CN105048986B - 具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置 - Google Patents

具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105048986B
CN105048986B CN201510201346.2A CN201510201346A CN105048986B CN 105048986 B CN105048986 B CN 105048986B CN 201510201346 A CN201510201346 A CN 201510201346A CN 105048986 B CN105048986 B CN 105048986B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
baw resonator
top electrodes
resonator devices
piezoelectric layer
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
Application number
CN201510201346.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105048986A (zh
Inventor
邹强
克里斯·冯
菲尔·尼克尔
约翰·乔伊
亚历山大·奥古斯图·施拉卡瓦
蒂娜·L·拉梅尔斯
张肃井
达里乌斯·布拉卡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Original Assignee
Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd filed Critical Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Publication of CN105048986A publication Critical patent/CN105048986A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105048986B publication Critical patent/CN105048986B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02102—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/013—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/13—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials
    • H03H9/132—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks consisting of piezoelectric or electrostrictive materials characterized by a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172—Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/173—Air-gaps

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

本申请案涉及一种具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置。一种体声波BAW谐振器装置包含界定腔的衬底、形成于所述衬底及所述腔的至少一部分上方的底部电极、形成于所述底部电极上的压电层及形成于所述压电层上的顶部电极。空气翼及空气桥形成于所述压电层与所述顶部电极之间，所述空气翼具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘。所述BAW谐振器装置进一步包含温度补偿特征，所述温度补偿特征具有正温度系数以用于抵消所述压电层的负温度系数的至少一部分。所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。

Description

具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置
技术领域
本申请案涉及一种具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置。
背景技术
声谐振器可用于在各种电子应用中实施信号处理功能。举例来说，一些蜂窝式电话及其它通信装置使用声谐振器来实施用于所发射及/或所接收信号的频率滤波器。可根据不同应用而使用数种不同类型的声谐振器，其中实例包含体声波(BAW)谐振器，例如薄膜体声谐振器(FBAR)、耦合式谐振器滤波器(CRF)、堆叠式体声谐振器(SBAR)、双重体声谐振器(DBAR)及固态安装式谐振器(SMR)。举例来说，FBAR包含在腔上方的底部(第一)电极与顶部(第二)电极之间的压电层。BAW谐振器可用于多种多样的电子应用中，例如蜂窝式电话、个人数字(PDA)、电子游戏装置、膝上型计算机及其它便携式通信装置。举例来说，以接近于其基波谐振频率的频率操作的FBAR可用作移动装置中的射频(RF)滤波器及双工器的关键组件。
声谐振器通常包括夹在两个板状电极之间的压电材料层，呈称为声堆叠的结构形式。在将输入电信号施加于电极之间的情况下，反或逆压电效应致使声堆叠机械地扩张或收缩，这取决于压电材料的极化。随着输入电信号随时间变化，声堆叠的扩张及收缩会产生声波，所述声波沿各种方向传播穿过声谐振器且通过压电效应转换成输出电信号。声波中的一些跨越声堆叠实现谐振，其中谐振频率由若干因素决定，例如声堆叠的材料、尺寸及操作条件。声谐振器的这些及其它机械特性决定其频率响应。
一般来说，声谐振器包括可经受不同类型的谐振或谐振模式的不同横向区域。可将这些横向区域非常广泛地表征为主隔膜区域及外围区域，其中作用区域或主隔膜区域大致由两个板状电极与压电材料之间的重叠部界定，且外围区域被界定为在主隔膜区域外侧的区。主隔膜区域可与声谐振器的作用区域相同或可含纳作用区域。特定来说，两个外围区域被界定为位于主隔膜区域的边缘与空气腔的边缘之间的区域及至少一个板状电极及压电材料与衬底的重叠的区域。主隔膜区域经受由两个板状电极之间的电场产生的电激发模式，且主隔膜及外围区域两者均经受通过在电激发模式中能量的散射产生的某些衍生模式。例如，电激发模式包括由边界处于主隔膜区域的边缘的纵向声波形成的活塞模式。例如，所述衍生模式包括由在主隔膜区域及外围区域的边缘处激发的横向声波形成的横向模式。
所述横向模式促进电驱动主隔膜区域与本质上非驱动外围区域之间的适当机械质点速度及应力的连续性。其可从激发点自由传播(所谓的传播模式)或以指数方式衰减(所谓的消散及复合模式)。其可由横向结构不连续性(例如，主隔膜区域中不同厚度的区域之间的界面或者顶部或底部电极的边缘)或由电场不连续性(例如，电场突然终止于其处的顶部电极边缘)两者激发。
所述横向模式通常对声谐振器的性能具有有害影响。因此，一些声谐振器包含被设计成抑制、禁止或减轻横向模式的辅助结构特征。举例来说，可在顶部电极下方于顶部电极上形成连接声谐振器的边缘的空气桥以便消除衬底上方的换能器效应。在另一实例中，可通过主隔膜区域的边界内的导电或介电材料形成框架以最小化顶部电极边缘处的电激发活塞模式的散射且改进机械运动到主隔膜区域的局限。
举例来说，常规FBAR依赖于对电激发活塞模式的强局限。强局限是通过顶部及底部电极的边缘以及例如空气环(例如，包含空气桥及/或空气翼)及常规外侧框架等辅助结构特征而提供的。尽管强局限的明显优点在于其强制对顶部电极的边缘处的机械运动的准钳位，但其也提供显著的声不连续性，从而导致能量从所要活塞模式到整个结构的非所要外延、剪切、挠曲及膨胀模式中的散射。
另外，特定来说，FBAR滤波器需要保证跨越温度范围以及频率范围的充分低的插入损耗(IL)。通常，随着周围温度增加，大多数材料的声速降低，且形成滤波器的FBAR中的每一者的截止频率降低。因此，随着温度增加，滤波器的通带通常朝向较低频率移动。因此，在不存在温度补偿的情况下，通带必须被设计成足够宽以允许周围温度的改变，从而需要每一FBAR的高耦合系数Kt2，这可能难以实现。此外，在一些情况中(例如，带13)，可能不允许通带移动以防止对其它(例如，安全)带的入侵。可需要对滤波器(及因此每一FBAR)的温度补偿。举例来说，可将掺硼二氧化硅SiOx(其可称为“温度补偿氧化物”)作为温度补偿层添加到FBAR。温度补偿氧化物的声速随着温度而增加，这产生声谐振器及滤波器响应随着周围温度的改变的所要稳定性。可将温度补偿层嵌入到顶部或底部电极中，这导致所有相关联的过程复杂化。接着，可使用其它结构来改进并联电阻Rp及质量因子Q(称为“Q因子”)，例如顶部电极空气桥(用以消除非作用FBAR)及顶部电极上的附加框架(用以最小化顶部电极边缘处的散射)。
通常，温度补偿层会降低用于Q因子改进的附加框架的有效性。原因在于，温度补偿层的低声阻抗会局限来自活塞模式及堆叠本征模式两者的显著量的能量，所述堆叠本征模式被局限于其中放置温度补偿层的谐振器堆叠的部分。典型的附加框架被放置于堆叠的顶部上以便促进高质量平面压电层的生长。可将温度补偿层放置于压电层下方或上方，这会限制顶部附加框架对抑制局限于谐振器堆叠的底部的本征模式的有效性。因此，对于需要高Q因子及经温度补偿频率响应的应用来说，需要允许BAW谐振器堆叠内的温度补偿层的方法。因此，鉴于常规声谐振器的这些及其它缺点，通常需要经改进的声谐振器设计。
发明内容
在一个方面中，本申请案提供一种体声波(BAW)谐振器装置，其包括：衬底；底部电极，其形成于所述衬底上方；压电层，其形成于所述底部电极上；顶部电极，其形成于所述压电层上；空气翼及空气桥，其形成于所述压电层与所述顶部电极之间，所述空气翼具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘；及温度补偿特征，其具有正温度系数以用于抵消所述压电层的负温度系数的至少一部分，其中所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。
在另一方面中，本申请案提供一种体声波(BAW)谐振器装置，其包括：衬底，其界定腔；底部电极，其形成于所述衬底及所述腔的至少一部分上方；压电层，其形成于所述底部电极上；顶部电极，其形成于所述压电层上；外框架，其形成于所述顶部电极上或所述顶部电极中，所述外框架具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘；空气翼及空气桥，其形成于声堆叠的所述压电层与所述顶部电极之间；及温度补偿特征，其具有正温度系数以用于抵消至少所述压电层的负温度系数的至少一部分，其中所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。
附图说明
当与附图一起阅读时，根据以下详细说明会最好地理解说明性实施例。要强调的是，各种特征未必按比例绘制。事实上，为清晰地进行论述，可任意地增加或减小尺寸。在适用且实用时，相似参考编号指代相似元件。
图1A是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的俯视图。
图1B是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图1C是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图1D是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图2A是根据代表性实施例具有温度补偿层及框架的声谐振器的横截面图。
图2B是根据代表性实施例具有温度补偿层及框架的声谐振器的横截面图。
图2C是根据代表性实施例具有温度补偿层及框架的声谐振器的横截面图。
图3A是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图3B是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图3C是根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
图4是描绘根据代表性实施例随着温度补偿层向衬底腔中延伸的量而变的并联电阻Rp值的曲线图。
具体实施方式
在以下详细说明中，出于解释而非限制的目的，陈述了揭示特定细节的实例性实施例以便提供对本发明教示的透彻理解。然而，受益于本发明的所属领域的普通技术人员将明了，根据本发明教示的背离本文中所揭示的特定细节的其它实施例保持在所附权利要求书的范围内。此外，可省略对众所周知的设备及方法的说明以免使对实例性实施例的说明模糊。此类方法及设备显然在本发明教示的范围内。
本文所用术语仅用于描述特定实施例的目的而非打算为限制性。所定义术语是对所定义术语在相关背景中所通常理解及接受的技术、科学或普通含义的补充。
术语‘一(a、an)’及‘所述(the)’包含单数及复数两种形式的所指物，除非上下文另有清晰指示。因此，举例来说，‘一装置’包含一个装置及多个装置。术语‘实质性(substantial)’或‘实质上(实质上)’意指在可接受的限度或程度内。术语‘大致(approximately)’意指在所属领域的普通技术人员可接受的限度或量内。可使用例如“在…上方”、“在…下方”、“顶部”、“底部”、“上部”及“下部”等相对性术语来描述各种元件彼此间的关系，如附图中所图解说明。这些相对性术语打算除图式中所描绘的定向外还涵盖装置及/或元件的不同定向。举例来说，如果装置相对于图式中的视图倒置，那么被描述为在另一元件“上方”的元件(举例来说)现在将在所述元件下方。在称第一装置连接或耦合到第二装置时，这囊括其中可采用一或多个中间装置来将两个装置彼此连接的实例。相比之下，在称第一装置直接连接或直接耦合到第二装置时，这囊括其中在无除电连接器(例如，导线、接合材料等)之外的任何介入装置的情况下将两个装置连接在一起的实例。
例如，本发明教示大体来说涉及例如膜体声波谐振器(FBAR)或固态安装式谐振器(SMR)等声谐振器。为使解释简单起见，在FBAR技术的情景中描述数个实施例；然而，所描述概念可适于供在其它类型的声谐振器中使用。声谐振器的某些细节(包含材料及制作方法)可见于以下共同拥有的美国专利及专利申请案中的一或多者中：颁予拉庆(Lakin)的第6,107,721号美国专利；颁予露比(Ruby)等人的第5,587,620号、第5,873,153号、第6,507,983号、第6,384,697号、第7,275,292号及第7,629,865号美国专利；颁予冯(Feng)等人的第7,280,007号美国专利；颁予詹姆尼拉(Jamneala)等人的第2007/0205850号美国专利申请公开案；颁予露比等人的第7,388,454号美国专利；颁予尼克尔(Nikkel)等人的第13/658,024号美国专利申请案；颁予布拉克(Burak)等人的第13/955,774号美国专利申请案；颁予布拉克等人的第13/663,449号美国专利申请案；颁予布拉克等人的第13/660,941号美国专利申请案；颁予布拉克等人的第13/654,718号美国专利申请案；颁予露比等人的第2008/0258842号美国专利申请公开案；及颁予凯迪拉(Kaitila)等人的第6,548,943号美国专利。具体来说，这些专利及专利申请案的揭示内容特此以全文引用方式并入本文中。要强调的是，这些专利及专利申请案中所描述的组件、材料及制作方法为代表性的，且本发明预期所属领域的普通技术人员的认知范围内的其它制作方法及材料。
在代表性实施例中，体声波(BAW)谐振器装置包含衬底、形成于所述衬底上方的底部电极、形成于所述底部电极上方的压电层及形成于所述压电层上方的顶部电极。空气翼及空气桥形成于所述压电层与所述顶部电极之间，所述空气翼具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘。所述BAW谐振器装置进一步包含温度补偿特征，所述温度补偿特征具有正温度系数以用于抵消所述压电层的负温度系数的至少一部分。所述温度补偿特征在作用区域外侧延伸达预定长度。举例来说，虽然以下说明呈现呈FBAR装置的形式的实施例，但可以其它形式的声谐振器(例如SMR)来实施所描述概念中的数者。
在另一代表性实施例中，一种BAW谐振器装置包含：衬底，其界定腔；底部电极，其形成于所述衬底及所述腔的至少一部分上方；压电层，其形成于所述底部电极上；顶部电极，其形成于所述压电层上；外框架，其形成于所述顶部电极上或所述顶部电极中，所述外框架具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘；空气翼及空气桥，其形成于声堆叠的所述压电层与所述顶部电极之间；及温度补偿特征，其具有正温度系数以用于抵消至少所述压电层的负温度系数的至少一部分。所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。
图1A是根据代表性实施例的声谐振器100A的俯视图，且图1B-1D是根据不同实施例声谐振器100A沿着线A-A’截取的横截面图。所述横截面图对应于声谐振器100A的不同变化形式，且将分别称为声谐振器100B-100D。声谐振器100B-100D具有许多相同特征，因此为了避免冗余可省略对这些特征的重复说明。
参考图1A，声谐振器100A包括具有五(5)个侧的顶部电极135，其中连接侧101经配置以提供到互连件102的电连接。互连件102将电信号提供到顶部电极135以在声谐振器100A的压电层(图1A中未展示)中激发所要声波。
顶部电极135的五个侧具有不同长度，从而形成变迹五边形结构。在替代实施例中，顶部电极135可具有不同数目个侧。虽然图式中未展示，但声谐振器的其它实施例(例如图2A到3C的声谐振器)在从顶部观看时可具有与图1A的声谐振器类似的外观。此外，图1B到3C的声谐振器可形成为不同替代形状，例如圆形、正方形、矩形、梯形等，此并不背离本发明教示的范围。
图1B-1D是图解说明根据代表性实施例的声谐振器的横截面图。在图1B-1D中所描绘的实例(以及下文所论述的图2A到3C中所描绘的实例)中，为方便解释，声谐振器中的每一者均为包含形成于衬底中的腔的FBAR。然而，应理解，可包含其它类型的声谐振器，此并不背离本发明教示的范围。举例来说，代替腔，所述声谐振器可包含形成于衬底上的声反射器或声反射镜，例如分布式布拉格反射器(DBR)，从而使所述声谐振器成为SMR。应理解，在具有处于各种位置的框架及/或空气环的声谐振器中可包含相同大体配置，此并不背离本发明教示的范围。
参考图1B，声谐振器100B(例如，FBAR)包括界定腔110(其可为空气腔)的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125，及安置于压电层125上的顶部(第二)电极135’。共同地，底部电极115、压电层125及顶部电极135’构成声谐振器100B的声堆叠。此外，底部电极115、压电层125及顶部电极135’当中在腔110上方的重叠部提供声谐振器100B的作用区域112。钝化层165(任选)安置于顶部电极135’的顶部上，具有足以将声堆叠的所有层与环境绝缘(包含进行保护以免受水分、腐蚀物、污染物、碎屑等的影响)的厚度。
在替代配置中，声谐振器100B(以及下文所论述的图1C到3C中所描绘的声谐振器)可进一步包含邻近于衬底105上的底部电极115安置的平面化层(未展示)，在此情况中，压电层125安置于底部电极115与平面化层120的组合经平面化表面上，且顶部电极135’安置于压电层125上。在颁予布拉克等人的第2013/0106534号美国专利申请公开案(2013年5月2日公开)中呈现了层平面化及对应潜在益处，所述美国专利申请公开案特此以全文引用方式并入本文中。
举例来说，衬底105可由与半导体工艺兼容的材料形成，例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、玻璃、蓝宝石、氧化铝等。举例来说，可通过在衬底105中蚀刻腔并用牺牲材料(例如磷硅酸盐玻璃(PSG)，所述牺牲材料随后经移除以留下空气间隔)填充所蚀刻腔来形成腔110。一般来说，腔110的深度由牺牲材料的蚀刻性质及在经释放隔膜(即，声谐振器100B的安置于腔110上方的层)的各层中存在残余抗压应力的情况下由所述隔膜的可能向下弯曲确定。从隔膜释放过程观点来看，通常越深的腔越有益，但其也产生在某种程度上更难的初始蚀刻过程。在颁予格莱恩(Grannen)等人的第7,345,410号美国专利(2008年3月18日)描述了用于衬底中的腔的各种说明性制作技术，所述美国专利特此以全文引用方式并入本文中。如上文所提及，在替代配置中，本文中所描述的声谐振器可为其中代替腔或除腔以外还在衬底上形成声反射镜(例如DBR)的SMR。颁予拉尔森三世(Larson III)等人的第7,358,831号美国专利(2008年4月15日)描述了声反射镜的各种说明性制作技术，所述美国专利特此以全文引用方式并入本文中。
举例来说，底部电极115及顶部电极135’中的每一者可由一或多种导电材料形成，例如与半导体工艺兼容的各种金属，包含钨(W)、钼(Mo)、铱(Ir)、铝(Al)、铂(Pt)、钌(Ru)、铌(Nb)或铪(Hf)。在各种配置中，底部电极115及/或顶部电极135’可由可彼此相同或不同的两个或两个以上导电材料层形成。此外，形成顶部电极135’的配置及/或材料可与形成底部电极115的配置及/或材料相同或不同。
举例来说，压电层125可由与半导体工艺兼容的任何压电材料形成，例如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)或锆酸钛酸铅(PZT)。当然，可将其它材料并入到声谐振器100B(以及本文中所描述的其它声谐振器)的以上及其它特征中，此并不背离本发明教示的范围。此外，在各种实施例中，举例来说，压电层125可“掺杂”有至少一种稀土元素(例如钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)或铒(Er))以增加压电层125中的压电耦合系数e33，借此抵消例如由下文所论述的顶部空气环150导致的声谐振器的机电耦合系数Kt2的降级的至少一部分。以下申请案提供了用一或多种稀土元素掺杂压电层以改进机电耦合系数Kt2的实例：颁予布兰得利(Bradley)等人的第13/662,425号美国专利申请案(2012年10月27日申请)，及颁予格莱恩等人的第13/662,460号美国专利申请案(2012年10月27日申请)，所述专利申请案均以全文引用方式并入本文中。当然，用一或多种稀土元素掺杂压电层可应用于各种实施例中的任一者，包含下文参考图1C到3C所描述的实施例。
再次参考图1B，顶部空气环150形成于压电层125与顶部电极135’之间。顶部空气环150沿着声谐振器100B的周边的全部或一部分延伸。通常，形成于压电层125与顶部电极135’之间的空气环150包括在顶部电极135’的连接侧上的空气桥152及沿着其余外侧周边的空气翼154。空气环150的内边缘(即，空气桥152及空气翼154的相应内边缘)可实质上界定声谐振器100B的作用区域112的外边界(取决于存在的其它特征，例如下文所论述的内附加框架及外附加框架)。在所描绘的配置中，作用区域112对应于声谐振器100B的主隔膜区域。垂直线指示作用区域112的边界。空气桥152的宽度界定空气桥延伸区域116且空气翼154界定空气翼区域117。额外垂直线分别指示空气桥延伸区域116及空气翼区域117的边界。
如图1B中所展示，顶部电极135’中包含描绘为代表性温度补偿层140的温度补偿特征，其使压电层125的声速及截止频率响应于温度改变的改变稳定。更特定来说，温度补偿层140由具有正温度系数的材料形成，以用于抵消压电层125的负温度系数的至少一部分以及底部电极115及顶部电极135’的负温度系数的部分。举例来说，温度补偿层140可由具有正温度系数的各种兼容材料形成，包含原硅酸四乙酯(TEOS)、二氧化硅(SiO2)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、铬(Cr)及/或氧化碲(TeO(x))。举例来说，可通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)或物理气相沉积(PVD)来沉积所述材料，但可使用其它工艺，此并不背离本发明教示的范围。
在所描绘的实施例中，温度补偿层140掩埋或囊封于顶部电极135’中。因此，顶部电极135’包含堆叠于压电层125上的导电间置层、堆叠于所述导电间置层上的温度补偿层140及堆叠于所述温度补偿层上的外侧电极层。所述导电间置层及外侧电极层在温度补偿层140的外边缘周围彼此连接以提供囊封。也就是说，所述间置层将温度补偿层140与压电层125分离，使得温度补偿层140有效地掩埋或囊封于顶部电极135’内。在颁予布拉克等人的第14/092,026号美国专利申请案(2013年11月27日申请)中描述及图解说明了掩埋或囊封于顶部电极中的温度补偿层(包含制作方法)的实例，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。
温度补偿层140的外边缘被定位成超出空气翼154的内边缘达预定长度。换句话说，温度补偿层140在声谐振器100B的作用区域112外侧延伸达预定长度。温度补偿层140延伸超出作用区域112的部分被指示为温度补偿层140的端部分141。在所描绘的实施例中，端部分141包含从作用区域112的外边界(例如，空气翼154的内边缘)延伸到腔110的外边缘的具有第一预定长度的第一区段141a(由箭头AR指示)。因此，温度补偿层140在作用区域112外侧延伸的预定长度为第一与第二预定长度的总和。端部分141进一步包含超过腔110的外边缘延伸到温度补偿层140的外边缘的具有第二预定长度的第二区段141b(由箭头TC指示)。举例来说，可调整第一区段141a及第二区段141b的长度以及端部分141的总体预定长度以优化声谐振器100B的各种操作参数，例如以最大化声谐振器100B的Q因子值及并联电阻Rp值中的至少一者。箭头TE指示从腔110的外边缘到顶部电极135’的外边缘的长度。
在所描绘的实施例中，第一区段141a与第二区段141b的相应长度为约相同的(例如，大约2.0μm或更大)。然而，可调整所述长度以实现特定设计目标，例如目标谐振频率、串联电阻Rs、并联电阻Rp及/或机电耦合系数Kt2，此并不背离本发明教示的范围。也就是说，第一端区段141a及第二端区段141b可更长或更短，但仍具有彼此相同的长度。同样地，第一端区段141a及第二端区段141b可具有彼此不同的长度，其中第一区段141a比第二区段141b长或短。举例来说，第一区段141a的长度可为约3.5μm，而第二区段141b的长度可为约1μm，或替代地，第一区段141a的长度可为约1.0μm，而第二区段141b的长度可为约2.0μm。
举例来说，空气桥152及空气翼154(以及下文结合代表性实施例所描述的其它空气桥及空气翼)可具有大约到大约的高度(图1B的坐标系中的y尺寸)。明显地，所述高度的下限由在形成空气桥152及空气翼154时释放牺牲材料的过程的极限确定。所述高度的上限由沉积于空气桥152及空气翼154上方的层的质量以及由对可能非平面结构的后续处理的质量确定。
在下文参考图3A到3C所论述的替代实施例中，温度补偿层140的外边缘可位于腔110的外边缘内，同时仍延伸超出作用区域112的外边界。也就是说，从作用区域112的外边界延伸的端部分141将在预定距离之后在到达腔110的外边缘之前终止。
在温度补偿与机电耦合系数Kt2之间存在一致折衷，因为温度补偿越高(或绝对值越低)，则机电耦合系数Kt2就越低。此外，在添加温度补偿层140时，Q因子会降级。然而，由AR及TC指示的对准特征(使温度补偿层140与空气翼154相关联)会改进Q因子。可并入下文参考图2A到2C所论述的进一步优化(例如内框架及外框架的添加)以进一步改进Q因子。
空气桥152安置于连接侧101(图1A中)上且因此由顶部电极135’包封。空气翼154沿着声谐振器100B的其余侧(即，沿着其余周边)安置且因此在一侧上为敞开的。空气桥152及空气翼154的横截面形状可不同于图1B中所展示的形状截面。举例来说，所述横截面可具有矩形形状(例如，当邻近于衬底105上的底部电极115包含平面化层时)、梯形截面形状、角形状等，此并不背离本发明教示的范围。在以下申请公开案中描述及图解说明了关于空气桥及/或空气翼的配置、尺寸、形状等的实例：颁予布拉克等人的第2012/0218055号美国专利申请公开案(2012年8月30日公开)；颁予布拉克等人的第2012/0218057号美国专利申请公开案(2012年8月30日公开)；颁予乔伊(Choy)等人的第2010/0327697号美国专利申请公开案(2010年12月30日公开)；及颁予乔伊等人的第2010/0327994号美国专利申请公开案(2010年12月30日公开)，所述美国专利申请公开案的揭示内容特此以全文引用方式并入本文中。
在某些实施例中，空气环150的空气桥152(及下文结合代表性实施例所描述的其它空气桥)在腔110上方延伸达一重叠部(也称为解耦区域)，从而确定作用区域112的外边缘与衬底105边缘的分离。所述解耦区域有助于移除“非作用FBAR区”的至少一部分，这将顶部电极135与底部电极115解耦。此外，空气桥152在压电层125上方延伸达一空气桥延伸部(也称为空气桥延伸区域116，如上文所提及)。举例来说，所述解耦区域具有大约0.0μm(即，与腔110无重叠)到大约10.0μm的宽度(x尺寸)，且空气桥延伸区域116具有大约0.0μm(即，无空气桥)到大约50.0μm的宽度。同时，由空气翼154界定的空气翼区域117提供不同边界条件，这有助于抑制声损耗。
通常，解耦区域及空气桥152(以及下文结合代表性实施例所描述的其它空气桥)的空气桥延伸区域116的最优宽度取决于作用区域112及解耦区域(即，腔重叠部)的边界处的本征模式的反射及抑制。由于组合的底部电极115与压电层125堆叠在解耦区域中的实质上增加的截止频率，在声谐振器100B的操作频率下可仅存在复合消散模式(对于厚度外延运动)以及传播挠曲及膨胀模式。此外，由于顶部电极135’在空气桥延伸区域116中的实质上增加的截止频率，在声谐振器100B的操作频率下可仅存在复合消散模式(对于厚度外延运动)以及传播挠曲及膨胀模式。解耦区域及空气桥延伸区域116中的复合消散模式由特有衰减长度且由特定传播常数表征。因此，举例来说，空气桥152需要足够宽以确保在作用区域112及以解耦区域及空气桥延伸区域116的边界处激发的复合消散波的适合衰减。举例来说，在颁予布拉克等人的第14/192,599号美国专利申请案(2014年2月27日申请)中描述及图解说明了空气桥及空气翼以及对应效应，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。
如上文所提及，包括空气桥152及空气翼154的的顶部空气环150通常沿着声谐振器100B的作用区域112界定周边。因此，作用区域112包含声谐振器100B的安置于腔110上方且由顶部空气环150所提供的周边限界的部分。因此，作用区域112在其周边周围由至少部分地由空气桥152及空气翼154形成的声阻抗不连续性接界且在(腔110)上方及下方由因存在空气所致的声阻抗不连续性接界。因此，在声谐振器100B的作用区域112中有益地提供谐振腔。
在所描绘的实施例中，空气桥152及空气翼154是未经填充的，即，其含纳空气。在其它实施例中，这些结构可“填充”有(例如)介电或金属材料以提供所要声阻抗不连续性。应注意，所描述结构不一定必须沿着声谐振器100B(以及图1C-3C中所描绘的声谐振器)的所有边缘延伸。举例来说，其可仅提供于图1A中所展示的五侧声谐振器100A的子集上。
在声谐振器100B(例如，作为梯式滤波器的一部分)的说明性操作期间，将输入电信号施加到底部电极115的输入端子，且将顶部电极135’连接到输出端子。输入电信号通常包括在作用区域112中引起振动的时变电压。此振动又在顶部电极135’的输出端子处产生输出电信号。输入端子及输出端子可经由如图1B中所展示远离作用区域112延伸的连接边缘而连接到底部电极115及顶部电极135’。举例来说，声谐振器100B的输入端子及输出端子可连接到形成梯式滤波器的其它声谐振器的适当端子。
顶部空气环150的存在可用于解决这些及其它形式的散射及相关性能降级。由空气桥152及空气翼154提供的声阻抗失配引起在边界处对声波的反射及抑制，所述声波原本可能传播出作用区域112而导致能量损耗。因此，空气桥152及空气翼154可用于抑制在作用区域112及外侧区域中对非期望传播模式的激发，从而导致将能量更好地局限在作用区域112内且将能量损耗减少为声谐振器100B中的声辐射。减少此类损耗会增加声谐振器100B的Q因子。举例来说，在声谐振器100B的滤波器应用中，由于能量损耗的减少，可有益地改进插入损耗(S21)。
图1C及1D描绘声谐振器100B关于温度补偿特征的位置的变化形式。特定来说，图1C中的声谐振器100C与声谐振器100B实质上相同，只不过温度补偿层140被囊封于底部电极(底部电极115’)中，且图1D中的声谐振器100D与声谐振器100B实质上相同，只不过温度补偿层140被囊封于压电层(压电层125’)中。在图1C及图1D两者中，空气环150形成于压电层125、125’与顶部电极135之间。
参考图1C，特定来说，声谐振器100C包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115’、安置于底部电极115’上的压电层125、安置于压电层125上的顶部(第二)电极135及安置于顶部电极135上的钝化层165(任选地)。共同地，底部电极115’、压电层125及顶部电极135构成声谐振器100C的声堆叠，且底部电极115’、压电层125及顶部电极135当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。另外，顶部空气环150形成于压电层125与顶部电极135之间。在所描绘的实施例中，顶部空气环150包含空气桥152及空气翼154，空气桥152及空气翼154具有实质上界定作用区域112的外边界的相应内边缘，作用区域112对应于主隔膜区域。
在所描绘的实施例中，温度补偿层140掩埋或囊封于底部电极115’中。因此，底部电极115包含堆叠于衬底105上的外侧电极层、堆叠于外侧电极层上的温度补偿层140、堆叠于温度补偿层140上的导电间置层及堆叠于所述导电间置层上的压电层125。所述导电间置层及外侧电极层在温度补偿层140的外边缘周围彼此连接以提供囊封。也就是说，所述间置层将温度补偿层140与压电层125分离，使得温度补偿层140有效地掩埋或囊封于底部电极115内。在颁予布拉克等人的第14/092,026号美国专利申请案(2013年11月27日申请)中描述及图解说明了掩埋或囊封于底部电极中的温度补偿层(包含制作方法)的实例，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。
参考图1D，声谐振器100D包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125’、安置于压电层125上的顶部(第二)电极135及安置于顶部电极135上的钝化层165(任选地)。共同地，底部电极115、压电层125’及顶部电极135构成声谐振器100D的声堆叠，且底部电极115、压电层125’及顶部电极135当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。另外，顶部空气环150形成于压电层125与顶部电极135之间。在所描绘的实施例中，顶部空气环150包含空气桥152及空气翼154，空气桥152及空气翼154具有实质上界定作用区域112的外边界的相应内边缘，作用区域112对应于主隔膜区域。
在所描绘的实施例中，温度补偿层140掩埋或囊封于压电层125’中。因此，压电层125’包含第一及第二压电子层。也就是说，第一压电子层堆叠于底部电极115的顶部表面上，温度补偿层140堆叠于第一压电子层上，且第二压电子层堆叠于温度补偿层140上。第一及第二压电子层在温度补偿层140的外边缘周围彼此连接以提供囊封。也就是说，第一压电子层将温度补偿层140与底部电极115分离，且第二压电子层将温度补偿层140与顶部电极135分离，使得温度补偿层140有效地掩埋或囊封于压电层125内。在颁予布拉克等人的第14/092,026号美国专利申请案(2013年11月27日申请)中描述及图解说明了掩埋或囊封于压电层中的温度补偿层的实例，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。
在声谐振器100C及100D两者中，即使温度补偿层140不在实际上界定空气环150的顶部电极135中，各种预定长度(包含第一区段141a的第一预定长度AR及第二区段141b的第二预定长度TC)也为实质上相同的，如上文参考图1B所论述。也就是说，温度补偿层140的外边缘被定位成超出空气翼154的内边缘达预定长度。换句话说，温度补偿层140在声谐振器100C、100D的作用区域112外侧延伸达预定长度。温度补偿层140延伸超出作用区域112的部分被指示为温度补偿层140的端部分141。如上文所述，延伸超出作用区域112的端部分141包含从作用区域112的外边界延伸到腔110的外边缘的第一区段141a(由箭头AR指示)及从腔110的外边缘延伸到温度补偿层140的外边缘的第二区段141b(由箭头TC指示)。可调整第一区段141a及第二区段141b的长度及相对长度以及端部分141的总体预定长度以优化声谐振器100C、100D的各种操作参数，如上文所论述。
图2A-2C是图解说明根据代表性实施例具有温度补偿层以及内框架及外框架的声谐振器的横截面图。
参考图2A，除添加了形成于顶部电极235’的顶部表面上的内框架232及外框架236之外，声谐振器200A类似于声谐振器100B。因此，声谐振器200A(例如，FBAR)包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125及安置于压电层125上的顶部(第二)电极235’。共同地，底部电极115、压电层125及顶部电极235’构成声谐振器200A的声堆叠。底部电极115、压电层125及顶部电极235’当中在腔110上方的重叠部提供声谐振器200A的作用区域212，其中外框架236的内边缘实质上界定作用区域212的外边界。声谐振器200A的在外框架236上方及下方(且由空气环150接界)的区域可称为外框架区域，且声谐振器200A的在内框架232上方及下方的区域可称为内框架区域。钝化层165(任选)安置于顶部电极235’的顶部上，具有足以将声堆叠的所有层与环境绝缘(包含进行保护以免受水分、腐蚀物、污染物、碎屑等的影响)的厚度。
顶部空气环150形成于压电层125与顶部电极135’之间。如上文所论述，顶部空气环150沿着声谐振器200A的周边的全部或一部分延伸。空气环150包括在顶部电极235’的连接侧上的空气桥152及沿着其余外侧周边的空气翼154。空气环150的内边缘(即，空气桥152及空气翼154的相应内边缘)可实质上界定声谐振器200A的囊括作用区域112的主隔膜区域118的外边界。
在所描绘的实施例中，温度补偿层140掩埋或囊封于顶部电极235’中，如上文参考图1B所论述。温度补偿层140的外边缘被定位成超出空气翼154的内边缘达预定长度。换句话说，温度补偿层140在声谐振器200A的主隔膜区域118外侧延伸达预定长度。温度补偿层140延伸超出主隔膜区域118的部分被指示为温度补偿层140的端部分141。在所描绘的实施例中，端部分141包含从主隔膜区域118的外边界(例如，空气翼154的内边缘)延伸到腔110的外边缘的具有第一预定长度的第一区段141a(由箭头AR指示)。端部分141进一步包含从腔110的外边缘延伸到温度补偿层140的外边缘的具有第二预定长度的第二区段141b(由箭头TC指示)。可调整第一区段141a及第二区段141b的长度以及端部分141的总体预定长度以优化声谐振器200A的各种操作参数，例如最大化声谐振器200A的Q因子值及并联电阻Rp值中的至少一者。
如上文所提及，声谐振器200A还包含内框架232及外框架236，其可为形成于顶部电极235’的顶部表面上的附加框架，如图2A中所展示。举例来说，内框架232形成于顶部电极235’的可实质上处于顶部电极235’的中心的内部分中，且由外框架236至少部分地环绕。内框架232可为额外薄材料层或从顶部电极235’的突出部，如下文所论述。外框架236围绕顶部电极235’的外周边而形成。类似于内框架232，外框架236可为额外薄材料层或从顶部电极235’的突出部，如下文所论述。内框架232及外框架236在其之间界定间隙234。
举例来说，参考图2A，声谐振器200A的形状可为变迹或不规则的，如图1A中所展示，其中内框架232由间隙234环绕，且间隙234由外框架236环绕，外框架236可沿循顶部电极235’的外周边。当然，声谐振器200A可形成为替代形状，例如圆形、正方形、矩形、梯形等，如上文所提及。在所描绘的实施例中，内框架232及外框架236具有与声谐振器200A实质上相同的(周边)形状。然而，在各种实施例中，内框架232及外框架236的形状可不同于彼此及/或不同于声谐振器200A。
举例来说，内框架232及外框架236可由一或多种导电或介电材料形成，例如铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、钨(W)、铱(Ir)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)、掺碳氧化硅(CDO)、碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆酸钛酸铅(PZT)、金刚石或类金刚石碳(DLC)。在图2A中所描绘的说明性配置中，内框架232比外框架236薄。然而，在替代配置中，内框架232可比外框架236厚，或内框架232与外框架236可具有相同厚度。
此外，在各种实施例中，内框架232及/或外框架236可形成多界面框架图案。多界面框架图案提供例如由具有不同宽度的堆叠式台阶结构形成的多个横向特征。所述多个横向界面提供经改进的选定模式局限及/或抑制，因此实现性能参数(包含针对低于串联谐振频率Fs的频率的Q因子以及在并联谐振频率Fp下的并联电阻Rp或在Fs下的串联电阻Rs中的一者)的最大化。当多界面框架图案具有堆叠式台阶结构时，所述台阶具有变化的(例如，减小的)宽度，所述宽度是经完美调谐的(意味着其宽度实质上等于在所关注频率下主传播模式的四分之一波长)或啁啾式的(意味着其宽度不满足四分之一波长条件)。在颁予布拉克等人的第2013/0063227号美国专利申请公开案(2013年3月14日公开)中提供了对用于内框架及外框架的多界面框架图案的进一步论述，所述美国专利申请公开案特此以全文引用方式并入本文中。
内框架232及外框架236的厚度可变化以为任何特定情形提供独特益处或以满足各种实施方案的应用特有设计要求。通常，内框架232及外框架236的应用使声谐振器200A的作用区域112的谐振频率(“截止频率”)移位且以其它方式改进操作，举例来说，通过提供边界条件的匹配。内框架232的厚度增加致使声谐振器200A的谐振频率移位到较低，且相反地，内框架232的厚度减小致使谐振频率移位到较高。同样地，外框架236的厚度增加致使声谐振器200A的谐振频率移位到较低，且外框架236的厚度减小致使谐振频率移位到较高。在说明性实施例中，外框架236的厚度可为内框架232的厚度的大约两倍。此外，在非限制性说明性配置中，内框架232的厚度可为约到约，且外框架236的厚度可为约到约，但各种厚度及相对厚度均可变化，此并不背离本发明教示的范围。
间隙234布置于内框架232与外框架236之间且以其它方式由内框架232及外框架236界定，且通常与内框架232的厚度成比例地变化。也就是说，内框架232的厚度的增加需要更小间隙234。举例来说，在非限制性说明性配置中，针对上文所提及的内框架232的说明性范围，间隙234可具有约3μm到约8μm的宽度。内框架232及外框架236以及间隙234的布置因此能够改进声谐振器200A的边界声条件的匹配。对边界声条件的此修改显著地减少及/或抑制声横向模式的激发，这引起寄生谐振强度的减小及声谐振器200A的Q因子的改进。因此，举例来说，内框架232可经配置以抑制横向声波的一部分从主隔膜区域218的中心传播。
举例来说，在颁予白川(Shirakawa)等人的第8,575,820号美国专利(2013年11月5日颁布)中提供对内框架及外框架的进一步论述，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。另外，内框架及/或外框架可为合成框架而非附加框架。合成框架可具有集成到顶部电极235’中的横向特征，使得顶部电极235’可具有实质上平面顶部表面。举例来说，在颁予布拉克等人的第13/766,933号美国专利申请案(2013年2月14日申请)及颁予布拉克等人的第14/092,026号美国专利申请案(2014年11月27日申请)中提供对集成框架(例如低速或高速框架)的论述，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。
举例来说，合成框架的集成横向特征可由Al或Mo形成且可通过将不同材料嵌入于顶部电极235’(或下文所论述的底部电极215’)内而形成，其中通常经暴露上部或下部表面分别与顶部电极235’的上部或下部表面共面。合成框架的使用可简化关于在平面表面上施加各层对声谐振器的制作。例如，其可防止在上覆层中形成露出物，这可保持声谐振器的结构稳定性。
一般来说，外框架抑制对应外框架区域中的电激发活塞模式，且反射及以其它方式谐振地抑制沿横向方向的传播本征模式，其中两种效果同时改进声谐振器的操作。这是因为外框架的存在通常在框架区域与作用区域的其它部分之间产生截止频率失配及声阻抗失配中的至少一者。
与作用区域相比降低框架区域中的截止频率的外框架可称为低速框架(LVF)，而与作用区域相比增加框架区域中的截止频率的外框架可称为高速框架(HVF)。此命名法的依据是，对于合成框架(针对其框架与作用区域的厚度为实质上相同的)，截止频率的增加或降低分别与形成框架的声堆叠的有效声速的增加或降低实质上等效。
具有比作用区域的对应有效声速低的有效声速的合成或附加框架(即，LVF)通常在作用区域的截止频率以上增加声谐振器的并联电阻Rp及Q因子。相反地，具有比作用区域的对应有效声速高的有效声速的合成或附加框架(即，HVF)通常在作用区域的截止频率以下降低声谐振器的串联电阻Rs且增加声谐振器的Q因子。举例来说，典型的低速框架有效地给区域提供比作用区域显著低的截止频率且因此在框架区域中靠近顶部电极的边缘处最小化电激发活塞模式的振幅。此外，其提供两个界面(阻抗失配平面)，这增加传播本征模式的反射。这些传播本征模式在作用/框架界面处是机械激发的，且在顶部电极边缘处既是机械激发又是电激发的。在针对给定本征模式恰当设计框架的宽度的情况下，其引起对所述特定本征模式的谐振增强抑制。另外，充分宽的低速框架提供用于使由与传播本征模式类似的机制激发的消散及复合模式平滑衰减的区域。以上效果的组合在并联谐振频率Fp下产生更好的能量局限及更高Q因子。
在以上所引用的颁予布拉克等人的第13/663,449号美国专利申请案(2012年10月29日申请)及颁予布拉克等人的第13/660,941号美国专利申请案(2012年10月25日申请)中描述了框架以及相关材料及操作特性的各种额外实例，所述美国专利申请案特此以全文引用方式并入本文中。如所解释，可相对于声谐振器的其它部分(例如声堆叠的顶部及底部电极以及压电层)以各种替代位置及配置来放置框架。另外，可调整其尺寸、材料、相对定位等等以实现特定设计目标，例如目标谐振频率、串联电阻Rs、并联电阻Rp或机电耦合系数Kt2。
图2B及2C描绘声谐振器200A关于于温度补偿特征的位置的变化形式。特定来说，图2B中的声谐振器200B与声谐振器200A实质上相同，只不过温度补偿层140囊封于底部电极(底部电极115’)中，且图2C中的声谐振器200C与声谐振器200A实质上相同，只不过温度补偿层140囊封于压电层(压电层125’)中。在图2B及图2C中，空气环150形成于压电层125、125’与顶部电极235之间。此外，顶部电极235包含形成于其顶部表面上的内框架232及外框架236的添加。
参考图2B，特定来说，声谐振器200B包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115’、安置于底部电极115’上的压电层125、安置于压电层125上的顶部(第二)电极235及安置于顶部电极235上的钝化层165(任选地)。温度补偿层140掩埋或囊封于底部电极115’中。内框架232及外框架236添加于顶部电极235的表面上，但其可作为其中顶部电极235是合成电极的集成框架而包含，如上文所论述。共同地，底部电极115’、压电层125及顶部电极235构成声谐振器200B的声堆叠，且底部电极115’、压电层125及顶部电极235当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。然而，如上文所论述，作用区域112的外边界实质上由外框架236的内边缘界定，且主隔膜区域118的外边界分别实质上由空气桥152及空气翼154的内边缘界定。
参考图2C，声谐振器200C包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125’、安置于压电层125’上的顶部(第二)电极235及安置于顶部电极235上的钝化层165(任选地)。温度补偿层140掩埋或囊封于压电层125’中。内框架232及外框架236添加于顶部电极235的表面上，但其可作为其中顶部电极235是合成电极的集成框架而包含，如上文所论述。共同地，底部电极115、压电层125’及顶部电极235构成声谐振器200C的声堆叠，且底部电极115、压电层125’及顶部电极235当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。然而，如上文所论述，作用区域112的外边界实质上由外框架236的内边缘界定，且主隔膜区域118的外边界分别实质上由空气桥152及空气翼154的内边缘界定。
在声谐振器200B及200C两者中，即使温度补偿层140不在实际上界定空气环150且包含内框架232及外框架236的顶部电极235中，各种预定长度(包含第一区段141a的第一预定长度AR及第二区段141b的第二预定长度TC)也为实质上相同的，如上文参考图2A所论述。也就是说，温度补偿层140的外边缘被定位成超出空气翼154的内边缘达预定长度。换句话说，温度补偿层140在声谐振器200B、200C的主隔膜区域118外侧延伸达预定长度。温度补偿层140延伸超出主隔膜区域118的部分被指示为温度补偿层140的端部分141。如上文所述，延伸超出主隔膜区域118的端部分141包含从主隔膜区域118的外边界延伸到腔110的外边缘的第一区段141a(由箭头AR指示)及从腔110的外边缘延伸到温度补偿层140的外边缘的第二区段141b(由箭头TC指示)。可调整第一区段141a及第二区段141b的长度及相对长度以及端部分141的总体预定长度以优化声谐振器200B、200C的各种操作参数，如上文所论述。
图3A-3C是图解说明根据代表性实施例具有温度补偿层的声谐振器的横截面图。
参考图3A，声谐振器300A类似于声谐振器100B，只不过延伸超出声谐振器300A的作用区域的温度补偿层140在形成于衬底105中的腔110的外边界内结束。因此，声谐振器300A(例如，FBAR)包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125及安置于压电层125上的顶部(第二)电极335’。共同地，底部电极115、压电层125及顶部电极335’构成声谐振器300A的声堆叠。底部电极115、压电层125及顶部电极335’当中在空气腔110上方的重叠部提供声谐振器300A的作用区域312。钝化层165(任选)安置于顶部电极235’的顶部上，具有足以将声堆叠的所有层与环境绝缘(包含进行保护以免受水分、腐蚀物、污染物、碎屑等的影响)的厚度。
顶部空气环150形成于压电层125与顶部电极335’之间。如上文所论述，顶部空气环150沿着声谐振器300A的周边的全部或一部分延伸，且包括在顶部电极335’的连接侧上的空气桥152及沿着其余外侧周边的空气翼154。空气环150的内边缘(即，空气桥152及空气翼154的相应内边缘)可实质上界定声谐振器300A的作用区域112的外边界。
在所描绘的实施例中，温度补偿层140掩埋或囊封于顶部电极335’中，如上文参考图1B所论述。温度补偿层140的外边缘被定位成超出空气翼154的内边缘达预定长度。换句话说，温度补偿层140在声谐振器300A的作用区域112外侧延伸达预定长度。温度补偿层140延伸超出作用区域112的部分被指示为温度补偿层140的端部分142。然而，不同于本文中所描述的先前实施例，端部分142在腔110的外边界内结束。腔110的边缘的其余长度由延伸腔区段111指示。可调整端部分142及延伸腔区段111的长度以优化声谐振器300A的各种操作参数，例如最大化声谐振器300A的Q因子值及并联电阻Rp值中的至少一者。为改进Q因子及/或并联电阻Rp，端部分142及延伸腔区段111的经优化长度为约相同的，例如约1μm。
图3B及3C描绘声谐振器300A关于温度补偿特征的位置的变化形式。特定来说，图3B中的声谐振器300B与声谐振器300A实质上相同，只不过温度补偿层140囊封于底部电极(底部电极115’)中，且图3C中的声谐振器300C与声谐振器300A实质上相同，只不过温度补偿层140囊封于压电层(压电层125’)中。在图3B及图3C两者中，空气环150形成于压电层125、125’与顶部电极335之间。此外，在图3A-3C中所展示的声谐振器的替代实施例中，顶部电极335、335’可包含内框架及/或外框架，如上文参考图2A-2C所论述。
参考图3B，特定来说，声谐振器300B包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115’、安置于底部电极115’上的压电层125、安置于压电层125上的顶部(第二)电极335及安置于顶部电极335上的钝化层165(任选地)。温度补偿层140掩埋或囊封于底部电极115’中。共同地，底部电极115’、压电层125及顶部电极235构成声谐振器200B的声堆叠，且底部电极115’、压电层125及顶部电极335当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。然而，如上文所论述，作用区域112的外边界分别实质上由空气桥152及空气翼154的内边缘界定。
参考图2C，声谐振器300C包括界定腔110的衬底105、安置于衬底105及腔110上的底部(第一)电极115、安置于底部电极115上的压电层125’、安置于压电层125’上的顶部(第二)电极335及安置于顶部电极335上的钝化层165(任选地)。温度补偿层140掩埋或囊封于压电层125’中。共同地，底部电极115、压电层125’及顶部电极335构成声谐振器300C的声堆叠，且底部电极115、压电层125’及顶部电极335当中在腔110上方的重叠部提供作用区域112。然而，如上文所论述，作用区域112的外边界分别实质上由空气桥152及空气翼154的内边缘界定。
在声谐振器300B及300C两者中，即使温度补偿层140不在实际上界定空气环150的顶部电极335中，各种预定长度(包含温度补偿层140的端部分142及延伸腔区段111的长度)也为实质上相同的，如上文参考图2A所论述。
图4是描绘根据代表性实施例随着顶部电极(含纳温度补偿层)的边缘向衬底腔中延伸的量而变的并联电阻Rp值的曲线图。
所述曲线图是基于图1B中所展示的实施例的代表性数值模拟，其中顶部电极135’的边缘(其对应于空气翼154的内边缘)向腔110中延伸(由图1B中的长度AR指示)。水平轴以微米为单位来展示此量，其中“0”表示空气翼154的内边缘与腔110的外边缘的对准。垂直轴展示对应并联电阻Rp(以任意单位)。
在所描绘的实例中，底部电极115由具有约的厚度的Mo形成，压电层125由具有约的厚度的AlN形成，顶部电极135’由具有约的厚度的Mo形成，温度补偿层140由具有约的厚度的TEOS形成，且钝化层165由具有约的厚度的AlN形成。在这些参数下，轨迹410指示在空气翼154向腔110中延伸大约3.25μm时获得最佳并联电阻Rp。明显地，轨迹410还指示3.0μm半周期(6.0μm周期)，此表明在顶部电极135’外侧(即，空气翼154的内边缘)的cTE波具有其本征波数的大约0.151/μm实部。据推测，顶部电极135’的边缘发射传播到腔110的外边缘且从那里反射的cTE模式。在顶部电极135’外侧的驻波条件可抑制(轨迹410的峰值)或增强(轨迹410的谷值)此模式。对于较小距离(例如，小于3.0μm)，较高阶复合及/或消散模式可干扰此行为。
虽然以上说明呈现了呈FBAR装置形式的数个实施例，但举例来说，可以其它形式的声谐振器来实施所描述概念中的数者，例如其中经囊封温度补偿层延伸超出相应声谐振器的作用区域的SMR。
尽管本文中揭示了实例性实施例，但所属领域的普通技术人员了解，根据本发明教示的许多变化形式是可能的且保持于所附权利要求书的范围内。例如，如上文所指示，可不同地更改框架的位置、尺寸、材料及甚至数目。另外，可添加及/或移除其它特征以进一步改进所描述装置的各种性能特性。在审阅本文中的说明书、图式及权利要求书之后所属领域的技术人员将明确这些及其它变化形式。因此，本发明仅限于所附权利要求书的精神及范围内。

Claims (20)

1.一种体声波BAW谐振器装置，其包括：
衬底；
底部电极，其形成于所述衬底上方；
压电层，其形成于所述底部电极上；
顶部电极，其形成于所述压电层上；
空气翼及空气桥，其形成于所述压电层与所述顶部电极之间，所述空气翼具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘；及
温度补偿特征，其具有正温度系数以用于抵消所述压电层的负温度系数的至少一部分，
其中所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。
2.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括囊封于所述顶部电极中的温度补偿层，且
其中所述温度补偿层的外边缘被定位成超出所述空气翼的所述内边缘达所述预定长度。
3.根据权利要求2所述的BAW谐振器装置，其中囊封于所述顶部电极中的所述温度补偿层的所述外边缘位于形成于所述衬底中的腔的外边缘内。
4.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括囊封于所述压电层中的温度补偿层，且
其中所述温度补偿层的外边缘被定位成超出所述空气翼的所述内边缘达所述预定长度。
5.根据权利要求2所述的BAW谐振器装置，其中囊封于所述压电层中的所述温度补偿层的所述外边缘位于形成于所述衬底中的腔的外边缘内。
6.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括囊封于所述底部电极中的温度补偿层，且
其中所述温度补偿层的外边缘被定位成超出所述空气翼的所述内边缘达所述预定长度。
7.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括位于所述底部电极与所述压电层之间的温度补偿层，且
其中所述温度补偿层的外边缘被定位成超出所述空气翼的所述内边缘达所述预定长度。
8.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述底部电极及所述顶部电极中的至少一者包括具有集成横向特征的合成电极。
9.根据权利要求8所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括温度补偿层，所述温度补偿层在所述底部电极及所述顶部电极中包括具有所述集成横向特征的所述合成电极的所述至少一者中。
10.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征的在所述作用区域外侧延伸的所述预定长度经优化以最大化所述BAW谐振器装置的质量因子(Q)值及并联电阻(Rp)值中的至少一者。
11.根据权利要求1所述的BAW谐振器装置，其中所述空气翼的所述内边缘向形成于所述衬底中的腔延伸达第一预定长度，且所述温度补偿特征延伸超过所述腔的外边缘达第二预定长度，使得所述温度补偿特征的在所述作用区域外侧延伸的所述预定长度为所述第一与第二预定长度的总和。
12.根据权利要求11所述的BAW谐振器装置，其中所述第一及第二预定长度经优化以最大化所述BAW谐振器装置的质量因子(Q)值及并联电阻(Rp)值中的至少一者。
13.根据权利要求12所述的BAW谐振器装置，其中所述空气翼的所述内边缘向所述腔中延伸的所述第一预定长度为大约2μm或更大，且所述温度补偿特征延伸超过所述腔的所述外边缘的所述第二预定长度大于或等于大约2μm。
14.一种体声波BAW谐振器装置，其包括：
衬底，其界定腔；
底部电极，其形成于所述衬底及所述腔的至少一部分上方；
压电层，其形成于所述底部电极上；
顶部电极，其形成于所述压电层上；
外框架，其形成于所述顶部电极上或所述顶部电极中，所述外框架具有界定所述BAW谐振器装置的作用区域的外边界的内边缘；
空气翼及空气桥，其形成于声堆叠的所述压电层与所述顶部电极之间；及
温度补偿特征，其具有正温度系数以用于抵消至少所述压电层的负温度系数的至少一部分，
其中所述温度补偿特征在所述作用区域外侧延伸达预定长度。
15.根据权利要求14所述的BAW谐振器装置，其中所述空气翼的内边缘界定含纳所述作用区域的主隔膜区域的外边界，且
其中所述温度补偿特征延伸超过所述空气翼的所述内边缘达所述预定长度。
16.根据权利要求14所述的BAW谐振器装置，其进一步包括：
内框架，其形成于所述顶部电极上或所述顶部电极中在至少部分地由所述外框架环绕的区内，所述内框架经配置以抑制横向声波的一部分从所述主隔膜区域的中心传播。
17.根据权利要求16所述的BAW谐振器装置，其中所述外框架的厚度大于所述内框架的厚度。
18.根据权利要求14所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿特征包括囊封于所述底部电极、所述压电层或所述顶部电极中的一者中的温度补偿层。
19.根据权利要求18所述的BAW谐振器装置，其中所述温度补偿层由原硅酸四乙酯TEOS、二氧化硅SiO2或掺硼氧化硅BSG形成。
20.根据权利要求19所述的BAW谐振器装置，其中所述压电层包括掺杂有至少一种稀土元素的压电材料，所述至少一种稀土元素抵消由所述温度补偿层导致的所述BAW谐振器装置的机电耦合系数的降级的至少一部分。
CN201510201346.2A 2014-04-30 2015-04-24 具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置 Active CN105048986B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/266,445 US9401691B2 (en) 2014-04-30 2014-04-30 Acoustic resonator device with air-ring and temperature compensating layer
US14/266,445 2014-04-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105048986A CN105048986A (zh) 2015-11-11
CN105048986B true CN105048986B (zh) 2017-09-01

Family

ID=54326159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510201346.2A Active CN105048986B (zh) 2014-04-30 2015-04-24 具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9401691B2 (zh)
CN (1) CN105048986B (zh)
DE (1) DE102015106724B4 (zh)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9991871B2 (en) 2011-02-28 2018-06-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bulk acoustic wave resonator comprising a ring
US10284173B2 (en) 2011-02-28 2019-05-07 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Acoustic resonator device with at least one air-ring and frame
CN102904546B (zh) * 2012-08-30 2016-04-13 中兴通讯股份有限公司 一种温度补偿能力可调节的压电声波谐振器
US10404231B2 (en) * 2014-02-27 2019-09-03 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Acoustic resonator device with an electrically-isolated layer of high-acoustic-impedance material interposed therein
JP6256605B2 (ja) * 2014-06-12 2018-01-10 株式会社村田製作所 圧電デバイス
DE102014111993B4 (de) * 2014-08-21 2017-12-21 Snaptrack, Inc. Mikroakustische Bauelement mit verbesserter Temperaturkompensation
US10547283B2 (en) * 2016-03-10 2020-01-28 Qorvo Us, Inc. Bulk acoustic wave resonator with a border ring and an inner ring
US11581866B2 (en) * 2016-03-11 2023-02-14 Akoustis, Inc. RF acoustic wave resonators integrated with high electron mobility transistors including a shared piezoelectric/buffer layer and methods of forming the same
US11070184B2 (en) * 2016-03-11 2021-07-20 Akoustis, Inc. Piezoelectric acoustic resonator manufactured with piezoelectric thin film transfer process
KR20180017941A (ko) * 2016-08-11 2018-02-21 삼성전기주식회사 탄성파 필터 장치 및 그 제조방법
US10756703B2 (en) 2016-08-18 2020-08-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Bulk acoustic wave resonator
WO2018063311A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Intel Corporation Releasing a resonator employing a thermally formable film
US10715099B2 (en) * 2016-10-28 2020-07-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Bulk acoustic wave resonator and method for manufacturing the same
US10965271B2 (en) * 2017-05-30 2021-03-30 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Acoustic resonator and method for fabricating the same
DE102017118804B3 (de) * 2017-08-17 2018-11-15 RF360 Europe GmbH Akustischer Resonator mit hohem Q
US10700660B2 (en) 2017-10-25 2020-06-30 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Bulk acoustic wave resonator
US20210211115A1 (en) * 2017-11-14 2021-07-08 Anhui Yunta Electronic Technologies Co., Ltd. Piezoelectric resonator and manufacturing method of piezoelectric resonator
DE102018104947B3 (de) * 2018-03-05 2019-08-01 RF360 Europe GmbH BAW-Resonator mit einem erhöhten Qualitätsfaktor
US11095267B2 (en) 2018-03-28 2021-08-17 Qorvo Us, Inc. Coupled resonator filter with embedded border ring
US11152909B2 (en) 2018-04-19 2021-10-19 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Bulk acoustic wave resonators having low atomic weight metal electrodes
US11018651B2 (en) 2018-04-19 2021-05-25 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Bulk acoustic wave resonators having doped piezoelectric material and an adhesion and diffusion barrier layer
CN109004914B (zh) * 2018-07-11 2022-05-03 开元通信技术（厦门）有限公司 一种声表面波器件及其制备方法
KR20200017739A (ko) * 2018-08-09 2020-02-19 삼성전기주식회사 체적 음향 공진기
US11509287B2 (en) 2018-12-14 2022-11-22 Qorvo Us, Inc. Bi-polar border region in piezoelectric device
US11437977B2 (en) * 2018-12-14 2022-09-06 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Bulk-acoustic resonator and elastic wave filter device
CN109889179A (zh) * 2018-12-26 2019-06-14 天津大学 谐振器和梯形滤波器
WO2020132999A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 天津大学 带有温度补偿层的谐振器、滤波器
WO2020133004A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 天津大学 一种薄膜体声波谐振器
CN109802646B (zh) * 2018-12-26 2023-07-04 天津大学 带有温度补偿层的谐振器、滤波器
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
CN110868172B (zh) * 2019-04-23 2023-09-26 中国电子科技集团公司第十三研究所 薄膜体声谐振器和半导体器件
CN110868182B (zh) * 2019-04-23 2023-06-16 中国电子科技集团公司第十三研究所 谐振器和滤波器
CN110868176A (zh) * 2019-04-23 2020-03-06 中国电子科技集团公司第十三研究所 具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器
CN110868173B (zh) * 2019-04-23 2023-08-15 中国电子科技集团公司第十三研究所 谐振器及滤波器
EP4005090A4 (en) 2019-07-31 2023-08-30 Qxonix Inc. MASS LOADED BULK ACOUSTIC WAVE (BAW) RESONATOR STRUCTURES, DEVICES AND SYSTEMS
CN111010115A (zh) * 2019-08-09 2020-04-14 天津大学 体声波谐振器、滤波器和电子设备及控制谐振器温度的方法
KR102338022B1 (ko) * 2019-08-19 2021-12-10 (주)와이솔 에어갭형 fbar
CN111010122B (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
CN111010135A (zh) * 2019-10-26 2020-04-14 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器、滤波器及电子设备
KR102311593B1 (ko) * 2019-10-28 2021-10-12 (주)와이솔 에어갭형 fbar
CN111245394B (zh) * 2019-12-16 2021-06-01 诺思(天津)微系统有限责任公司 电极具有空隙层与温补层的体声波谐振器、滤波器及电子设备
JP2021097313A (ja) * 2019-12-17 2021-06-24 三安ジャパンテクノロジー株式会社 弾性波デバイスパッケージ
CN111049495B (zh) * 2019-12-30 2021-05-04 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种高品质因数的薄膜体声波谐振器的优选结构
CN111130492B (zh) * 2019-12-31 2021-06-01 诺思(天津)微系统有限责任公司 悬翼结构具有角部的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN111262548B (zh) * 2019-12-31 2021-06-22 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器组、滤波器、电子设备、机电耦合系数调整方法
CN111262540A (zh) * 2019-12-31 2020-06-09 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、滤波器及电子设备
CN111224641B (zh) * 2020-01-22 2021-08-10 诺思(天津)微系统有限责任公司 一种滤波器、双工器、高频前端电路及通信装置
CN111740007B (zh) * 2020-03-31 2022-09-09 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 压电器件及其形成方法
KR20210123827A (ko) * 2020-04-06 2021-10-14 삼성전기주식회사 체적 음향 공진기
US20220038076A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Wisol Co., Ltd. Air-gap type film bulk acoustic resonator
KR102463862B1 (ko) * 2020-08-20 2022-11-04 (주)와이솔 개선된 온도계수를 갖는 fbar 칩 및 패키지
KR102609139B1 (ko) * 2020-10-13 2023-12-05 삼성전기주식회사 체적 음향 공진기
CN113472309B (zh) * 2021-04-29 2022-12-09 广州乐仪投资有限公司 压电mems硅谐振器以及电子设备
US11575360B1 (en) * 2022-03-21 2023-02-07 Newsonic Technologies Electrode structure of bulk acoustic resonator with edge air gap and fabrication method thereof
CN116961611A (zh) * 2022-04-20 2023-10-27 京东方科技集团股份有限公司 一种体声波谐振器、体声波谐振器的制备方法和电子设备
CN114978095B (zh) * 2022-05-18 2024-09-10 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种温度补偿型薄膜体声波谐振器、其制造方法及滤波器
WO2024097094A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Applied Materials, Inc. Within-substrate stress control of piezoelectric films using dynamic bias during piezoelectric device fabrication
WO2024097095A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Applied Materials, Inc. High power seed layer patterning on piezoelectric thin films for piezoelectric device fabrication

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801614A (zh) * 2004-10-01 2006-07-12 安捷伦科技公司 具有一质量负荷周边的薄膜体声波谐振器
CN1845453A (zh) * 2005-04-06 2006-10-11 安捷伦科技有限公司 使用填充凹进区的声谐振器的性能增强
CN103684336A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 安华高科技通用Ip(新加坡)公司 包含具有内埋式温度补偿层的电极的谐振器装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587620A (en) 1993-12-21 1996-12-24 Hewlett-Packard Company Tunable thin film acoustic resonators and method for making the same
US6107721A (en) 1999-07-27 2000-08-22 Tfr Technologies, Inc. Piezoelectric resonators on a differentially offset reflector
US6384697B1 (en) 2000-05-08 2002-05-07 Agilent Technologies, Inc. Cavity spanning bottom electrode of a substrate-mounted bulk wave acoustic resonator
US6548943B2 (en) 2001-04-12 2003-04-15 Nokia Mobile Phones Ltd. Method of producing thin-film bulk acoustic wave devices
US7275292B2 (en) 2003-03-07 2007-10-02 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method for fabricating an acoustical resonator on a substrate
CN100583626C (zh) 2003-10-06 2010-01-20 Nxp股份有限公司 谐振器结构及其制造方法
US7358831B2 (en) 2003-10-30 2008-04-15 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Film bulk acoustic resonator (FBAR) devices with simplified packaging
US7280007B2 (en) 2004-11-15 2007-10-09 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Thin film bulk acoustic resonator with a mass loaded perimeter
US7388454B2 (en) 2004-10-01 2008-06-17 Avago Technologies Wireless Ip Pte Ltd Acoustic resonator performance enhancement using alternating frame structure
US8981876B2 (en) 2004-11-15 2015-03-17 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric resonator structures and electrical filters having frame elements
US7345410B2 (en) 2006-03-22 2008-03-18 Agilent Technologies, Inc. Temperature compensation of film bulk acoustic resonator devices
US7629865B2 (en) 2006-05-31 2009-12-08 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Piezoelectric resonator structures and electrical filters
WO2009110062A1 (ja) * 2008-03-04 2009-09-11 富士通株式会社 圧電薄膜共振器、フィルタ、通信モジュール、および通信装置
US8902023B2 (en) 2009-06-24 2014-12-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure having an electrode with a cantilevered portion
US8248185B2 (en) 2009-06-24 2012-08-21 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator structure comprising a bridge
US8692631B2 (en) * 2009-10-12 2014-04-08 Hao Zhang Bulk acoustic wave resonator and method of fabricating same
US8253513B2 (en) 2010-03-16 2012-08-28 Hao Zhang Temperature compensated thin film acoustic wave resonator
US9136818B2 (en) 2011-02-28 2015-09-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked acoustic resonator comprising a bridge
US9203374B2 (en) 2011-02-28 2015-12-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Film bulk acoustic resonator comprising a bridge
US8575820B2 (en) 2011-03-29 2013-11-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Stacked bulk acoustic resonator
US8896395B2 (en) 2011-09-14 2014-11-25 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Accoustic resonator having multiple lateral features
US9525399B2 (en) 2011-10-31 2016-12-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Planarized electrode for improved performance in bulk acoustic resonators
US9385684B2 (en) 2012-10-23 2016-07-05 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic resonator having guard ring

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801614A (zh) * 2004-10-01 2006-07-12 安捷伦科技公司 具有一质量负荷周边的薄膜体声波谐振器
CN1845453A (zh) * 2005-04-06 2006-10-11 安捷伦科技有限公司 使用填充凹进区的声谐振器的性能增强
CN103684336A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 安华高科技通用Ip(新加坡)公司 包含具有内埋式温度补偿层的电极的谐振器装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015106724B4 (de) 2017-08-03
US9401691B2 (en) 2016-07-26
DE102015106724A1 (de) 2015-11-05
US20150318837A1 (en) 2015-11-05
CN105048986A (zh) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105048986B (zh) 具有空气环及温度补偿层的声谐振器装置
US11489510B2 (en) Bulk acoustic wave resonator with piezoelectric layer comprising lithium niobate or lithium tantalate
US10284173B2 (en) Acoustic resonator device with at least one air-ring and frame
US9490418B2 (en) Acoustic resonator comprising collar and acoustic reflector with temperature compensating layer
US9571063B2 (en) Acoustic resonator device with structures having different apodized shapes
US10404231B2 (en) Acoustic resonator device with an electrically-isolated layer of high-acoustic-impedance material interposed therein
US9853626B2 (en) Acoustic resonator comprising acoustic redistribution layers and lateral features
US9691963B2 (en) Capacitive coupled resonator and filter device with comb electrodes and support pillars separating piezoelectric layer
US9099983B2 (en) Bulk acoustic wave resonator device comprising a bridge in an acoustic reflector
US9246473B2 (en) Acoustic resonator comprising collar, frame and perimeter distributed bragg reflector
US9571064B2 (en) Acoustic resonator device with at least one air-ring and frame
US9490770B2 (en) Acoustic resonator comprising temperature compensating layer and perimeter distributed bragg reflector
US9203374B2 (en) Film bulk acoustic resonator comprising a bridge
US9608594B2 (en) Capacitive coupled resonator device with air-gap separating electrode and piezoelectric layer
US9525397B2 (en) Acoustic resonator comprising acoustic reflector, frame and collar
US8084919B2 (en) Piezoelectric thin-film resonator, filter using the same, and duplexer using the same
US10340885B2 (en) Bulk acoustic wave devices with temperature-compensating niobium alloy electrodes
US9634642B2 (en) Acoustic resonator comprising vertically extended acoustic cavity
US10367472B2 (en) Acoustic resonator having integrated lateral feature and temperature compensation feature
US20140118092A1 (en) Accoustic resonator having integrated lateral feature and temperature compensation feature
JP2014090414A (ja) カラー構造体を有する音響共振器
KR20130018399A (ko) 압전 층 내에 형성된 브리지를 포함하는 벌크 음향파 공진기
JP2007006501A (ja) 交互配列の縁部構造を利用した音響共振器の性能向上
WO2020015904A1 (en) High q baw resonator with spurious mode suppression
KR20150096344A (ko) 음향 반사기, 프레임 및 칼라를 포함하는 음향 공진기

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181019

Address after: Singapore Singapore

Patentee after: Annwa high tech Limited by Share Ltd

Address before: Singapore Singapore

Patentee before: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte. Ltd.