CN102075161A - 声波器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种声波器件及其制作方法，一个或多个串联声波谐振器包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；一个或多个并联声波谐振器包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；一个或多个的串联声波谐振器和一个或多个的并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。制作方法：提供带有牺牲层的基底；在牺牲层上形成多层结构，多层结构包括底部电极和质量负载层；在多层结构上形成压电层；在压电层上形成顶部电极；移除牺牲层以形成空气腔。本发明使声波器件中的质量负载效应与修正过程几乎无关。
Description
技术领域
本发明涉及一种声波器件。特别是涉及一种具有一个或多个声波谐振器的声波器件及其制作方法，这些声波谐振器利用在基底和压电层之间形成的质量负载层来减小修正工序对质量负载效应的影响，并且/或者优化声波器件的特性。
背景技术
移动通信产品，例如移动电话和手持设备，正迅速向小型化和轻便化发展。这样的产品需要射频(RF)滤波器的频率范围大致覆盖0.5GHz～10GHz以保护接收的信号不受干扰影响，其中干扰信号可能来自于同一个手持设备中的发射器或者来自外部形成的非需要信号。这些滤波器必须具有较低的通带插入损耗(通常小于2dB)以达到合适的信噪比。由于薄膜体声波(BAW)谐振器和滤波器具有高品质因数、较高的功率承受能力、低成本的硅片封装技术以及与IC技术的兼容性，使得它们广泛应用于无线移动通信设备中。一个最简单的BAW谐振器结构包括两个金属电极以及夹在两电极间压电材料层，如氮化铝(AlN)、氧化锌(zinc oxide)和压电陶瓷(PZT)。BAW谐振器通常使用声隔离器与支撑基底进行声学隔离，声隔离器可能包括在支撑BAW谐振器的薄膜下方形成的空气腔或者由高、低声阻抗材料交替堆叠形成的声反射镜。
BAW器件的谐振频率主要由各层的厚度决定，其中也包括位于谐振器下方的材料层。迄今为止，可用的沉积设备很难保证材料层厚度的误差容限小于1％。在BAW谐振器的加工过程中，由于在原始晶圆上薄膜沉积的不均匀性会造成谐振频率分布在较宽的范围内(该频率范围可以达到50MHz)，这会导致滤波器不符合指标要求，进而影响器件的良率。因此，通常使用晶圆修正工序：将堆叠层最顶层(如钝化层)的材料移除一定的厚度，从而在整片晶圆上以及不同晶圆之间达到BAW滤波器的预期工作频率，进而提高良率。当AlN和氮化硅(SiN)作为修正层材料时，为了补偿工艺偏差所导致的谐振频率偏差，可能需要去除大于100nm厚度的材料。
图5所示为一个传统的声波器件10，声波器件10的结构包含在基底上形成的串联声波谐振器14和并联声波谐振器15，声波谐振器14和15都分别具有底部电极14a/15a、顶部电极14c/15c、在两个电极之间形成的压电层14b/15b以及在顶部电极14c/15c上形成的钝化层14d/15d。通常，串联和并联声波谐振器的谐振频率相差2％～7％，加到并联声波谐振器15顶部电极15c上的质量负载层使谐振频率偏移到规定值，该值相对于串联谐振器的谐振频率较低。然而，如图6A、图7A和图8A所示，常用的声波器件10的相对质量负载效应随修正层的厚度变化会发生很大的变化，相对质量负载效应是指当施加质量负载时谐振器谐振频率变化的相对值。这个变化会降低滤波器的性能如带宽和插入损耗，如图9A、图9B所示。
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，提供一种在声波器件中压电层下方使用质量负载层的声波器件及其制作方法，这样使得声波器件中的质量负载效应与修正过程几乎无关。
本发明所采用的技术方案是：一种声波器件及其制作方法，声波器件包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，每个串联声波谐振器的结构包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，每个并联声波谐振器的结构包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
其中，所述的一个或多个的串联声波谐振器和所述的一个或多个的并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
所述的基底带有空气腔或者声反射镜，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器位于空气腔或声反射镜上。
所述的质量负载层的厚度范围是5nm～500nm。
所述的一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器的结构都还包括在基底和底部电极之间形成的种子层。
一种声波器件，包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，每个串联声波谐振器包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，每个并联声波谐振器包括在基底上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
其中，所述的一个或多个串联声波谐振器和所述的一个或多个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
所述的基底带有空气腔或声反射镜，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器位于空气腔或声反射镜上面。
所述的质量负载层的厚度范围是5nm～500nm。
所述的每个串联声波谐振器还包括在基底和底部电极之间形成的种子层，每个并联声波谐振器还包括在基底和质量负载层之间形成的种子层。
一种声波器件，包括：
(a)基底；
(b)至少一个并联声波谐振器，其中并联声波谐振器具有与基底相连的底部电极，顶部电极，夹在底部电极和顶部电极之间的压电层，在顶部电极上形成的钝化层，以及质量负载层，其中，质量负载层夹在基底和底部电极之间，或者夹在底部电极和压电层之间。
还包括至少一个串联声波谐振器，所述的串联声波谐振器具有在基底上形成的底部电极、顶部电极、夹在底部电极和顶部电极之间的压电层以及在顶部电极上形成的钝化层。
所述的至少一个串联声波谐振器和至少一个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
所述的质量负载层的厚度范围约为5nm～500nm。
一种声波器件，包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，其中每个声波谐振器包括在基底上形成的第一复合层结构、在第一复合层结构上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，其中每个并联声波谐振器包括在基底上形成的第二复合层结构、在第二复合层结构上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层，其中，所述的第二复合层结构包含质量负载层；
其中，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
所述的第一复合层结构由多个高声阻抗层和低声阻抗层交替堆叠形成，所述的高声阻抗层与低声阻抗层交替沉积。
所述的第二复合层结构由多个高声阻抗层和低声阻抗层交替堆叠形成，所述的高声阻抗层与低声阻抗层交替沉积，这样质量负载层夹在低声阻抗层与高声阻抗层之间，其中所述的高声阻抗层与低声阻抗层相接触。
所述的质量负载层的厚度范围为5nm～500nm。
本发明的声波器件的制作方法，包含下述步骤：
(a)提供带有牺牲层的基底；
(b)在牺牲层上形成多层结构，所述的多层结构包括底部电极和质量负载层；
(c)在多层结构上形成压电层；
(d)在压电层上形成顶部电极；
(e)移除牺牲层以形成空气腔。
所述的多层结构的形成过程包括下述步骤：
(a)在牺牲层上形成种子层；
(b)在种子层上沉积导电材料；
(c)进行剥离工艺从而在沉积的导电材料上形成质量负载层；
(d)运用带有图样的掩膜版；然后
(e)对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极。
所述的剥离工艺包括下述步骤：
(a)在导电材料上施加质量负载层的掩膜版；
(b)沉积质量负载层；
(c)剥离质量负载层。
所述的多层结构的形成过程包括下述步骤：
(a)在牺牲层上形成种子层；
(b)进行剥离工艺从而在种子层上形成质量负载层；
(c)在质量负载层上沉积导电材料；运用带有图样的掩膜版；然后
(d)对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极。
所述的剥离工艺包括下述步骤：
(a)在牺牲层上运用带有图样的掩膜版；
(b)沉积质量负载层；
(c)剥离质量负载层。
还包括在顶部电极上形成钝化层这一步骤。
本发明的声波器件及其制作方法，在声波器件中压电层下方使用质量负载层，声波谐振器利用在基底和压电层之间形成的质量负载层来减小修正工序对质量负载效应的影响，并且/或者优化声波器件的特性。这样使得声波器件中的质量负载效应与修正过程几乎无关。本发明的声波器件的谐振频率在较大频率范围内调整时，谐振器相对质量负载效应几乎保持不变。由本发明的声波器件构成的滤波器的带宽几乎不随修正工艺而变化。
附图说明
附图给出了本发明的一种或多种实例，其连同说明一起来阐释本发明的工作原理。在附图中尽可能使用相同的号码指示相同或类似的部分，其中：
图1是本发明一个实例的声波器件的剖面图；
图2是本发明另一个实例的声波器件的剖面图；
图3是本发明又一个实例的声波器件的剖面图；
图4是本发明一个实例的声波器件的等效电路图；
图5是一种传统声波器件的剖面图；
图6是质量负载效应相对于修正层厚度变化的波形图，A为传统声波器件，B为根据本发明的一个实例得到的声波器件；
图7是质量负载效应相对于修正层厚度变化的波形图，A为传统声波器件，B为根据本发明的另一个实例得到的声波器件；
图8是质量负载效应相对于修正层厚度变化的波形图，A为传统声波器件，B为根据本发明的又一个实例得到的声波器件；
图9是传统声学带通滤波器S参数的蒙特卡洛仿真图，A为滤波器宽带频率响应，B为滤波器在通带附近的频率响应；
图10是根据本发明的一个实例得到的声学带通滤波器S参数的蒙特卡洛仿真图，A为滤波器宽带频率响应，B为滤波器在通带附近的频率响应；
图11是根据本发明的一个实例得到的声波器件的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的声波器件及其制作方法做出详细说明。
通过下面连同附图对该发明的描述，本发明将会变得清晰明了。在不偏离本发明的思想和范围内存在着可能的变化和改动。
本发明将连同参考附图在下文中进行详尽说明，其典型实例也在此展示。尽管本发明有许多不同形式的体现，但本发明不局限于这里所描述的实例。更准确的来说，这些实例的提供是为了使该技术的阐述能够详尽和完全，并能向熟悉此领域的人们充分传达本发明的范围。相同的参考标号始终代表相同的部分。
以下将结合参考附图对该专利进行更为详尽具体的描述。依据本发明的目的，如前面大致论述的，本发明一方面涉及声波器件，例如带通滤波器，该声波器件在并联声波谐振器的压电层下使用质量负载层，从而使声波器件中质量负载效应与修正层厚度的变化几乎无关。
在参考图1中，声波器件100为根据本发明得到的一个实例。声波器件100具有一个或多个串联声波谐振器140以及一个或多个并联声波谐振器150。一个或多个串联声波谐振器140和一个或多个并联声波谐振器150通过梯形结构相耦合，如图4所示，或者通过栅格结构相耦合。声波器件100可以用于带通滤波器、带阻滤波器或者发射/接受双工器中，但又不局限于上述应用范围。
为了说明本发明，在图1中的典型实例中，声波器件100具有一个在基底110上形成的串联声波谐振器140和一个在基底110上形成的并联声波谐振器150。
串联声波谐振器140具有在基底110上形成的底部电极142，在底部电极142上形成的压电层144，在压电层144上形成的顶部电极146，以及在顶部电极146上形成的钝化层149。
底部电极142和顶部电极146可以由相同或不同的金属材料形成，金属材料可以为金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)或钛(Ti)，或是类似材料。压电层144可以由下述材料形成，如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、压电陶瓷(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、铌酸钾(KNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)，但并不局限于这些材料。钝化层149可以由下述材料形成，如氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、类金刚石(DLC)、氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、疏水聚合物(hydrophobic polymer)或类似材料，但并不局限于这些材料。
底电极142、压电层144、顶电极146和钝化层149的厚度范围都大约为5nm～10μm。
如图1所示，并联声波谐振器150具有在基底110上形成的底部电极152，在底部电极152上形成的质量负载层158，在质量负载层158上形成的压电层154，在压电层154上形成的顶部电极156，以及在顶部电极156上形成的钝化层159。
类似的，底部电极152和顶部电极156可以由相同或不同的金属材料形成，金属材料可以为金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)或钛(Ti)，或是类似材料。压电层154可以由下述材料形成，但并不局限于这些材料，如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、压电陶瓷(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、铌酸钾(KNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)。钝化层159可以由下述材料形成，但又不局限于这些材料，如氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、类金刚石(DLC)、氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、疏水聚合物(hydrophobic polymer)或类似材料。
本发明具有较宽的材料选择范围用以形成质量负载层158，包括金属(如Al和Mo)，介质材料(如碳化硅，氧化硅和氮化硅)。在许多情况下，具有低声损耗和高声阻抗的材料如钨、钼、铂、钽、钌、铱、钛钨、氧化钽、氧化锌和碳化硅可被优先选择，这样使质量负载层158相对较薄并且对于电气性能(如品质因数Q)没有负面影响。此外，运用溅射工艺沉积金属材料更为合适，因为这样会得到较好的薄膜均匀性(在晶圆范围内偏差小于0.5％)。
在一个实例中，底部电极152、质量负载层158、压电层154、顶部电极156和钝化层159的薄膜厚度范围都大约是5nm～10μm。质量负载层158适宜的厚度范围是5nm～500nm。
此外，串联声波谐振器140和并联声波谐振器150的结构都还可能包括在基底110和底部电极142/152之间形成的种子层(图中没有显示)。种子层可以由氮化铝(AlN)、氮氧化氯(AlON)、氮化钨(WN)、氮化钛钨(TiWN)、氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)或类似材料形成。
基底110带有空气腔或声反射镜，或是在位于串联声波谐振器140和并联声波谐振器150之下的介质层120中形成空气腔或声反射镜130。
图2中所示的声波器件200为根据本发明得到的另一个实例。与图1中的声波器件100相似，声波器件200包括在基底210上形成的串联声波谐振器240和在基底210上形成的并联声波谐振器250。声波器件200可能包含两个或两个以上串联声波谐振器240以及两个或两个以上并联声波谐振器250，串联与并联声波谐振器通过梯形结构相互耦合，如图4所示，或通过栅格型结构相互耦合。串联声波谐振器240具有在基底210上形成的底部电极242、顶部电极246、夹在底部电极242和顶部电极246之间的压电层244以及在顶部电极246上形成的钝化层249。并联声波谐振器250具有底部电极252、压电层254、顶部电极256、质量负载层258以及钝化层259。然而，质量负载层258在声隔离器230上形成，底部电极252在质量负载层258上形成，压电层254在底部电极252上形成，顶部电极256在压电层254上形成，钝化层259在顶部电极256上形成。
底部电极242/252、顶部电极246/256、压电层244/254、钝化层249/259以及质量负载层258都分别由前面所列举的材料形成，薄膜的厚度约为5nm～10μm。质量负载层258适宜的厚度范围约为5nm～500nm。
图3中所示的声波器件300为根据本发明得到的又一个实例。在这个典型实例中，声波器件300具有在基底310上形成的串联声波谐振器340和在基底310上形成的并联声波谐振器350。声波器件300可能包括两个或两个以上串联声波谐振器340以及两个或两个以上并联声波谐振器350，串联与并联声波谐振器通过梯形结构相互耦，如图4所示，或通过栅格型结构相互耦合。
串联和并联声波谐振器340/350都包括在基底310上形成的第一/第二复合层结构360/370，在复合层结构360/370上形成的底部电极342/352，在底部电极342/352上形成的压电层344/354，在压电层344/354上形成的顶部电极346/356，在顶部电极346/356上形成的钝化层349/359。
如图3所示，每个复合层结构360/370由多个高声阻抗层362/372和低声阻抗层364/374交替沉积而形成。此外，并联声波谐振器350的复合结构370还具有质量负载层358，其夹在低声阻抗层374和与低声阻抗层374相邻的高声阻抗层372之间。在一个实例中，低声阻抗层374与底电极352接触。质量负载层358可以由金属材料形成，如Al或Mo，或由介质材料形成，如碳化硅、氧化硅或氮化硅。较好情况下，具有低声损耗和高声阻抗的材料如钨、钼、铂、钌、铱、钛钨和碳化硅可被优先选择，这样使质量负载层358相对较薄并且对于电气性能(如品质因数Q)没有负面影响。质量负载层358的厚度范围大约是5nm～500nm。
图4所示的是由两个串联声波谐振器：串联-AWR1和串联-AWR2以及两个并联声波谐振器：并联-AWR1和并联-AWR2形成的梯形拓扑结构BAW滤波器。第一串联声波谐振器Series_AWR1耦合到输入节点，第二串联声波谐振器Series_AWR2耦合到输出节点。并联声波谐振器Shunt_AWR1和Shunt_AWR2耦合到地。通常，并联声波谐振器的谐振频率比串联声波谐振器的谐振频率低2％～7％。根据本发明，在并联声波谐振器的基底和压电层之间形成具有特定厚度的附加质量负载层，如图1-3所示，可以将并联声波谐振器的谐振频率降低到目标频率值。
图6、图7、图8所示的是质量负载效应与修正层(即氮化铝)厚度的关系，质量负载层分别位于顶部电极和底部电极上方。修正层通常是声波谐振器的最顶层，并且可作为钝化层。特别地，图6A、图7A和图8A展示了一个传统的并联声波谐振器的质量负载效应与修正层厚度的关系，该声波谐振器具有基底、底部电极、压电层、顶部电极、质量负载层和钝化层(修正层)，各层按次序垂直堆叠在一起，如图5所示。图6B、图7B和图8B展示了本发明的并联声波谐振器在不同修正层厚度下的质量负载效应，该声波谐振器具有基底、在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层，如图1所示。
图6、图7、图8所示的谐振器的质量负载层、底部电极、压电层、顶部电极和钝化层分别由钼、钼、氮化铝、钼和氮化铝组成。在图6、图7、图8中，三条曲线分别对应厚度为30nm、60nm和90nm厚度的质量负载层。对于图6，谐振器的底部电极、压电层和顶部电极的厚度分别为150nm、1048nm和150nm。对于图7，谐振器的底部电极、压电层和顶部电极的厚度分别为300nm、800nm和150nm。对于图8，谐振器的底部电极、压电层和顶部电极的厚度分别为150nm、800nm和300nm。底部电极的厚度分别等于、大于和小于顶部电极。
如前所述，当质量负载层位于顶部电极上方时，其相对质量负载效应随修正层厚度改变具有较大的变化，如图6A、图7A和图8A所示。这个变化降低了滤波器性能如带宽和插入损耗，如图9所示。因此，需要限制修正范围从而使负载效应被控制在能接受的误差容限内并且保持较好滤波器特性。与此相反，如图6B、图7B和图8B所示，当质量负载层位于底部电极上方时，在三种不同情况下其负载效应的变化曲线都几乎是平坦的。进而，如图10所示，滤波器特性不会受到影响。因此，设计质量负载层位于压电层下方的谐振器和滤波器是需要的并且有优势的，这样当谐振频率在较大频率范围内调整时，相对质量负载效应会被严格控制在误差容限内。
带通滤波器由一系列串联声波谐振器和并联谐振器以梯形结构相互电气耦合而形成。加入质量负载层后，并联谐振器表现出比串联谐振器低的谐振频率，由此产生了滤波器的带通特性。滤波器的通带宽度取决于串联和并联谐振器的谐振频率的分离程度。滤波器的中心频率主要由组成谐振器的各个材料层的厚度决定，由于器件制造过程中薄膜沉积的不均匀性会造成中心频率在晶圆片内存在不均匀分布。对滤波器的钝化层进行修正，通过从谐振器上去除一定厚度的钝化层材料可以调节滤波器的中心频率，使其达到预期目标值。采用蒙特卡洛分析，对晶圆上50个滤波器做传输特性仿真，将钼、氮化铝和钝化层的厚度均匀偏差分别设定为1.5％，2％和3％。图9展示了50个滤波器的S参数，其质量负载层沉积在并联谐振器的顶部电极上。进行模拟仿真的滤波器的中心频率最初具有较宽的分布范围，然后通过模拟修正的方式使它们具有相同值。因为每个滤波器中串联谐振频率与并联谐振频率的分离程度不同，所以这些滤波器的通带宽度具有较大变化(达到16MHz)。然而，根据本发明，将质量负载层沉积在谐振器底部电极上，通带宽度的变化可以减小到2MHz，如图10所示，这表明通过在底部电极上面加入质量负载层可以提高串联谐振频率与并联谐振频率的差值的均匀度。
图11所示是根据本发明的一个实例得到的带有质量负载层的声波器件的加工工艺。在此实例中，加工工艺包括下述步骤。步骤S1，提供带有牺牲层的基底。然后，步骤S2，在牺牲层上形成多层结构。多层结构具有底部电极和质量负载层。在一个实例中，多层结构形成过程包括：在牺牲层上形成种子层，在种子层上沉积导电材料，进行剥离工艺从而在沉积的导电材料上形成质量负载层，运用带有图样的掩膜版，对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极，其中剥离工艺包括在导电材料上施加质量负载层的掩膜版，沉积质量负载层，剥离并联谐振器外的质量负载层。在另一个实例中，多层结构形成过程包括：在牺牲层上形成种子层，进行剥离工艺从而在种子层上形成质量负载层，在质量负载层上沉积导电材料，运用带有图样的掩膜版，对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极。
在步骤S3，将压电材料，如氮化铝，沉积在多层结构上以形成压电层。在步骤S4，将由导电材料制作的顶部电极，如钼，沉积在压电层上。然后，通过刻蚀或其他移除方式移除牺牲层，以形成空气腔，如步骤S5所示。此外，加工工艺还包括在顶部电极上形成钝化层这一步骤。
底部电极、质量负载层、压电层、顶部电极和钝化层都具有约5nm～10μm的膜厚度。较好情况下，质量负载层的厚度范围约是5nm～500nm。
根据本发明，上述的并联谐振器的制作过程，也适用于制作具有一个或多个并联谐振器的声波器件。
总体来说，本发明列举了包含一个或多个声波谐振器的声波器件，其中声波谐振器在基底与压电层之间使用质量负载层，从而减小修正过程对质量负载效应的影响，并且/或者优化声波器件的性能。
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。
实例的选择和描述是为了解释该发明的原理和实际应用，以便激励该领域的技术人员使用该发明和各种实例，并根据特定用途进行适当的修改。在不偏离本发明的精神和范围内，应用该领域的技术对实例进行改变是很容易的。因此，本发明的范围由附加权利要求定义，而不是由上述描述和其中讨论的实例决定。
Claims (22)
1.一种声波器件，其特征在于：包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，每个串联声波谐振器的结构包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，每个并联声波谐振器的结构包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
其中，所述的一个或多个的串联声波谐振器和所述的一个或多个的并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
2.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述的基底带有空气腔或者声反射镜，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器位于空气腔或声反射镜上。
3.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述的质量负载层的厚度范围是5nm～500nm。
4.根据权利要求1所述的声波器件，其特征在于，所述的一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器的结构都还包括在基底和底部电极之间形成的种子层。
5.一种声波器件，其特征在于：包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，每个串联声波谐振器包括在基底上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，每个并联声波谐振器包括在基底上形成的质量负载层、在质量负载层上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
其中，所述的一个或多个串联声波谐振器和所述的一个或多个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
6.根据权利要求5所述的声波器件，其特征在于，所述的基底带有空气腔或声反射镜，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器位于空气腔或声反射镜上面。
7.根据权利要求5所述的声波器件，其特征在于，所述的质量负载层的厚度范围是5nm～500nm。
8.根据权利要求5所述的声波器件，其特征在于，所述的每个串联声波谐振器还包括在基底和底部电极之间形成的种子层，每个并联声波谐振器还包括在基底和质量负载层之间形成的种子层。
9.一种声波器件，其特征在于：包括：
(a)基底；
(b)至少一个并联声波谐振器，其中并联声波谐振器具有与基底相连的底部电极，顶部电极，夹在底部电极和顶部电极之间的压电层，在顶部电极上形成的钝化层，以及质量负载层，其中，质量负载层夹在基底和底部电极之间，或者夹在底部电极和压电层之间。
10.根据权利要求9所述的声波器件，其特征在于，还包括至少一个串联声波谐振器，所述的串联声波谐振器具有在基底上形成的底部电极、顶部电极、夹在底部电极和顶部电极之间的压电层以及在顶部电极上形成的钝化层。
11.根据权利要求10所述的声波器件，其特征在于，所述的至少一个串联声波谐振器和至少一个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
12.根据权利要求9所述的声波器件，其特征在于，所述的质量负载层的厚度范围约为5nm～500nm。
13.一种声波器件，其特征在于：包括：
(a)基底；
(b)一个或多个串联声波谐振器，其中每个声波谐振器包括在基底上形成的第一复合层结构、在第一复合层结构上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层；
(c)一个或多个并联声波谐振器，其中每个并联声波谐振器包括在基底上形成的第二复合层结构、在第二复合层结构上形成的底部电极、在底部电极上形成的压电层、在压电层上形成的顶部电极以及在顶部电极上形成的钝化层，其中，所述的第二复合层结构包含质量负载层；
其中，一个或多个串联声波谐振器和一个或多个并联声波谐振器以栅格或梯形结构相互耦合。
14.根据权利要求13所述的声波器件，其特征在于，所述的第一复合层结构由多个高声阻抗层和低声阻抗层交替堆叠形成，所述的高声阻抗层与低声阻抗层交替沉积。
15.根据权利要求13所述的声波器件，其特征在于，所述的第二复合层结构由多个高声阻抗层和低声阻抗层交替堆叠形成，所述的高声阻抗层与低声阻抗层交替沉积，这样质量负载层夹在低声阻抗层与高声阻抗层之间，其中所述的高声阻抗层与低声阻抗层相接触。
16.根据权利要求13所述的声波器件，其特征在于，所述的质量负载层的厚度范围为5nm～500nm。
17.一种声波谐振器的制作方法，其特征在于，包含下述步骤：
(a)提供带有牺牲层的基底；
(b)在牺牲层上形成多层结构，所述的多层结构包括底部电极和质量负载层；
(c)在多层结构上形成压电层；
(d)在压电层上形成顶部电极；
(e)移除牺牲层以形成空气腔。
18.根据权利要求17所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的多层结构的形成过程包括下述步骤：
(a)在牺牲层上形成种子层；
(b)在种子层上沉积导电材料；
(c)进行剥离工艺从而在沉积的导电材料上形成质量负载层；
(d)运用带有图样的掩膜版；然后
(e)对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极。
19.根据权利要求18所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的剥离工艺包括下述步骤：
(a)在导电材料上施加质量负载层的掩膜版；
(b)沉积质量负载层；
(c)剥离质量负载层。
20.根据权利要求17所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的多层结构的形成过程包括下述步骤：
(a)在牺牲层上形成种子层；
(b)进行剥离工艺从而在种子层上形成质量负载层；
(c)在质量负载层上沉积导电材料；运用带有图样的掩膜版；然后
(d)对照掩膜版刻蚀导电材料和种子层以形成底部电极。
21.根据权利要求20所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，所述的剥离工艺包括下述步骤：
(a)在牺牲层上运用带有图样的掩膜版；
(b)沉积质量负载层；
(c)剥离质量负载层。
22.根据权利要求17所述的声波谐振器的加工方法，其特征在于，还包括在顶部电极上形成钝化层这一步骤。
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