CN107453729B - 一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。本发明为含有温度补偿层的和具备低频率温度漂移特性的薄膜体声波器件，能够在保持其良好的品质因数的同时，实现在牺牲层释放时对温度补偿层的有效保护。
Description
技术领域
本发明涉及属于薄膜体声波器件技术领域，特别是涉及一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器。
背景技术
随着无线通信技术及智能手机的发展，射频前端对元器件性能指标、集成度的要求越来越高。基于薄膜体声波器件的射频前端滤波器、双工器、多工器因其具有小体积、低插损、快速滚降、低功耗等优点，已被广泛使用于智能手机、通信终端、以及通信基站中，并将于未来应用于车联网、工业控制等物联网终端的通信设备中。此外，基于薄膜体声波器件的振荡器在高速串行数据设备如SATA硬盘驱动器、USB3.0标准PC外设、C-type接口、光线收发器等中极具应用价值。
典型的薄膜体声波谐振器包括位于衬底上的声反射层、位于声反射层上的底电极层、位于底电极层上的压电层，以及位于压电层上的顶电极层。声反射层的两种常见具体形式分别是，空气腔结构，以及由高声阻抗层和低声阻抗层交叠而成的多层复合结构。空气腔的形成过程通常是，先沉积一层牺牲层材料，当器件其它各层加工完成后，对牺牲层材料进行释放，留下的空间即可形成空腔。
当在薄膜体声波谐振器的上、下电极施加交变电压时，压电材料在外电场作用下会发生纵向形变，产生纵向传播和振动的体声波。该体声波会在薄膜体声波谐振器的上、下表面被反射回来，形成压电体内的驻波，从而产生谐振。该声波谐振经由压电材料的压电效应，会在上下电极形成成可以测量的电信号，即体声波谐振器的谐振电信号。该信号包含谐振频率、振幅、相位等信息。此外，为了提升薄膜体声波谐振器的表面抗氧化、功率耐受、机械强度、频率温度稳定等性能，还可能在上述基本结构的基础上，添加额外的材料层及结构。
薄膜体声波谐振器的谐振频率由各层薄膜的厚度及厚度方向上的材料声速决定，不包括声反射层及衬底。具体地，当厚度增大时，谐振频率降低；当材料声速变小时，谐振频率降低。由于薄膜体声波谐振器的压电层、电极层的厚度及声速都会随温度而变化，因此薄膜体声波谐振器的谐振频率也随温度而变化。常见的压电层、电极层材料如氮化铝、钼都是负温度系数材料，即材料声速都随温度升高而变小。例如，氮化铝的声速的温度系数为-25ppm/℃，钼的声速的温度系数为-60ppm/℃。因此，薄膜体声波谐振器的谐振频率通常都随温度升高而降低，其温度系数受到各层材料的厚度比例影响，通常在-30ppm/℃到-40ppm/℃之间。
在薄膜体声波谐振器中添加具有正温度系数的材料层，例如温度系数为+60ppm/℃的二氧化硅层，可以实现对其他材料层负温度系数的抵消作用，使薄膜体声波谐振器整体呈现低温漂(+/-10ppm/℃以内)、甚至零温漂特性。然而，二氧化硅及带有其它元素掺杂的二氧化硅材料，通常也是空气腔型薄膜体声波谐振器的牺牲层材料。当对牺牲层材料进行释放处理时，需保证温度补偿层的二氧化硅材料结构完好、不被破坏、释放，从而保证该薄膜体声波谐振器的温度稳定性。
中国专利申请201010293846公开了一种温度补偿薄膜体声波谐振器，该专利说明书附图5E所示，其温度补偿层边界的上方，仅有超薄的导电层以及压电层薄膜覆盖。由于温度补偿层的图形化通常为刻蚀工艺形成，因此温度补偿层在其边界处的表面很粗糙，导致生长在其边界上方的超薄导电层和压电层薄膜缺陷较多，容易形成微孔。当薄膜体声波谐振器经历牺牲层的释放工艺时，超薄的导电层和压电层薄膜的组合难以对温度补偿层形成有效保护，刻蚀液极易在温度补偿层边界上方处通过压电层和超薄导电层的微孔侵透压电层薄膜，钻入温度补偿层。由于温度补偿层与牺牲层通常都使用二氧化硅或掺杂型二氧化硅材料，因此牺牲层刻蚀液也会对温度补偿层造成腐蚀破坏。
美国专利申请US20120154074A1公开了另一种温度补偿薄膜体声波谐振器，其温度补偿层的边界位于空气腔的边界以内。这种结构的特点是，空气腔内中心区域是有温度补偿层的，而空气腔内的边缘区域是没有温度补偿层的。当空气腔位于电场内时，两个不同层叠结构的谐振器会同时振动，从而产生寄生模式，影响谐振器的品质因数。此外，该对比专利并未指出，其顶电极层需覆盖温度补偿层的上方。该对比专利也并未指出或暗示，其顶电极位于温度补偿层边界处上方时可以起到对温度补偿层的释放保护作用。
综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今薄膜体声波器件技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足而提供一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，本发明为含有温度补偿层的和具备低频率温度漂移特性的薄膜体声波器件，能够在保持其良好的品质因数的同时，实现在牺牲层释放时对温度补偿层的有效保护。
根据本发明提出的第一个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
根据本发明提出的第二个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述的顶电极层的第一方向上延伸出凹槽的边界以外，所述的顶电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；所述压电层上设有保护层，所述保护层在顶电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，在顶电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
根据本发明提出的第三个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有复合结构层；所述复合结构层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖温度补偿层的边界的上方；其中，所述复合结构层包括：i.位于衬底上的底电极层；ii.位于底电极层上的温度补偿层，所述的温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；iii.位于温度补偿层上的超薄电极层，该超薄电极层与底电极层导电连接；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
根据本发明提出的第四个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有第一电极层；所述第一电极层上设有第一压电层；所述第一压电层上设有第二电极层；所述第二电极层上设有温度补偿层，所述的温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有第二压电层；所述第二压电层上设有第三电极层；所述第二压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
本发明的实现原理是：本发明提出的四个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波器件，均由电极施加电场，但该电场仅加载在空气腔边界以内，从而保证了薄膜体声波器件具有较高的品质因数，且围绕在顶部电极周围施加额外的保护层结构，该保护层结构覆盖了温度补偿层的边界上方区域，在牺牲层释放时对温度补偿层起到保护作用。具体说，由于薄膜体声波谐振器的温度补偿层的图形化通常为刻蚀工艺形成，因此温度补偿层在其边界处经过刻蚀的表面很粗糙，导致生长在其边界上方的压电层薄膜缺陷较多，容易形成微孔。当薄膜体声波谐振器经历牺牲层的释放工艺时，暴露在刻蚀液中的压电层薄膜难以对温度补偿层形成有效保护，刻蚀液极易在温度补偿层边界上方处通过压电层的微孔侵透压电层薄膜，钻入温度补偿层。由于温度补偿层与牺牲层通常都使用二氧化硅或掺杂型二氧化硅材料，因此牺牲层刻蚀液也会对温度补偿层造成腐蚀破坏。本发明通过在温度补偿层边界处的压电层上方设置保护层，可以阻碍刻蚀液与温度补偿层上方的压电层粗糙表面直接接触，或减弱刻蚀液的浸透能力，从而避免温度补偿层被牺牲层刻蚀液侵蚀。
本发明与现有技术相比其显著优点在于：
第一，本发明与中国专利申请201010293846公开的现有技术相比，本发明中温度补偿层的边界上方，不仅有压电层薄膜覆盖，还有位于压电层薄膜上方的保护层覆盖。由于该保护层位于压电层之上，并非直接位于温度补偿层边界粗糙表面之上，因此，相比于直接位于温度补偿层边界上方的超薄导电层，该保护层的孔洞缺陷密度显著降低。且该保护层的厚度可以较厚，甚至超过顶电极和底电极的厚度。因此，本发明的保护层可以对温度补偿层边界处的粗糙表面形成更有效的保护，避免牺牲层释放用的溶液侵蚀温度补偿层。
第二，本发明与美国专利申请US20120154074A1公开的现有技术相比，本发明的技术方案有两方面的优点。首先，本发明的温度补偿层的边界延伸到空气腔的边界以外，从而保证了空气腔内均有温度补偿层，避免了寄生模式的出现而造成谐振器品质因数的下降。其次，本发明限定保护层位于温度补偿层边界的上方，且明确提出，该保护层的设置能够起到对温度补偿层的释放保护作用。
第三，本发明与现有公知技术的叠加方案相比，本发明设置了位于温度补偿层边界上方、直接位于压电层之上的保护层，能够显著降低温度补偿层边界上方的孔洞缺陷密度，从而避免牺牲层释放时对温度补偿层的破坏。现有公知技术的叠加方案因不具有本发明的复合结构特征，所以根本无法实现本发明的有益效果。
综上所述，本发明显著地推进了薄膜体声波器件领域的技术进步和发展。
附图说明
图1为本发明的第一个实施例的薄膜体声波谐振器的顶视角示意图。
图2为本发明的第一个实施例的薄膜体声波谐振器的横截面示意图。
图3为本发明的第二个实施例的薄膜体声波谐振器的顶视角示意图。
图4为本发明的第二个实施例的薄膜体声波谐振器的横截面示意图。
图5为本发明的第三个实施例的薄膜体声波谐振器的横截面示意图。
图6为本发明的第四个实施例的薄膜体声波器件的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提出的第一个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
本发明提出的第二个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述的顶电极层的第一方向上延伸出凹槽的边界以外，所述的顶电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；所述压电层上设有保护层，所述保护层在顶电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，在顶电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。
本发明提出的第三个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有复合结构层；所述复合结构层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖温度补偿层的边界的上方；其中：所述复合结构层包括：i.位于衬底上的底电极层；ii.位于底电极层上的温度补偿层，所述的温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；iii.位于温度补偿层上的超薄电极层，该超薄电极层与底电极层导电连接；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。其中，所述顶电极层的第一方向上延伸出凹槽的边界以外，所述顶电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；且所述保护层在顶电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，所述保护层在顶电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方。
本发明提出的第四个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有第一电极层；所述第一电极层上设有第一压电层；所述第一压电层上设有第二电极层；所述第二电极层上设有温度补偿层，所述的温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有第二压电层；所述第二压电层上设有第三电极层；所述第二压电层上设有保护层，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料或介电材料。其中，所述第三电极层的第一方向上延伸出所述凹槽的边界以外，所述第三电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；且所述保护层在所述第三电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，所述保护层在第三电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方。
本发明提出的第一至第四个的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器的进一步优选方案在于：
所述保护层的材质为导电材料时，该保护层不与所述顶电极层接触；所述保护层为介电材料时，该保护层与所述顶电极层接触或者不与所述顶电极层接触。
所述的凹槽为空气腔。
所述的温度补偿层的频率温度系数与压电层的频率温度系数的数值相反。
所述温度补偿层的材质为碲氧化物、氧化硅中的一种或两种的组合物。
下面结合附图进一步公开本发明的具体实施例。
实施例1，如图1、图2所示，是本发明提出的第一个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器。其中：图1为顶视角示意图，图2为图1中A-A横截面的示意图。在这个典型实施例1中，薄膜体声波谐振器100包括衬底110，衬底上表面带有凹槽120，衬底110上设有底电极层130，底电极层130上设有温度补偿层140，温度补偿层140上设有压电层150，压电层150上设有顶电极层161，压电层150上还设有保护层162。
其中，凹槽120设有边界，温度补偿层140也设有边界，且为保证温度补偿层140在有效谐振区域内都存在，限定温度补偿层140的边界延伸到凹槽120的边界以外。由于温度补偿层120边界处存在刻蚀产生的台阶，台阶表面相比于温度补偿层的水平表面更加粗糙，导致位于该台阶处之上的压电层晶体质量较差，极易产生细微的孔洞、裂纹等不易观察到的缺陷。当器件经历牺牲层释放工艺时，刻蚀液容易透过台阶处的压电层薄膜侵蚀温度补偿层，对温度补偿层造成破坏。因此，保护层162将覆盖温度补偿层120边界处的上方，起到保护作用。
显然，保护层162可以与顶电极层161同为导电材料。进一步地，保护层162可以与顶电极层161为同一种材料。当保护层162与顶电极层161相连，即保护层162与顶电极层161构成连续的电极时，顶电极层161、压电层150与底电极层130的交叠区域的边缘将有部分直接位于衬底之上。根据薄膜体声波谐振器理论，由压电层及位于压电层上、下位置的电极层的水平交叠区域定义为有效谐振区域，如果该区域没有完全悬浮于衬底凹槽的空气腔之上，声波能量会从直接位于衬底上的部分向衬底泄露，严重损害薄膜体声波谐振器的品质因数和有效机电耦合系数两项重要的指标。因此，当保护层162可以与顶电极层161同为导电材料时，两者不能相接触，即不能形成电学上的连接。根据上述理论，当保护层162为介电材料时，即使它与顶电极层161相接触，也不会造成有效谐振区域向空气腔外的延伸，因此不会影响薄膜体声波谐振器的性能。
温度补偿层的频率温度系数需与不含有温度补偿层的薄膜体声波谐振器的频率温度系数相反，从而实现温度补偿效果。通常，构成薄膜体声波谐振器的基本结构如压电层150与底电极层130、顶电极层161选用的材料都为负温度系数材料，因此，温度补偿层140通常为正温度系数材料。例如，碲氧化物、氧化硅都是正温度系数材料，两者的组合也是正温度系数材料。
实施例2，如图3、图4所示,是本发明提出的第二个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器。其中：图3为顶视角示意图，图4为图3中B-B横截面的示意图。在这个典型实施例中，薄膜体声波谐振器200包括衬底210，衬底上表面带有凹槽220的衬底210，衬底210上设有底电极层230，底电极层230上设有温度补偿层240，温度补偿层240上设有压电层250，压电层250上设有顶电极层261，压电层250上还设有保护层262。
其中，凹槽220设有边界，温度补偿层240也设有边界，且为保证温度补偿层240在有效谐振区域内都存在，限定温度补偿层240的边界延伸到凹槽220的边界以外。与本发明第一个实施例不同的是，该实施例中，顶电极层261在其第一方向上延伸出凹槽220的边界以外，用于水平面的电极信号引出，但在其它方向上仍保留在凹槽220的边界以内。保护层262在温度补偿层240的其它方向上覆盖了温度补偿层240的边界的上方，但在顶电极层261的第一方向上并不覆盖温度补偿层240的边界的上方。保护层在牺牲层释放时起到对温度补偿层的保护作用，防止刻蚀液侵蚀温度补偿层。在顶电极层261的第一方向上，由于电极引出，保护层262在该方向上可以不覆盖温度补偿层240的边界的上方，会造成温度补偿层的局部损伤，但由于损失面积很小，对体声波谐振器的整体性能影响不大。
显然，保护层262可以与顶电极层261同为导电材料。进一步地，保护层262可以与顶电极层261为同一种材料。当保护层262与顶电极层261相连，即保护层262与顶电极层261构成连续的电极时，顶电极层261、压电层250与底电极层230的交叠区域的边缘将有部分直接位于衬底之上。根据薄膜体声波谐振器理论，由压电层及位于压电层上、下位置的电极层的水平交叠区域定义为有效谐振区域，如果该区域没有完全悬浮于衬底凹槽的空气腔之上，声波能量会从直接位于衬底上的部分向衬底泄露，严重损害薄膜体声波谐振器的品质因数和有效机电耦合系数两项重要的指标。因此，当保护层262可以与顶电极层261同为导电材料时，两者不能相接触，即不能形成电学上的连接。根据上述理论，当保护层262为介电材料时，即使它与顶电极层261相接触，也不会造成有效谐振区域向空气腔外的延伸，因此不会影响薄膜体声波谐振器的性能。
温度补偿层的频率温度系数需与不含有温度补偿层的薄膜体声波谐振器的频率温度系数相反，从而实现温度补偿效果。通常，构成薄膜体声波谐振器的基本结构如压电层250与底电极层230、顶电极层261选用的材料都为负温度系数材料，因此，温度补偿层240通常为正温度系数材料。例如，碲氧化物、氧化硅都是正温度系数材料，两者的组合也是正温度系数材料。
实施例3，如图5所示，是本发明提出的第三个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器。其中，薄膜体声波谐振器300包括衬底310，衬底上表面带有凹槽320，衬底310上设有底电极层330，底电极层330上设有温度补偿层340，温度补偿层340上设有超薄电极层370，超薄电极层上设有压电层350，压电层350上设有顶电极层361，压电层350上还设有保护层362。
其中，凹槽320设有边界，温度补偿层340也设有边界，且为保证温度补偿层120在有效谐振区域内都存在，限定温度补偿层120的边界延伸到凹槽120的边界以外。顶电极层361在其第一方向上延伸出凹槽320的边界以外，用于水平面的电极信号引出，但在其它方向上仍保留在凹槽320的边界以内。与本发明实施例2不同的是，实施例2中，存在超薄电极层370，位于温度补偿层340与压电层350之间。超薄电极层370与底电极为导电连接，该连接可以位于超薄电极层的边缘处，也可以位于超薄电极层的中间位置。在温度补偿层的中间位置形成上下贯通的通孔，并以导电材料填充，可以实现超薄电极层与底电极层的导电连接。保护层362在温度补偿层340的其它方向上覆盖了温度补偿层340的边界的上方，但在顶电极层361的第一方向上并不覆盖温度补偿层340的边界的上方。保护层在牺牲层释放时起到对温度补偿层的保护作用，防止刻蚀液侵蚀温度补偿层。在顶电极层的第一方向上，由于电极引出，保护层在该方向上可以不覆盖温度补偿层的边界的上方，会造成温度补偿层的局部损伤，但由于损失面积很小，对体声波谐振器的整体性能影响不大。
显然，保护层362可以与顶电极层361同为导电材料。进一步地，保护层362可以与顶电极层361为同一种材料。当保护层362与顶电极层361相连，即保护层362与顶电极层361构成连续的电极时，顶电极层361、压电层350与底电极层330的交叠区域的边缘将有部分直接位于衬底之上。当保护层362与顶电极层361同为导电材料时，两者不能相接触，即不能形成电学上的连接。当保护层362为介电材料时，可以与顶电极层361相接触，也可以不接触。
温度补偿层的频率温度系数需与不含有温度补偿层的薄膜体声波谐振器的频率温度系数相反，从而实现温度补偿效果。通常，构成薄膜体声波谐振器的基本结构如压电层350与底电极层330、顶电极层361选用的材料都为负温度系数材料，因此，温度补偿层340通常为正温度系数材料。例如，碲氧化物、氧化硅都是正温度系数材料，两者的组合也是正温度系数材料。
实施例4，如图6所示，是本发明提出的第四个一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器。其中，薄膜体声波谐振器400包括衬底410，衬底上表面带有凹槽420，衬底410上设有第一电极层430，第一电极层430上设有第一压电层440，第一压电层440上设有第二电极层450，第二电极层450上设有温度补偿层460，温度补偿层460上设有第二压电层470，第二压电层470上设有第三电极层481，第二压电层470上还设有保护层482。
其中，凹槽420设有边界，温度补偿层460也设有边界，且为保证温度补偿层420在有效谐振区域内都存在，限定温度补偿层420的边界延伸到凹槽420的边界以外。保护层482在温度补偿层460的其它方向上覆盖了温度补偿层460的边界的上方，但在第三电极层481的第一方向上并不覆盖温度补偿层460的边界的上方。保护层在牺牲层释放时起到对温度补偿层的保护作用，防止刻蚀液侵蚀温度补偿层。在第三电极层的第一方向上，由于电极引出，保护层在该方向上可以不覆盖温度补偿层的边界的上方，会造成温度补偿层的局部损伤，但由于损失面积很小，对体声波谐振器的整体性能影响不大。
显然，保护层482可以与第三电极层481同为导电材料。进一步地，保护层482可以与第三电极层481为同一种材料。当保护层482与第三电极层481相连，即保护层482与第三电极层481构成连续的电极时，第三电极层481、第二压电层470、第二电极层450、第一压电层440与第一电极层430的交叠区域的边缘将有部分直接位于衬底之上。当保护层482与第三电极层481同为导电材料时，两者不能相接触，即不能形成电学上的连接。当保护层482为介电材料时，可以与第三电极层481相接触，也可以不接触。
温度补偿层的频率温度系数需与不含有温度补偿层的薄膜体声波谐振器的频率温度系数相反，从而实现温度补偿效果。通常，构成薄膜体声波谐振器的基本结构如第一压电层440、第二压电层470、第一电极层430、第二电极层450、第三电极层481选用的材料都为负温度系数材料，因此，温度补偿层460通常为正温度系数材料。例如，碲氧化物、氧化硅都是正温度系数材料，两者的组合也是正温度系数材料。
本发明的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。
本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。
以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (8)
1.一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层与压电层紧贴；所述保护层与顶电极层不接触；所述保护层位于顶电极层的外部，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料。
2.一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有底电极层；所述底电极层上设有温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到所述凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述顶电极层的第一方向上延伸出凹槽的边界以外，所述顶电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；所述压电层上设有保护层，所述保护层与压电层紧贴；所述保护层与顶电极不接触；所述保护层位于顶电极的外部，所述保护层在顶电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，在顶电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料。
3.一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有复合结构层；所述复合结构层上设有压电层；所述压电层上设有顶电极层；所述压电层上设有保护层，所述保护层与压电层紧贴；所述保护层与顶电极不接触；所述保护层位于顶电极的外部，所述保护层至少覆盖温度补偿层的边界的上方；其中，所述复合结构层包括：i.位于衬底上的底电极层；ii.位于底电极层上的温度补偿层，所述温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；iii.位于温度补偿层上的超薄电极层，该超薄电极层与底电极层导电连接；所述保护层的材质为导电材料；其中：所述顶电极层的第一方向上延伸出凹槽的边界以外，所述顶电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；且所述保护层在顶电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，所述保护层在顶电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方。
4.一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，包括衬底，其特征在于，还包括所述衬底的上表面带有凹槽，所述凹槽设有边界；所述衬底上设有第一电极层；所述第一电极层上设有第一压电层；所述第一压电层上设有第二电极层；所述第二电极层上设有温度补偿层，所述的温度补偿层的边界延伸到凹槽的边界以外；所述温度补偿层上设有第二压电层；所述第二压电层上设有第三电极层；所述第二压电层上设有保护层，所述保护层与第二压电层紧贴；所述保护层与第三电极层不接触；所述保护层位于第三电极层的外部，所述保护层至少覆盖所述温度补偿层的边界的上方；所述保护层的材质为导电材料；其中：所述第三电极层的第一方向上延伸出所述凹槽的边界以外，所述第三电极层的其它方向上保留在凹槽的边界以内；且所述保护层在所述第三电极层的其它方向上覆盖了所述温度补偿层的边界的上方，所述保护层在第三电极层的第一方向上不覆盖温度补偿层的边界的上方。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述保护层的材质为导电材料时，该保护层不与所述顶电极层接触。
6.根据权利要求5所述的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述的凹槽为空气腔。
7.根据权利要求6所述的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述的温度补偿层的频率温度系数与压电层的频率温度系数的数值相反。
8.根据权利要求7所述的一种基于复合结构的温度补偿薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述温度补偿层的材质为碲氧化物、氧化硅中的一种或两种的组合物。
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