CN103858342A - 体声波谐振器及其制造方法以及使用体声波谐振器的射频装置 - Google Patents

体声波谐振器及其制造方法以及使用体声波谐振器的射频装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种体声波谐振器（BAWR）。所述BAWR可以包括第一电极、设置在第一电极上的压电层以及设置在压电层上的第二电极。在各个方面，第一电极、压电层和第二电极中的至少一个由碳基材料形成。

Description

体声波谐振器及其制造方法以及使用体声波谐振器的射频装置
技术领域
下面的描述涉及一种体声波谐振器（BAWR）。
背景技术
体声波谐振器（BAWR）包括典型地设置在压电层之上和/或之下的电极。响应于施加到电极的高频信号，压电层可以振荡。
BAWR可以用于无线信号传输系统。例如，BAWR可以用在无线通信装置、无线功率发射器、无线传感器的滤波器、发射器、接收器、双工器等中。作为另一示例，BAWR可以用于无线数据的输入和/或输出。
正在对可以确保低功率和高速度的射频（RF）装置展开研究。因此，可以用在此类低功率高速度装置中的BAWR是所期望的。
发明内容
技术方案
在一个方面，提供了一种体声波谐振器（BAWR），其包括设置在空气空腔上的膜、设置在膜上的第一电极、设置在第一电极上的压电层以及设置在压电层上的第二电极，其中，第一电极、压电层和第二电极中的至少一个包括碳基材料。
碳基材料可以包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物。
石墨烯可以设置为单层或多层。
所述BAWR还可以包括设置在第二电极上以保护第二电极免受外部环境影响的保护层。
所述BAWR还可以包括频率温度系数（TCF）补偿层以补偿第一电极、压电层和第二电极的TCF，其中，TCF补偿层包括碳基材料。
TCF补偿层可以设置在膜的下方或第二电极上。
TCF补偿层可以设置在第一电极和膜之间。
所述BAWR还可以包括设置在第一电极与TCF补偿层之间的绝缘层，以隔离第一电极的电特性和TCF补偿层的电特性。
所述BAWR还可以包括设置在第二电极与TCF补偿层之间的绝缘层，以隔离第二电极的电特性和TCF补偿层的电特性。
所述BAWR还可以包括TCF补偿层以补偿第一电极、压电层和第二电极的TCF，其中，TCF补偿层包括碳基材料并且设置在保护层的上方或者下方。
在一个方面，提供了一种包括体声波谐振器（BAWR）的射频（RF）装置，所述RF装置包括第一基底、第一BAWR以及第二BAWR，所述第一BAWR包括形成在第一基底上的第一空气空腔以及层叠在第一空气空腔上的第一下部电极、第一压电层和第一上部电极，所述第二BAWR包括形成在第一基底上的第二空气空腔以及层叠在第二空气空腔上的第二下部电极、第二压电层和第二上部电极，其中，第一下部电极、第一压电层、第一上部电极、第二下部电极、第二压电层和第二上部电极中的至少一个包括碳基材料。
碳基材料可以包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物。
所述RF装置还可以包括第二基底，所述第二基底包括形成在下表面的预定区域上并且连接到第一基底的空气空腔。
所述RF装置还可以包括保护层和封装电极，所述保护层层叠在通孔和第一基底的下方，所述封装电极层叠在保护层的下方。
封装电极可以包括CNT、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物中的至少一种。
所述RF装置还可以包括形成在第一电极上的位置处的通孔，所述位置与第一下部电极的预定区域和第二上部电极的预定区域相对应。
所述RF装置还可以包括封装电极和保护层，所述封装电极层叠在通孔和第一基底的下方，其中，第一基底具有高电阻特性，所述保护层层叠在封装电极的下方。
保护层可以包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物中的至少一种。
在一个方面，提供了一种制造体声波谐振器（BAWR）的方法，所述方法包括：在基底上顺序地层叠氧化硅层、氮化硅层和牺牲层；将牺牲层图案化为对应于空气空腔的形状；在图案化的牺牲层上顺序地层叠氧化硅层、氮化硅层和第一导电层；在第一导电层上图案化第一电极；在第一电极上顺序地层叠压电层和第二导电层；在第二导电层上图案化第二电极；在第二电极上层叠保护层；根据牺牲层的图案化通过移除牺牲层来形成空气空腔；通过蚀刻基底上的位置来形成通孔，所述位置与第一电极的预定区域和第二电极的预定区域相对应，其中，第一导电层、压电层和第二导电层中的至少一种包括碳基材料。
所述方法还可以包括：在通孔下方蒸镀保护层；在保护层下方蒸镀由碳基材料形成的导电层；通过图案化导电层来形成电极焊盘。
所述方法还可以包括在通孔下方蒸镀由碳基材料形成的导电层，其中，所述基底具有高电阻特性；通过图案化导电层来形成电极焊盘。
其他特征和方面可以通过下面的详细描述、附图和权利要求而清楚。
附图说明
图1是示出体声波谐振器（BAWR）的示例的剖视图的图。
图2是示出BAWR的示例的图。
图3是示出BAWR的另一示例的图。
图4是示出BAWR的另一示例的图。
图5是示出BAWR的另一示例的图。
图6是示出BAWR的另一示例的图。
图7是示出BAWR的另一示例的图。
图8是示出BAWR的另一示例的图。
图9是示出BAWR的另一示例的图。
图10是示出包括BAWR的RF装置的示例的剖视图的图。
图11是示出包括BAWR的RF装置的另一示例的剖视图的图。
在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标号应当被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、示出和方便起见，可以夸大这些元件的相对尺寸和描绘。
具体实施方式
提供下面的详细描述来帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的完整理解。因此，本领域普通技术人员可以了解这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物。另外，为了增加清楚性和简要性，可以省略对公知的功能和构造的描述。
在无线通信装置中，BAWR可以用作滤波器、发射器、接收器和双工器等，用于无线数据的输入和输出。无线装置的种类数正在增多，因此，可以应用BAWR的许多领域正在扩张。例如，BAWR可以被包括在诸如移动电话、计算机、平板电脑、传感器、以及器具等的终端中。
BAWR可以利用谐振诱发预定频率的振荡或波。例如，BAWR可以用作诸如滤波器和振荡器的射频装置（RF）中的组件。
在各种示例中，BAWR可以通过空气空腔悬浮于基底上方以改善声波的反射特性。对于具有频率带通特性的BAWR而言，多个谐振器可以设置在一个平面上，并且这些谐振器可以连接到共电极，以改善频带范围内的反射特性或传输特性。
用于BAWR电极的材料可以具有高声波传播速度、低电阻、在热特性方面的轻微变化等。因此，诸如钼（Mo）、钌（Ru）、金（Au）等的金属可以用于电极。
例如，包括在BAWR中的电极可以根据BAWR的设计频率和特性而被制造成几千埃的厚度。随着电极厚度的增大，电阻减小。然而，随着声波传播速度的增加，功率损失会后续地增加。如果BAWR的环境改变，则包括电极的每个层的物理性质会改变，因此热特性会劣化。
BAWR可以利用电极、压电层以及频率温度系数（TCF）补偿层。在此的各方面，电极、压电层和TCF补偿层的一个或更多个可以由碳基材料形成。例如，碳基材料可以包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物等。
图1示出BAWR的示例的剖视图。
参照图1，BAWR包括体声波谐振单元110、空气空腔120、压电层131、通孔161、通孔163以及基底170。
在本示例中，体声波谐振单元110包括第一电极112、压电层113以及第二电极114。压电层113设置在第一电极112与第二电极114之间。BAWR110可以根据施加到第一电极112和第二电极114的信号使压电层113能够谐振，以产生谐振频率和反谐振频率。
体声波谐振单元110可以利用压电材料的声波。例如，如果对压电材料施加RF信号，则在压电膜的厚度的方向上可以发生机械振荡，从而可以产生声波。例如，压电材料可以包括氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）和石英等。
当施加的RF信号的波长的一半等于压电膜的厚度时，可以发生谐振。响应于谐振的发生，BAWR的电阻抗会急剧增大。在本示例中，BAWR可以用作滤波器来选择频率。例如，可以根据压电膜的厚度、包围压电膜的电极以及压电膜的固有弹性波速等来确定谐振频率。谐振频率可以随着压电膜的厚度变薄而增大。
在此的各方面，第一电极112、压电层113和第二电极114中的至少一个可以由碳基材料形成。例如，第一电极112、压电层113以及第二电极114中的至少一个可以包括CNT、石墨烯、CNT化合物、石墨烯化合物等。石墨烯可以用作单层或多层。
作为示例，第一电极112可以由碳基材料形成，或者可以由诸如ZnO、AlN和石英等的材料形成。第二电极114可以由例如Mo、Ru、Al、铂（Pt）、钛（Ti）、钨（W）、钯（Pd）、铬（Cr）和镍（Ni）等的金属形成。
CNT可以包括碳原子以六边形排列来彼此连接的三维（3D）蜂窝状结构，并且该结构由具有在原子单位长度范围内的厚度并具有高导电性和高机械强度的膜形成。
作为另一示例，石墨烯可以包括碳原子以六边形排列来彼此连接的二维（2D）蜂窝状结构，并且该结构由具有在原子单位长度范围内的厚度的膜形成。
再次参照图1，第一电极112设置在膜111上。膜111设置在空气空腔120上。在本示例中，膜111可以保持空气空腔120的形状。膜111支撑体声波谐振单元110的结构。
从体声波谐振单元110产生的声波的反射可以通过空气空腔120的使用而得以改善。例如，由于空气空腔120的阻抗实际上是无穷大的，所以声波不会在空气空腔120内消失因而可以停留在体声波谐振单元110内。
空气空腔120可以通过例如蚀刻形成在基底170内部，或者可以利用被图案化为与空气空腔120的形状对应的牺牲层形成在基底170上。
体声波谐振单元110还包括保护层115。保护层115设置在第二电极114上，从而保护第二电极114免于暴露到外部环境。保护层115可以由绝缘材料形成。绝缘材料的示例包括氧化硅基材料、氮化硅基材料、AlN基材料等。保护层115可以用于调节谐振频率。
另一保护层131可以用来防止基底170在产生空气空腔120的工艺期间被损坏。例如，空气空腔120可以通过经释放孔（未示出）注入的气体来移除牺牲层而形成。在本示例中，保护层131可以防止基底170被注入的气体所损坏。
通孔161和通孔163分别形成在基底170的区域。通孔161可以穿透基底170并且可以用作第一电极112连接到外部电极的路径。第一电极112可以通过层叠在通孔161上的导电层141连接到外部电极。例如，第一电极112可以通过导电层141的电极焊盘151连接到外部电极。可以从外部电极向第一电极112施加外部信号。因此，从第一电极112输出的信号可以通过电极焊盘151传输到外部电极。
通孔163可以穿透基底170并且可以用作第二电极114连接到外部电极的路径。第二电极114可以通过层叠在通孔163上的导电层143连接到外部电极。例如，第二电极114可以通过导电层143的电极焊盘153连接到外部电极。可以从外部电极向第二电极114施加信号。因此，从第二电极114输出的信号可以通过电极焊盘153传输到外部电极。
在各种示例中，基底170可以由硅或多晶硅形成。
保护层133可以形成为在导电层141上的绝缘材料，从而仅仅使电极焊盘151的预定区域暴露到外部环境。保护层135可以形成为在导电层143上的绝缘材料，从而仅仅暴露电极焊盘153的预定区域。例如，导电层141、导电层143、保护层133和保护层135中的至少一个可以由碳基材料形成。
BAWR制造方法可以在基底170上顺序地层叠氧化硅膜、氮化硅膜以及牺牲层。用于牺牲层的牺牲材料可以包括多晶硅和聚合物。氧化硅膜和氮化硅膜可以用于形成保护层131。
BAWR制造方法可以将牺牲层图案化为与空气空腔120的形状相对应。例如，空气空腔120的形状可以根据BAWR的特性来设定。
BAWR制造方法可以在图案化的牺牲层上顺序地层叠氧化硅膜、氮化硅膜以及第一导电层。这里，氧化硅膜和氮化硅膜可以用于形成膜111。在本示例中，碳基材料可用于形成第一导电层。
BAWR制造方法可以在第一导电层上图案化第一电极112。BAWR制造方法可以在第一电极112上顺序地层叠压电层113和第二导电层。在本示例中，碳基材料可以用于形成压电层113或第二导电层。BAWR制造方法可以在第二导电层上图案化第二电极114。BAWR制造方法可以在第二电极114上层叠保护层115。
作为另一示例，BAWR制造方法可以根据牺牲层的图案化通过释放孔的使用来移除牺牲层而形成空气空腔120。
BAWR制造方法可以蚀刻基底170的下表面上的位置，所述位置与第一电极112的预定区域和第二电极114的预定区域相对应，并且BAWR制造方法可以形成通孔161和通孔163。因此，可以将第一电极112和第二电极114连接到外部电极。
BAWR制造方法可以在通孔161和通孔163下方蒸镀保护层133和135，并且可以在保护层131下方蒸镀由碳基材料形成的导电层141和143。BAWR制造方法可以图案化导电层141和143，从而分别形成电极焊盘151和153。
BAWR制造方法可以分别在导电层141和143下方蒸镀保护层133和135。当基底170具有高谐振特性时，BAWR制造方法可以分别在通孔161和163下方蒸镀由碳基材料形成的导电层141和143。随后，BAWR制造方法可以图案化导电层141和143，从而分别形成电极焊盘151和153。
在各种示例中，当基底170由多晶硅形成时，基底170可以具有高谐振特性。
图2示出BAWR的示例。
如在此描述的，TCF表示在使用BAWR的温度范围内谐振频率的变化。如果TCF的值接近于零，则频率的变化可以忽略。
参照图2，BAWR包括TCF补偿层210、保护层220、第二电极230、压电层240、第一电极250、膜260以及TCF补偿层270。
在本示例中，TCF补偿层210和TCF补偿层270可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层210可由CNT形成，TCF补偿层270可由CNT化合物形成。TCF补偿层210和TCF补偿层270可以补偿保护层220、第二电极230、压电层240、第一电极250和/或膜260的TCF。例如，第二电极230、压电层240以及第一电极250中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层210和TCF补偿层270可以平衡第二电极230、压电层240、第一电极250和膜260的TCF。例如，TCF补偿层可以使BAWR的TCF能够接近于零。例如，TCF补偿层可以补偿BAWR的电极、压电层和膜等的TCF，使得BAWR具有近似零的整体TCF。
在图2的示例中，TCF补偿层210设置在保护层220上。作为另一示例，TCF补偿层210可以设置在保护层220的下方。参照图2，TCF补偿层270设置在膜260下方。然而，TCF补偿层270可以设置在膜260上方。
图3示出BAWR的另一示例。
参照图3，BAWR包括TCF补偿层310、第二电极320、压电层330、第一电极340、膜350以及TCF补偿层360。
例如，TCF补偿层310和TCF补偿层360可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层310可以由石墨烯形成，TCF补偿层360可以由石墨烯化合物形成。TCF补偿层310和TCF补偿层360可以补偿第二电极320、压电层330、第一电极340和/或膜350的TCF。例如，第二电极320、压电层330以及第一电极340中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层310和TCF补偿层360可以平衡第二电极320、压电层330、第一电极340和膜350的TCF。例如，TCF补偿层可以使BAWR的TCF能够接近于零。
尽管图3示出了TCF补偿层310设置在第二电极320上方，但TCF补偿层310可以设置在第二电极320下方。尽管图3示出了TCF补偿层360设置在膜350下方，但TCF补偿层360可以设置在膜350上方，或者可以设置在第一电极340上方。
图4示出了BAWR的另一示例。
参照图4，BAWR包括保护层410、第二电极420、压电层430、第一电极440、TCF补偿层450以及膜460。
例如，TCF补偿层450可以由碳基材料形成。例如，TCF补偿层450可以由石墨烯化合物形成。TCF补偿层450可以补偿第二电极420、压电层430、第一电极440和/或膜460的TCF。例如，第二电极420、压电层430以及第一电极440中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层450可以被包括在构成BAWR的材料层之间。作为另一示例，TCF补偿层450可以形成为与构成BAWR的材料层接触，从而针对保护层410、第二电极420、压电层430、第一电极440和膜460的TCF进行平衡。因此，BAWR的TCF可以接近于零。
尽管图4示出了TCF补偿层450设置在膜460上方，但是TCF补偿层450可以设置在保护层410的上方或下方、设置在第二电极420的上方或下方、设置在压电层430的上方或下方、设置在第一电极440的上方或下方，或者设置在膜460下方。
图5示出了BAWR的另一示例。
参照图5，BAWR包括TCF补偿层510、第二电极520、压电层530、第一电极540、TCF补偿层550以及膜560。
例如，TCF补偿层510和TCF补偿层550可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层510可以由CNT形成，TCF补偿层550可以由石墨烯形成。TCF补偿层510和TCF补偿层550可以补偿第二电极520、压电层530、第一电极540和/或膜560的TCF，并且第一电极540可以由碳基材料形成。
TCF补偿层510和TCF补偿层550可以平衡第二电极520、压电层530、第一电极540和膜560的TCF，并且因此可以使BAWR的TCF能够接近于零。
尽管图5示出了TCF补偿层510设置在第二电极520上方，但是TCF补偿层510可以设置在第二电极520下方。尽管图5示出了TCF补偿层550设置在膜560上方，但是TCF补偿层550可以设置在膜560下方，或者可以设置在第一电极540上方。
图6示出了BAWR的另一示例。
参照图6，BAWR包括保护层610、TCF补偿层620、第二电极630、压电层640、第一电极650、膜660以及TCF补偿层670。
例如，TCF补偿层620和TCF补偿层670可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层620可以由石墨烯形成，TCF补偿层670可以由CNT化合物形成。
TCF补偿层620和TCF补偿层670可以补偿保护层610、第二电极630、压电层640、第一电极650和/或膜660的TCF。在本示例中，第二电极630、压电层640以及第一电极650中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层620和TCF补偿层670可以平衡第二电极630、压电层640、第一电极650和膜660的TCF，并且因此可以使BAWR的TCF能够接近于零。
尽管图6示出了TCF补偿层620设置在保护层610下方，但TCF补偿层620可以设置在保护层610上方。尽管图6示出了TCF补偿层670设置在膜660下方，但TCF补偿层670可以设置在膜660上方。
图7示出BAWR的另一示例。
参照图7，BAWR包括保护层710、TCF补偿层720、绝缘层730、第二电极740、压电层750、第一电极760、TCF补偿层770以及膜780。
例如，TCF补偿层720和TCF补偿层770可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层720可以由石墨烯化合物形成，TCF补偿层770可以由CNT化合物形成。
当TCF补偿层720因施加的RF信号而具有导体的电特性时，TCF补偿层720可能会影响第二电极740。在本示例中，绝缘层730设置在第二电极740与TCF补偿层720之间，从而隔离第二电极740的电特性和TCF补偿层720的电特性。绝缘层730可以由氧化硅基材料、氮化硅基材料、氮化铝基材料等形成。
TCF补偿层720和TCF补偿层770可以补偿保护层710、第二电极740、压电层750、第一电极760和/或膜780的TCF。在本示例中，第二电极740、压电层750以及第一电极760中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层720和TCF补偿层770可以平衡第二电极740、压电层750、第一电极760和膜780的TCF，并且因此可以使BAWR的TCF能够接近于零。
尽管图7示出了TCF补偿层720设置在保护层710下方，但TCF补偿层720可以设置在保护层710上方。尽管图7示出了TCF补偿层770设置在膜780上方，但TCF补偿层770可以设置在膜780下方。
图8示出BAWR的另一示例。
参照图8，BAWR包括保护层810、TCF补偿层820、第二电极830、压电层840、第一电极850、绝缘层860、TCF补偿层870以及膜880。
例如，TCF补偿层820和TCF补偿层870可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层820可以由石墨烯形成，TCF补偿层870可以由CNT形成。TCF补偿层820和TCF补偿层870可以补偿第二电极830、压电层840、第一电极850和/或膜880的TCF。在本示例中，第二电极830、压电层840以及第一电极850中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层820和TCF补偿层870可以平衡第二电极830、压电层840、第一电极850和膜880的TCF，并且因此可以使BAWR的TCF能够接近于零。
当TCF补偿层870具有导体的电特性时，TCF补偿层870可能会影响第一电极850。因此，绝缘层860可以设置在第一电极850和TCF补偿层870之间，并且可以隔离第一电极850的电特性和TCF补偿层870的电特性。绝缘层860可由氧化硅基材料、氮化硅基材料、AlN基材料形成。
尽管图8示出了TCF补偿层820设置在保护层810下方，但是TCF补偿层820可以设置在保护层810上方。尽管图8示出了TCF补偿层870设置在膜880上方，但TCF补偿层870可以设置在膜880下方。
图9示出BAWR的另一示例。
参照图9，BAWR包括保护层910、TCF补偿层920、第二电极930、压电层940、第一电极950、TCF补偿层960以及膜970。
例如，TCF补偿层920和TCF补偿层960可以由碳基材料形成。作为示例，TCF补偿层920可以由石墨烯形成，TCF补偿层960可以由CNT化合物形成。TCF补偿层920和TCF补偿层960可以补偿保护层910、第二电极930、压电层940、第一电极950和/或膜970的TCF。在本示例中，第二电极930、压电层940以及第一电极950中的至少一个可以由碳基材料形成。
TCF补偿层920和TCF补偿层960可以平衡第二电极930、压电层940、第一电极950和膜970的TCF，并且因此可以使BAWR的TCF能够接近于零。
尽管图9示出了TCF补偿层920设置在保护层910下方，但是TCF补偿层920可以设置在保护层910上方。尽管图9示出了TCF补偿层960设置在膜970上方，但TCF补偿层960可以设置在膜970下方。
图10示出包括BAWR的RF装置的示例的剖视图。
参照图10，RF装置包括第一BAWR1011、第二BAWR1013、第一基底1060、第二基底1050、通孔1041以及通孔1043。
包括第一BAWR1011和第二BAWR1013的RF装置可以作为滤波器、振荡器、双工器、发射器、接收器等来工作。
第一BAWR1011包括层叠在第一空气空腔1021上的第一下部电极、第一压电层和第一上部电极。例如，第一空气空腔1021可以设置在第一基底1060上方。在各个方面，第一下部电极、第一压电层以及第一上部电极中的至少一个可以由碳基材料形成。碳基材料可以包括CNT、石墨烯、CNT化合物和石墨烯化合物等中的至少一种。石墨烯可以用作单层或多层。
作为示例，第一下部电极和第一上部电极可以由石墨烯形成，第一压电层可以由ZnO、AlN、石英等形成。
第二BAWR1013包括层叠在第二空气空腔1023上的第二下部电极、第二压电层和第二上部电极。第二空气空腔1023可以设置在第一基底1060上方。在各个方面，第二下部电极、第二压电层以及第二上部电极中的至少一个可以由碳基材料形成。
通孔1041和通孔1043可以形成在第一基底1060上。通孔1041可以穿透第一基底1060，并且可以成为第一下部电极连接到外部电极的路径。保护层1071可以层叠在通孔1041和第一基底1060的下面。保护层1071可以在产生通孔1041的工艺期间保护第一基底1060。第一下部电极可以通过层叠在保护层1071上的封装电极1031连接到外部电极。
通孔1043可以穿透第一基底1060，并且可以成为第二下部电极连接到外部电极的路径。保护层1071可以层叠在通孔1043和第一基底1060的下方。保护层1071可以在产生通孔1043的工艺期间保护第一基底1060。第二下部电极可以通过层叠在保护层1071上的封装电极1033连接到外部电极。例如，封装电极1031和封装电极1033可以由碳基材料形成。
第二基底1050可以包括形成在第二基底1050的下表面的预定区域上的空气空腔。在本示例中，第二基底1050的空气空腔足够大使得可以在其中容纳第一BAWR1011和第二BAWR1013。第二基底1050可以利用键合金属1051和键合金属1053来与第一基底1060接触。
图11示出包括BAWR的RF装置的另一示例的剖视图。
参照图11，RF装置包括第一BAWR1111、第二BAWR1113、第一基底1160、第二基底1150、通孔1141以及通孔1143。例如，RF装置可以作为利用第一BAWR1111和第二BAWR1113的无线通信装置的组件来工作。
第一BAWR1111包括层叠在第一空气空腔1121上的第一下部电极、第一压电层和第一上部电极。第一空气空腔1121可以设置在第一基底1160上。在各个方面，第一下部电极、第一压电层以及第一上部电极中的至少一个可以由碳基材料形成。例如，碳基材料可以包括CNT、石墨烯、CNT化合物和石墨烯化合物等中的至少一个。石墨烯可以用作单层或多层。
作为示例，第一下部电极和第一上部电极可以由CNT形成，第一压电层可以由ZnO、AlN、石英等形成。
第二BAWR1113包括层叠在第二空气空腔1123上的第二下部电极、第二压电层和第二上部电极。第二空气空腔1123设置在第一基底1160上。在各个方面，第二下部电极、第二压电层以及第二上部电极中的至少一个可以由碳基材料形成。
通孔1141和通孔1143分别形成在第一基底1160的预定区域上。这里，第一基底1160可以是具有高电阻特性的基底。
通孔1141可以穿透第一基底1160，并且可以成为第一下部电极连接到外部电极的路径。因为在产生通孔1141的工艺期间不会损坏第一基底1160，所以在第一基底1160具有高电阻特性的示例中，可以不层叠保护层。第一下部电极可以通过层叠在导电层上的封装电极1131连接到外部电极。
通孔1143可以穿透第一基底1160，并且可以成为第二下部电极连接到外部电极的路径。因为第一基底1160具有高电阻特性，所以第二下部电极可以通过层叠在导电层上的封装电极1133连接到外部电极。
在本示例中，保护层1171和保护层1173分别层叠在导电层的下方，从而保护导电层免受外部环境的影响。例如，保护层1171和保护层1173可以由碳基材料形成。另外，封装电极1131和封装电极1133可以由碳基材料形成。
第二基底1150包括形成在第二基底1150下表面上的空气空腔。第二基底1150的空气空腔足够大使得可以将第一BAWR1111和第二BAWR1113容纳在第二基底1150中。第二基底1150可以利用键合金属1151和键合金属1153与第一基底1160接触，第二基底1150处于晶片状态。
在各个方面，BAWR包括由碳基材料形成的电极，因此可以改善RF装置的能量损失、热特性以及BAWR的质量因子。
在各个方面，BAWR包括由碳基材料形成的压电层或TCF补偿层，因此可以减小BAWR的尺寸并且可以改善热特性。
在各个方面，电极的厚度可以通过碳基材料的使用而得以减小，并且可以改善电极的图案化的精确度，因此，纳米尺寸的谐振器的开发是可能的。
如果谐振器包括插入在电极之间的具有介电物质的电容器，则可以增加测量的电容的精确度，因此，可以改善包括多个BAWR的RF滤波器的特性。
工艺余量（margin）可以随着工艺精确度的增加而增加，因此，可以改善通过制造工艺产出的BAWR的数量。
仅作为非穷尽性说明，这里描述的终端/装置/单元可以表示诸如蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、数码相机、便携式游戏控制器和MP3播放器的移动装置，便携式/个人多媒体播放器（PMP），手持电子书，便携式膝上PC，全球定位系统（GPS）导航，平板电脑，传感器以及诸如台式PC、高清电视机（HDTV）、光盘播放器、机顶盒、家用电器等的与这里公开的内容一致的能够进行无线通信或网络通信的装置。
计算系统或计算机可以包括与总线电连接的微处理器、用户接口以及存储器控制器。其可还包括闪速存储器装置。闪速存储器装置可以通过存储器控制器存储N位数据。该N位数据被微处理器处理或者将被微处理器处理，N可以是1或大于1的整数。当计算系统或计算机是移动设备时，可以额外设置电池来供应计算系统或计算机的工作电压。本领域普通技术人员将清楚的是，计算系统或计算机还可包括应用芯片组、相机图像处理器（CIS）、移动动态随机存取存储器（DRAM）等。存储器控制器和闪速存储器装置可以构成使用非易失性存储器装置来存储数据的固态驱动器/盘（SSD）。
上面已经描述了多个示例。然而，应当理解的是可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序来执行所描述的技术，和/或如果将所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或被其他组件或者它们的等同物替代或者补充，则可以取得合适的结果。因此，其他实施方式在权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种体声波谐振器（BAWR），包括：
膜，设置在空气空腔上；
第一电极，设置在膜上；
压电层，设置在第一电极上；以及
第二电极，设置在压电层上，
其中，第一电极、压电层和第二电极中的至少一个包括碳基材料。
2.根据权利要求1所述的BWAR，其中，碳基材料包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物。
3.根据权利要求2所述的BWAR，其中，石墨烯设置为单层或多层。
4.根据权利要求1所述的BAWR，所述BAWR还包括：
保护层，设置在第二电极上，以保护第二电极免受外部环境的影响。
5.根据权利要求1所述的BAWR，所述BAWR还包括：
频率温度系数（TCF）补偿层，以补偿第一电极、压电层和第二电极的TCF，
其中，所述TCF补偿层包括碳基材料。
6.根据权利要求5所述的BAWR，其中，TCF补偿层设置在膜的下方或设置在第二电极上。
7.根据权利要求5所述的BAWR，其中，TCF补偿层设置在第一电极和膜之间。
8.根据权利要求5所述的BAWR，所述BAWR还包括：
绝缘层，设置在第一电极和TCF补偿层之间，以隔离第一电极的电特性和TCF补偿层的电特性。
9.根据权利要求5所述的BAWR，所述BAWR还包括：
绝缘层，设置在第二电极和TCF补偿层之间，以隔离第二电极的电特性和TCF补偿层的电特性。
10.根据权利要求4所述的BAWR，所述BAWR还包括：
TCF补偿层，以补偿第一电极、压电层和第二电极的TCF，
其中，TCF补偿层包括碳基材料并且设置在保护层的上方或下方。
11.一种射频（RF）装置，包括体声波谐振器（BAWR），所述RF装置包括：
第一基底；
第一BAWR，包括形成在第一基底上的第一空气空腔以及层叠在第一空气空腔上的第一下部电极、第一压电层和第一上部电极；以及
第二BAWR，包括形成在第一基底上的第二空气空腔以及层叠在第二空气空腔上的第二下部电极、第二压电层和第二上部电极，
其中，第一下部电极、第一压电层、第一上部电极、第二下部电极、第二压电层和第二上部电极中的至少一个包括碳基材料。
12.根据权利要求11所述的RF装置，其中，碳基材料包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物。
13.根据权利要求11所述的RF装置，所述RF装置还包括：
第二基底，包括形成在第二基底的下表面的预定区域上并连接到第一基底的空气空腔。
14.根据权利要求11所述的RF装置，所述RF装置还包括：
保护层，层叠在通孔和第一基底的下方；以及
封装电极，层叠在保护层的下方。
15.根据权利要求14所述的RF装置，其中，封装电极包括CNT、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物中的至少一种。
16.根据权利要求11所述的RF装置，所述RF装置还包括：
通孔，形成在第一基底上的位置处，所述位置与第一下部电极的预定区域和第二上部电极的预定区域相对应。
17.根据权利要求11所述的RF装置，所述RF装置还包括：
封装电极，层叠在通孔和第一基底的下方，其中，第一基底具有高电阻特性；以及
保护层，层叠在封装电极的下方。
18.根据权利要求17所述的RF装置，其中，保护层包括碳纳米管（CNT）、CNT化合物、石墨烯和石墨烯化合物中的至少一种。
19.一种制造体声波谐振器（BAWR）的方法，所述方法包括：
在基底上顺序地层叠氧化硅层、氮化硅层和牺牲层；
将牺牲层图案化为对应于空气空腔的形状；
在图案化的牺牲层上顺序地层叠氧化硅层、氮化硅层和第一导电层；
在第一导电层上图案化第一电极；
在第一电极上顺序地层叠压电层和第二导电层；
在第二导电层上图案化第二电极；
在第二电极上层叠保护层；
根据牺牲层的图案化，通过移除牺牲层来形成空气空腔；以及
通过蚀刻基底上的位置来形成通孔，所述位置与第一电极的预定区域和第二电极的预定区域相对应，
其中，第一导电层、压电层和第二导电层中的至少一个包括碳基材料。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：
在通孔下方蒸镀保护层；
在保护层下方蒸镀由碳基材料形成的导电层；以及
通过图案化导电层来形成电极焊盘。
21.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：
在通孔下方蒸镀由碳基材料形成的导电层，其中，基底具有高电阻特性；以及
通过图案化导电层来形成电极焊盘。
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