位于介电层之上，第二末端部位于声学镜第一边缘和第二边缘之间；
(e)位于第一电极之上的压电层，所述的压电层越过第一电极的第二末端部并位于介电层之上，从而在介电层与压电层之间形成空气间隙；
(f)沉积在压电层之上的第二电极，所述的第二电极有一部分位于声学镜之上，并延伸到第一电极的第二末端部之上。
11.根据权利要求10所述的声波谐振器，其特征在于，所述的空气间隙采用介电常数为一恒定值的介质材料来填充。
12.根据权利要求11所述的声波谐振器，其特征在于，所述的介质材料包括二氧化硅、氮化硅、碳化硅、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石中的一种或多种或是它们的组合。
13.一种权利要求1所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，包括有如下步骤：
(a)在基底上或基底内部形成声学镜，声学镜包含第一边缘和第二边缘；
(b)在基底上形成介电层，使介电层与声学镜的第一和第二边缘充分接触；
(c)在声学镜上形成带有末端部分的第一电极，并且其末端部分越过声学镜并位于介电层之上；
(d)在第一电极和介电层之上形成压电层；
(e)压电层上形成第二电极，第二电极越过第一电极的末端部分，在第一电极的末端部分之上的区域内，第二电极与压电层相互分开。
14.根据权利要求13所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，在形成声学镜的步骤中包括在基底上或基底内部形成起声学镜作用的空腔。
15.根据权利要求14所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的形成空腔包括在基底上形成具有声学镜形状的牺牲层。
16.根据权利要求15所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的形成空腔还包括从基底中去除牺牲层从而形成声学镜。
17.根据权利要求13所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的形成第二电极包括如下过程：
(i)在压电层上沉积牺牲层，这样至少可以使牺牲层覆盖第一电极的末端部分；
(ii)在压电层上沉积第二电极并使第二电极覆盖牺牲层；
(iii)在第一电极末端部分之上的区域内去除掉牺牲层，从而在第二电极与压电层之间就形成了空气间隙。
18.根据权利要求13所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的形成第二电极包括如下过程：
(i)在压电层上沉积第二介电层，从而使第二介电层至少覆盖第一电极的末端部分；
(ii)在压电层和第二介电层上沉积第二电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010259108.4A CN101908865B (zh) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | 体波谐振器及其加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010259108.4A CN101908865B (zh) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | 体波谐振器及其加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101908865A CN101908865A (zh) | 2010-12-08 |
| CN101908865B true CN101908865B (zh) | 2014-02-12 |
Family
ID=43264209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010259108.4A Active CN101908865B (zh) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | 体波谐振器及其加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101908865B (zh) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102075161B (zh) * | 2011-01-20 | 2013-06-05 | 张�浩 | 声波器件及其制作方法 |
| CN103607178B (zh) * | 2013-09-17 | 2016-10-05 | 诺思（天津）微系统有限公司 | 薄膜体波谐振器及提高其品质因数的方法 |
| JP6371518B2 (ja) * | 2013-12-17 | 2018-08-08 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびその製造方法、フィルタ並びにデュプレクサ |
| CN104253563B (zh) * | 2014-09-24 | 2017-02-22 | 北京工业大学 | 一种提高双稳态悬臂梁压电发电装置发电能力的方法 |
| CN104917476B (zh) * | 2015-05-28 | 2022-04-12 | 苏州汉天下电子有限公司 | 一种声波谐振器的制造方法 |
| CN107437930B (zh) * | 2017-06-30 | 2020-08-25 | 中国科学院半导体研究所 | 体声波谐振器及其底电极的制备方法 |
| CN108233891B (zh) * | 2018-01-31 | 2023-10-27 | 湖北宙讯科技有限公司 | 双工器 |
| CN110166014B (zh) * | 2018-02-11 | 2020-09-08 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及其制造方法 |
| CN109257026A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-22 | 天津大学 | 柔性基底薄膜体声波谐振器及其形成方法 |
| CN111193484A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 天津大学 | 带粗糙面体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN111193485B (zh) * | 2018-11-14 | 2023-10-27 | 天津大学 | 具有粗糙面的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN111342809B (zh) * | 2018-12-18 | 2023-10-24 | 天津大学 | 提高抗静电击穿能力的谐振器及滤波器和电子设备 |
| CN111355463A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 天津大学 | 基于空腔尺寸调整有效机电耦合系数的装置 |
| WO2020133003A1 (zh) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 天津大学 | 包括环形凸起梁檐结构的声学谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN111010108A (zh) * | 2019-03-02 | 2020-04-14 | 天津大学 | 带凹陷和空气翼结构的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111010100A (zh) * | 2019-03-02 | 2020-04-14 | 天津大学 | 压电层带凹陷结构的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111010110A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-04-14 | 天津大学 | 考虑距离的薄膜封装的mems器件组件及电子设备 |
| CN111786653A (zh) * | 2019-04-04 | 2020-10-16 | 中芯集成电路（宁波）有限公司上海分公司 | 体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统 |
| CN111010103A (zh) * | 2019-05-31 | 2020-04-14 | 天津大学 | 带多层突起结构的谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN111010112B (zh) * | 2019-06-04 | 2023-12-15 | 天津大学 | 台阶结构的空隙被部分填充的谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111010119B (zh) * | 2019-08-15 | 2024-01-26 | 天津大学 | 带复合环形结构的谐振器、滤波器及电子设备 |
| US20220407487A1 (en) * | 2019-09-05 | 2022-12-22 | Changzhou Chemsemi Co., Ltd. | Method for forming bulk acoustic wave resonance device |
| CN111162748B (zh) * | 2019-10-23 | 2021-06-01 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 电极具有空隙层的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111313859B (zh) * | 2019-11-29 | 2023-10-27 | 天津大学 | 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN111245400A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-06-05 | 天津大学 | 具有桥部插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN113131896B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-04-30 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法及滤波器 |
| CN113497595B (zh) * | 2020-04-08 | 2023-06-23 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN112039486A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-12-04 | 中芯集成电路（宁波）有限公司上海分公司 | 薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
| CN112039468B (zh) * | 2020-06-16 | 2024-05-03 | 中芯集成电路（宁波）有限公司上海分公司 | 薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
| CN111865258B (zh) * | 2020-08-10 | 2022-04-05 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种声波谐振器的制作工艺及声波谐振器 |
| CN114257196A (zh) * | 2020-09-21 | 2022-03-29 | 中芯集成电路（宁波）有限公司上海分公司 | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 |
| CN114257195A (zh) * | 2020-09-21 | 2022-03-29 | 中芯集成电路（宁波）有限公司上海分公司 | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 |
| WO2022188100A1 (zh) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 天津大学 | 基于压电薄膜换能的石英谐振器以及电子设备 |
| CN118316409B (zh) * | 2024-06-04 | 2024-08-20 | 安徽安努奇科技有限公司 | 异质集成滤波器的制造方法及异质集成滤波器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1472884A (zh) * | 2002-07-30 | 2004-02-04 | ƽ | 具有晶种层的改进的谐振器 |
| CN1705226A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-12-07 | 索尼株式会社 | 薄膜体音响谐振器及薄膜体音响谐振器的制造方法 |
| CN101170303A (zh) * | 2006-10-25 | 2008-04-30 | 富士通媒体部品株式会社 | 压电薄膜谐振器和使用该压电薄膜谐振器的滤波器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006186412A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-13 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器およびその製造方法 |
| JP5161698B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2013-03-13 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振子及びこれを用いたフィルタあるいは分波器 |
-
2010
- 2010-08-20 CN CN201010259108.4A patent/CN101908865B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1472884A (zh) * | 2002-07-30 | 2004-02-04 | ƽ | 具有晶种层的改进的谐振器 |
| CN1705226A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-12-07 | 索尼株式会社 | 薄膜体音响谐振器及薄膜体音响谐振器的制造方法 |
| CN101170303A (zh) * | 2006-10-25 | 2008-04-30 | 富士通媒体部品株式会社 | 压电薄膜谐振器和使用该压电薄膜谐振器的滤波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101908865A (zh) | 2010-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101908865B (zh) | 体波谐振器及其加工方法 | |
| US8692631B2 (en) | Bulk acoustic wave resonator and method of fabricating same | |
| JP4345049B2 (ja) | 薄膜音響共振器及びその製造方法 | |
| US7212082B2 (en) | Method of manufacturing piezoelectric thin film device and piezoelectric thin film device | |
| JP3940932B2 (ja) | 薄膜圧電共振器、薄膜圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| US20210050839A1 (en) | Bulk acoustic wave resonator and manufacturing method therefor | |
| US7802349B2 (en) | Manufacturing process for thin film bulk acoustic resonator (FBAR) filters | |
| JP4636292B2 (ja) | 電子部品及び電子部品の製造方法 | |
| JP5080858B2 (ja) | 圧電薄膜共振器およびフィルタ | |
| US9680439B2 (en) | Method of fabricating acoustic resonator with planarization layer | |
| JP4688070B2 (ja) | 圧電薄膜共振子、圧電薄膜デバイスおよびその製造方法 | |
| JP2007028669A (ja) | 薄膜音響共振器の製造方法 | |
| JP2008301453A (ja) | 薄膜圧電共振器及びこれを用いたフィルタ回路 | |
| JP2005137002A (ja) | 通過帯域幅の制御が可能なスタック形バルク音響共鳴器用帯域フィルタ | |
| JP2000069594A (ja) | 音響共振器とその製作方法 | |
| CN107026627A (zh) | 垂直阵列纳米柱薄膜体声波谐振器及其制备方法和滤波器 | |
| JP2006186412A (ja) | 薄膜圧電共振器およびその製造方法 | |
| JP4441843B2 (ja) | 薄膜音響共振器 | |
| JP5299676B2 (ja) | 圧電薄膜音響共振器およびその製造方法 | |
| CN113193846A (zh) | 一种带混合横向结构特征的薄膜体声波谐振器 | |
| JP2007129776A (ja) | 薄膜圧電共振器、薄膜圧電デバイスおよびその製造方法 | |
| JP4730383B2 (ja) | 薄膜音響共振器及びその製造方法 | |
| JP2005303573A (ja) | 薄膜圧電共振器及びその製造方法 | |
| JP5032370B2 (ja) | 薄膜共振子の製造方法 | |
| JP2018125792A (ja) | バルク弾性波共振器の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170728 Address after: Five street 300462 Tianjin economic and Technological Development Zone Xinye No. 27 Patentee after: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd. Address before: 100026 Beijing City, Chaoyang District Jintai in a 14-5-303 Co-patentee before: Zhang Hao Patentee before: Pang Wei |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| IP01 | Partial invalidation of patent right | ||
| IP01 | Partial invalidation of patent right |
Commission number: 4W104739 Conclusion of examination: The patent right of invention No. 201010259108.4 is valid on the basis of the claim submitted by the patent holder on 2016, 08 or 15. Decision date of declaring invalidation: 20170120 Decision number of declaring invalidation: 31025 Denomination of invention: Body wave resonator and processing method thereof Granted publication date: 20140212 Patentee: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd.|Zhang Hao |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 27 Xinye Fifth Street, Tianjin Binhai New Area Economic and Technological Development Zone, 300462 Patentee after: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd. Address before: 300462 27 new business five street, Tianjin economic and Technological Development Zone Patentee before: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd. |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20240130 Granted publication date: 20140212 |