CN108023563B - 具质量调整结构的体声波共振器及其应用于体声波滤波器 - Google Patents

具质量调整结构的体声波共振器及其应用于体声波滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具质量调整结构的体声波共振器及其应用于体声波滤波器，包括：一支撑层、一底金属层、一压电层、一顶金属层以及一质量调整结构。其中支撑层形成于一基板上，支撑层具有一空腔，空腔具有一顶部内表面；底金属层形成于支撑层上；压电层形成于底金属层上；顶金属层形成于压电层上；其中一声波共振区域由顶金属层、压电层、底金属层、支撑层以及空腔的投影的一重叠区域所定义，声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域；其中质量调整结构包括一边缘质量调整结构，边缘质量调整结构形成于顶部内表面上边缘区域内。

Description

具质量调整结构的体声波共振器及其应用于体声波滤波器
技术领域
本发明涉及一种具质量调整结构的体声波共振器，具有增强体声波共振器的共振膜的机械强度、增强体声波共振器的品质因子、并可抑制寄生模态等优点。
背景技术
请参阅图10，其是现有技术的一体声波共振器的一具体实施例。包括：一基板90、一底电极91、一压电层92、一顶电极93、一空腔94以及一环状压电层凹槽95。其中底电极91形成于基板90上；压电层92形成于底电极91上；顶电极93形成于压电层92上；空腔94形成于底电极91的下基板90的上。其中顶电极93、压电层92以及底电极91重叠的部分是体声波共振器的共振膜。其中，沿着体声波共振器的共振膜的周边围绕一圈将压电层92的材料移除，而形成环状压电层凹槽95。凭借环状压电层凹槽95的形成，使得体声波共振器的共振膜的周边的边界条件改变。由于体声波共振器的共振膜的周边的边界条件改变，当入射波于体声波共振器的共振膜的周边反射时，反射波与入射波的比例会有所改变。凭借设计适当的宽度、深度的环状压电层凹槽95，可以调整反射波与入射波的比例，进而增强体声波共振器的品质因子(QFactor)。
由于体声波共振器的共振膜的宽度通常远大于空腔94的深度，因此在体声波共振器的共振膜由顶电极93、压电层92以及底电极91所构成的情况下，尤其是金属所构成的顶电极93以及底电极91，使得体声波共振器的共振膜受到应力影响时较易向下弯曲，因而有可能使底电极91的底部接触到基板90，影响到体声波共振器的特性。移除压电层92的材料以形成环状压电层凹槽95，会影响到体声波共振器的共振膜的机械结构强度，使得体声波共振器的共振膜受到应力影响时更易向下弯曲，此外体声波共振器的共振膜的机械强度不足，甚至可能会造成体声波共振器的共振膜塌陷。
由于声波系在体声波共振器的共振膜内传导共振，因此，体声波共振器的共振膜的顶电极93、压电层92以及底电极91的整体平整度良好与否将直接影响到体声波共振器的共振特性。在另一现有技术的体声波共振器的实施例中，系于底电极91的上表面的边缘形成一凸起结构，凭借此凸起结构使得体声波共振器的共振膜的周边的边界条件改变，进而使得反射波与入射波的比例改变。凭借设计适当的此凸起结构的尺寸，可以调整反射波与入射波的比例，进而增强体声波共振器的品质因子。然而，将此凸起结构形成于底电极91的上表面的边缘，在制程当中，会使得压电层92的平整度变差，进而影响到体声波共振器的共振膜整体的平整度，因此声波在体声波共振器的共振膜内传导的特性会受到影响，使得体声波共振器的共振特性受到不利的影响。
有鉴于此，发明人开发出更佳的设计，能够避免上述的缺点，以兼顾使用弹性与经济性等考量，因此遂有本发明的产生。
发明内容
本发明所欲解决的技术问题在于能增强体声波共振器的共振膜的机械结构强度，避免影响到声波共振器的共振膜的整体平整度，并同时增强体声波共振器的品质因子。
为解决前述问题，以达到所预期的功效，本发明提供一种具质量调整结构的体声波共振器，包括：一支撑层、一底金属层、一压电层、一顶金属层以及一质量调整结构。其中支撑层形成于一基板上，其中支撑层具有一空腔，空腔具有一顶部内表面；底金属层形成于支撑层上；压电层形成于底金属层上；顶金属层形成于压电层上；其中一声波共振区域由顶金属层、压电层、底金属层、支撑层以及空腔的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域；其中质量调整结构包括一边缘质量调整结构，边缘质量调整结构形成于顶部内表面上边缘区域内。其中边缘质量调整结构具有一厚度以及一宽度。
凭借质量调整结构(包括边缘质量调整结构)，使得体声波共振器的声波共振区域内的顶金属层、压电层以及底金属层所形成的一声波共振膜的周边的边界条件改变。当入射波于声波共振膜的周边反射时，由于声波共振膜的周边的边界条件的改变，使得反射波与入射波的比例产生改变。
凭借设计调整质量调整结构的尺寸(如设计调整边缘质量调整结构的厚度或宽度)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器的品质因子，并可同时抑制寄生模态(Spurious Mode)。此外，支撑层可有效增强体声波共振器的机械结构强度，以避免于受到应力影响时体声波共振器向下弯曲而接触到基板，影响到体声波共振器的特性，此外增强了体声波共振器的声波共振膜的机械强度，可避免体声波共振器的声波共振膜塌陷。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；且其中边缘质量调整结构的一厚度不等于中央质量调整结构的一厚度。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；且其中边缘质量调整结构包含一第一边缘质量调整次结构，第一边缘质量调整次结构形成于第一边缘次区域内。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中边缘质量调整结构还包含一第二边缘质量调整次结构，其中第二边缘质量调整次结构形成于第二边缘次区域内；其中第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于第一边缘质量调整次结构的一厚度；且其中第二边缘质量调整次结构的厚度不等于中央质量调整结构的一厚度。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中边缘质量调整结构包含一第二边缘质量调整次结构；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；且其中第二边缘质量调整次结构形成于第二边缘次区域内。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；且其中第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于中央质量调整结构的一厚度。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中边缘质量调整结构还包含一第一边缘质量调整次结构，其中第一边缘质量调整次结构形成于第一边缘次区域内；且其中第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于第一边缘质量调整次结构的一厚度。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中该质量调整结构由一金属材料、一绝缘体材料或一半导体材料所构成。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中金属材料包括选自以下群组的至少一者：钛(Ti)、钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)以及钌(Ru)；绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅(Silicon Oxide)、氮化硅(Silicon Nitride)、氮化铝(Aluminum Nitride)、以及高分子聚合物(polymer)；半导体材料包括选自以下群组的至少一者：砷化镓(GaAs)、磷化铟镓(InGaP)、砷化铟镓(InGaAs)以及磷化铟(InP)。
于一实施例中，前述的具质量调整结构的体声波共振器，其中构成支撑层的材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物。
此外，本发明更提供一种体声波滤波器，包括复数个体声波共振器。其中前述复数个体声波共振器形成于一基板上，其中前述复数个体声波共振器的每一者包括：一支撑层、一底金属层、一压电层以及一顶金属层。其中支撑层形成于基板上，其中支撑层具有一空腔，空腔具有一顶部内表面；底金属层形成于支撑层上；压电层形成于底金属层上；顶金属层形成于压电层上；其中一声波共振区域由顶金属层、压电层、底金属层、支撑层以及空腔的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域。其中前述复数个体声波共振器中的至少两者分别具有一质量调整结构，其中质量调整结构具有以下几何构形的其中之一：几何构形1：质量调整结构包括一边缘质量调整结构，其中边缘质量调整结构形成于顶部内表面上边缘区域内；且其中边缘质量调整结构具有一厚度以及一宽度；几何构形2：质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一边缘质量调整结构；其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；边缘质量调整结构形成于顶部内表面上边缘区域内；其中中央质量调整结构具有一厚度；其中边缘质量调整结构具有一厚度以及一宽度；且其中边缘质量调整结构的厚度不等于中央质量调整结构的厚度；几何构形3：质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一第一边缘质量调整次结构；其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；其中第一边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第一边缘次区域内；其中第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；且其中中央质量调整结构具有一厚度；几何构形4：质量调整结构包括一中央质量调整结构、一第一边缘质量调整次结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；其中第一边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第一边缘次区域内；第二边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第二边缘次区域内；其中第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中中央质量调整结构具有一厚度；其中第二边缘质量调整次结构的厚度不等于第一边缘质量调整次结构的厚度；且其中第二边缘质量调整次结构的厚度不等于中央质量调整结构的厚度；几何构形5：质量调整结构包括一第二边缘质量调整次结构；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；其中第二边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第二边缘次区域内；且其中第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；几何构形6：质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中中央质量调整结构形成于顶部内表面上中央区域内；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；其中第二边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第二边缘次区域内；其中第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中中央质量调整结构具有一厚度；且其中第二边缘质量调整次结构的厚度不等于中央质量调整结构的厚度；以及几何构形7：质量调整结构包括一第一边缘质量调整次结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间；其中第一边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第一边缘次区域内；其中第二边缘质量调整次结构形成于顶部内表面上第二边缘次区域内；其中第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；且其中第二边缘质量调整次结构的厚度不等于第一边缘质量调整次结构的厚度。其中前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器中的至少两者，其所具有的质量调整结构具有非全同的几何构形。
一般而言，体声波滤波器包括两种体声波共振器，第一种为一具有较高频率的串联体声波共振器；第二种为一具有较低频率的并联体声波共振器。由于质量调整结构会使得体声波共振器的声波共振膜的周边的边界条件改变，进而影响到反射波与入射波的比例。因此，不同形状设计的质量调整结构，或是相同形状设计但尺寸不同的质量调整结构，会使得声波共振膜的周边的边界条件的改变有所不同，进而使得反射波与入射波的比例的改变也不同。故，可凭借分别设计调整体声波滤波器的至少有两个前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器(其所具有的质量调整结构具有非全同的几何构形)，凭借其所具有的非全同的几何构形的质量调整结构，来分别调整体声波滤波器的具有不同频率的两种体声波共振器(包括具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器)，使得体声波滤波器的具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器都可分别有效地增强其体声波共振器的品质因子，并可同时抑制寄生模态。
于一实施例中，前述的体声波滤波器，其中前述质量调整结构的每一者由一金属材料、一绝缘体材料或一半导体材料所构成。
于一实施例中，前述的体声波滤波器，其中金属材料包括选自以下群组的至少一者：钛、钼、铂、铝、金、钨以及钌；绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物；半导体材料包括选自以下群组的至少一者：砷化镓、磷化铟镓、磷化铟镓以及磷化铟。
于一实施例中，前述的体声波滤波器，其中构成支撑层的材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物。
为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合图式、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形1)的体声波共振器的一具体实施例。
图2是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形2)的体声波共振器的另一具体实施例。
图3是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形3)的体声波共振器的又一具体实施例。
图4是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形4)的体声波共振器的再一具体实施例。
图5是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形5)的体声波共振器的另一具体实施例。
图6是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形6)的体声波共振器的又一具体实施例。
图7是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形7)的体声波共振器的再一具体实施例。
图8、图9是本发明的一种体声波滤波器的具体实施例。
图10是现有技术的一体声波共振器的一具体实施例。
附图标记说明：1、1’体声波共振器；10基板；20支撑层；22、22’空腔的顶部内表面；30、30’底金属层；40、40’压电层；50、50’顶金属层；60、60’空腔；7、7’声波共振区域；70、70’中央区域；71、71’边缘区域；711第一边缘次区域；712第二边缘次区域；8、8’质量调整结构；80、80’中央质量调整结构；81、81’边缘质量调整结构；811第一边缘质量调整次结构；812第二边缘质量调整次结构812；90基板；91底电极；92压电层；93顶电极；94空腔；95环状压电层凹槽；D1、D1’边缘质量调整结构的宽度；D11第一边缘质量调整次结构的宽度；D12第二边缘质量调整次结构的宽度；T0、T0’中央质量调整结构的厚度；T1、T1’边缘质量调整结构的厚度；T11第一边缘质量调整次结构的厚度；T12第二边缘质量调整次结构的厚度。
具体实施方式
本发明提供一种具质量调整结构的体声波共振器，包括：一支撑层、一底金属层、一压电层、一顶金属层以及一质量调整结构。其中支撑层形成于基板上，其中支撑层具有一空腔，空腔具有一顶部内表面；底金属层形成于支撑层上；压电层形成于底金属层上；顶金属层形成于压电层的上。其中一声波共振区域由顶金属层、压电层、底金属层、支撑层以及空腔的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域。其中边缘区域系被划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，第二边缘次区域介于中央区域以及第一边缘次区域之间。其中质量调整结构形成于顶部内表面上且形成于(1)边缘区域内、(2)边缘区域内以及中央区域内、(3)第一边缘次区域内以及中央区域内、(4)第一边缘次区域内、第二边缘次区域内以及中央区域内、(5)第二边缘次区域内、(6)第二边缘次区域内以及中央区域内、或(7)第一边缘次区域内以及第二边缘次区域内。由于本发明的质量调整结构形成于空腔的顶部内表面上(与支撑层相连接)，并不会影响到体声波共振器的顶金属层、压电层以及底金属层的整体平整度。且其中，本发明的设计可在将底金属层形成于支撑层的上的前，先对支撑层的上表面进行一化学机械抛光(CPM：ChemicalMechanical Polishing)程序，如此可提高支撑层的上表面的平整度，并同时提高体声波共振器的顶金属层、压电层以及底金属层的整体平整度，进而提高体声波共振器的共振特性。
请参阅图1，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形1)的体声波共振器的一具体实施例。一体声波共振器1形成于一基板10上，体声波共振器1包括：一支撑层20、一底金属层30、一压电层40、一顶金属层50以及一质量调整结构8。其中支撑层20形成于基板10上，其中支撑层20具有一空腔60，空腔60具有一顶部内表面22；底金属层30形成于支撑层20上；压电层40形成于底金属层30上；顶金属层50形成于压电层40的上。其中一声波共振区域7由顶金属层50、压电层40、底金属层30、支撑层20以及空腔60的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域7划分为一边缘区域71以及一中央区域70。其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形1。几何构形1：质量调整结构8包括一边缘质量调整结构81；其中边缘质量调整结构81形成于顶部内表面22上边缘区域71的内；其中边缘质量调整结构81具有一厚度T1以及一宽度D1。凭借质量调整结构8，使得体声波共振器1的声波共振区域7内的顶金属层50、压电层40以及底金属层30所形成的一声波共振膜的周边的边界条件改变。当入射波于声波共振膜的周边反射时，由于声波共振膜的周边的边界条件的改变，使得反射波与入射波的比例产生改变。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整边缘质量调整结构81的厚度T1或宽度D1)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。此外，支撑层20可有效增强体声波共振器1的机械结构强度，以避免于受到应力影响时体声波共振器1向下弯曲而接触到基板10，影响到体声波共振器1的特性，此外增强了体声波共振器1的声波共振膜的机械强度，可避免体声波共振器1的声波共振膜塌陷。
在一些实施例中，质量调整结构8可由金属材料、绝缘体材料或半导体材料所构成；其中金属材料包括选自以下群组的至少一者：钛(Ti)、钼(Mo)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、钨(W)以及钌(Ru)；其中绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅(SiliconOxide)、氮化硅(Silicon Nitride)、氮化铝(Aluminum Nitride)以及高分子聚合物(Polymer)，其中高分子聚合物材料可包括苯并环丁烷(BCB：Benzo Cyclobutane)；其中半导体材料包括选自以下群组的至少一者：砷化镓(GaAs)、磷化铟镓(InGaP)、砷化铟镓(InGaAs)以及磷化铟(InP)。
在一些实施例中，质量调整结构8包含前述的材料的组合，例如，包含了前述的金属材料以及前述的绝缘体材料的组合。例如，在一实施例中的第一边缘质量调整次结构811由前述的金属材料所构成，而其中央质量调整结构80由前述的绝缘体材料。又例如，另一实施例中的边缘质量调整结构81由前述的金属材料以及前述的绝缘体材料的层叠而成。
在本发明的实施例中，底金属层30的材料包括选自以下群组的至少一者：钛、钼、铂、铝、金、钨以及钌；顶金属层50的材料包括选自以下群组的至少一者：钛、钼、铂、铝、金、钨以及钌；压电层40的材料包括选自以下群组的至少一者：氮化铝以及氧化锌(ZincOxide)。在本发明的实施例中，支撑层20的材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物；其中高分子聚合物材料可包括苯并环丁烷。
请参阅图2，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形2)的体声波共振器的另一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形2。几何构形2：质量调整结构8包括：一中央质量调整结构80以及一边缘质量调整结构81。其中中央质量调整结构80形成于空腔60的顶部内表面22上中央区域70内。其中边缘质量调整结构81形成于空腔60的顶部内表面22上边缘区域71内。其中中央质量调整结构80具有一厚度T0。其中边缘质量调整结构81具有一厚度T1及一宽度D1。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整边缘质量调整结构81的厚度T1或宽度D1、或中央质量调整结构80的厚度T0)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。在本实施例中，边缘质量调整结构81的厚度T1系大于中央质量调整结构80的厚度T0。在另一实施例中，边缘质量调整结构81的厚度T1系小于中央质量调整结构80的厚度T0。在又一实施例中，边缘质量调整结构81的厚度T1不等于中央质量调整结构80的厚度T0。
请参阅图3，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形3)的体声波共振器的又一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形3。几何构形3：质量调整结构8包括：一中央质量调整结构80以及一第一边缘质量调整次结构811。其中中央质量调整结构80形成于空腔60的顶部内表面22上中央区域70内。其中边缘区域71系被划分为一第一边缘次区域711以及一第二边缘次区域712，第二边缘次区域712介于中央区域70以及第一边缘次区域711之间。其中第一边缘质量调整次结构811形成于空腔60的顶部内表面22上第一边缘次区域711内。且其中并无质量调整结构8形成于第二边缘次区域712的内，也即图3的实施例中的第一边缘质量调整次结构811是图1的实施例当中的边缘质量调整结构81的一部分。其中第一边缘质量调整次结构811具有一厚度T11以及一宽度D11。中央质量调整结构80具有一厚度T0。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整第一边缘质量调整次结构811的厚度T11或宽度D11、或中央质量调整结构80的厚度T0)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。在本实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11系大于中央质量调整结构80的厚度T0。在另一实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11系小于中央质量调整结构80的厚度T0。在又一实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11系等于中央质量调整结构80的厚度T0。
请参阅图4，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形4)的体声波共振器的再一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形4。几何构形4：质量调整结构8包括一中央质量调整结构80、一第一边缘质量调整次结构811以及一第二边缘质量调整次结构812。其中中央质量调整结构80形成于空腔60的顶部内表面22上中央区域70内。其中边缘区域71系被划分为一第一边缘次区域711以及一第二边缘次区域712，第二边缘次区域712介于中央区域70以及第一边缘次区域711之间。其中第一边缘质量调整次结构811形成于空腔60的顶部内表面22上第一边缘次区域711内。第二边缘质量调整次结构812形成于空腔60的顶部内表面22上第二边缘次区域712内。其中第一边缘质量调整次结构811具有一厚度T11以及一宽度D11。第二边缘质量调整次结构812具有一厚度T12以及一宽度D12。中央质量调整结构80具有一厚度T0。其中第二边缘质量调整次结构812的厚度T12不等于第一边缘质量调整次结构811的厚度T11；且第二边缘质量调整次结构812的厚度T12不等于中央质量调整结构80的厚度T0。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整第一边缘质量调整次结构811的厚度T11或宽度D11、或第二边缘质量调整次结构812的厚度T12或宽度D12、或中央质量调整结构80的厚度T0)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。在本实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11、第二边缘质量调整次结构812的厚度T12以及中央质量调整结构80的厚度T0之间的关是T11>T0>T12。在其他的实施例中，其中有关T11、T12、T0的限制条件是：T12不等于T11(也即，T12可大于或小于T11)，且T12不等于T0(也即，T12可大于或小于T0)；而T11与T0的关系并无限制，也即，T11可大于、等于或小于T0。
请参阅图5，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形5)的体声波共振器的另一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形5。几何构形5：质量调整结构8包括一第二边缘质量调整次结构812。其中边缘区域71系被划分为一第一边缘次区域711以及一第二边缘次区域712，第二边缘次区域712介于中央区域70以及第一边缘次区域711之间。其中第二边缘质量调整次结构812形成于空腔60的顶部内表面22上第二边缘次区域712内。且其中并无质量调整结构8形成于第一边缘次区域711的内，也即图5的实施例中的第二边缘质量调整次结构812是图1的实施例当中的边缘质量调整结构81的一部分。其中第二边缘质量调整次结构812具有一厚度T12以及一宽度D12。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整第二边缘质量调整次结构812的厚度T12或宽度D12)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。
请参阅图6，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形6)的体声波共振器的又一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形6。几何构形6：质量调整结构8包括一中央质量调整结构80以及一第二边缘质量调整次结构812。中央质量调整结构80形成于空腔60的顶部内表面22上中央区域70内。其中边缘区域71系被划分为一第一边缘次区域711以及一第二边缘次区域712，第二边缘次区域712介于中央区域70以及第一边缘次区域711之间。第二边缘质量调整次结构812形成于空腔60的顶部内表面22上第二边缘次区域812内。且其中并无质量调整结构8形成于第一边缘次区域711的内，也即图6的实施例中的第二边缘质量调整次结构812是图1的实施例当中的边缘质量调整结构81的一部分。其中第二边缘质量调整次结构812具有一厚度T12以及一宽度D12。中央质量调整结构80具有一厚度T0。其中第二边缘质量调整次结构812的厚度T12不等于中央质量调整结构80的厚度T0。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整第二边缘质量调整次结构812的厚度T12或宽度D12、或中央质量调整结构80的厚度T0)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。在本实施例中，第二边缘质量调整次结构812的厚度T12系大于中央质量调整结构80的厚度T0。在另一实施例中，第二边缘质量调整次结构812的厚度T12系小于中央质量调整结构80的厚度T0。
请参阅图7，其是本发明的一种具有质量调整结构(几何构形7)的体声波共振器的再一具体实施例。此实施例的主要结构与图1所示的实施例大致相同，然而，其中本实施例的质量调整结构8具有一几何构形7。几何构形7：质量调整结构8包括一第一边缘质量调整次结构811以及一第二边缘质量调整次结构812。其中边缘区域71系被划分为一第一边缘次区域711以及一第二边缘次区域712，第二边缘次区域712介于中央区域70以及第一边缘次区域711之间。其中第一边缘质量调整次结构811形成于空腔60的顶部内表面22上第一边缘次区域711内。第二边缘质量调整次结构812形成于空腔60的顶部内表面22上第二边缘次区域712内。其中第一边缘质量调整次结构811具有一厚度T11以及一宽度D11。第二边缘质量调整次结构812具有一厚度T12以及一宽度D12。其中第二边缘质量调整次结构812的厚度T12不等于第一边缘质量调整次结构811的厚度T11。凭借设计调整质量调整结构8的尺寸(于本实施例中，如，设计调整第一边缘质量调整次结构811的厚度T11或宽度D11、或第二边缘质量调整次结构812的厚度T12或宽度D12)，可调整适当的反射波与入射波的比例，进而有效地增强体声波共振器1的品质因子，并可同时抑制寄生模态。在本实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11系大于第二边缘质量调整次结构812的厚度T12。在另一实施例中，第一边缘质量调整次结构811的厚度T11系小于第二边缘质量调整次结构812的厚度T12。
本发明更提供一种体声波滤波器包括复数个体声波共振器，形成于一基板的上。其中前述复数个体声波共振器中的每一个体声波共振器包括如图1所示的结构中之一支撑层20、一底金属层30、一压电层40以及一顶金属层50。其中支撑层20形成于基板10上，其中支撑层20具有一空腔60，空腔60具有一顶部内表面22；底金属层30形成于支撑层20上；压电层40形成于底金属层30上；顶金属层50形成于压电层40的上。其中一声波共振区域7由顶金属层50、压电层40、底金属层30、支撑层20以及空腔60的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域7划分为一边缘区域71以及一中央区域70。其中在前述复数个体声波共振器中的至少两者具有一质量调整结构8，且其所具有的质量调整结构8可具有几何构形1～几何构形7的其中的任一几何构形(如图1～图7中所示的质量调整结构8)。且其中前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器1中的至少两者，其所具有的质量调整结构8分别具有非全同的几何构形。在此，所谓非全同的几何构形包括两种类型：第一种类型：前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器1中的至少两者，其所具有的质量调整结构8分别具有不同的几何构形(例如图8的实施例，其中一个具有几何构形1，另一个具有几何构形2，稍后将于图8的实施例中做详细说明)；第二种类型：前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器1中的至少两者，其所具有的质量调整结构8具有相同的几何构形，且至少部分尺寸并不相同(例如图9的实施例，两者都具有几何构形1，然而边缘质量调整结构81的厚度T1或宽度D1并不相同，稍后将于图9的实施例中做详细说明)。一般而言，体声波滤波器包括两种体声波共振器，第一种为一具有较高频率的串联体声波共振器；第二种为一具有较低频率的并联体声波共振器。由于质量调整结构会使得体声波共振器的声波共振膜的周边的边界条件改变，进而影响到反射波与入射波的比例。因此，不同形状设计的质量调整结构，或是相同形状设计但尺寸不同的质量调整结构，会使得声波共振膜的周边的边界条件的改变有所不同，进而使得反射波与入射波的比例的改变也不同。故，可凭借分别设计调整体声波滤波器的至少两个前述至少两个具质量调整结构的体声波共振器(其所具有的质量调整结构具有非全同的几何构形)，凭借其所具有的非全同的几何构形的质量调整结构，来分别调整具有不同频率的两种体声波共振器(包括具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器)，使得体声波滤波器的具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器都可分别有效地增强其体声波共振器的品质因子，并可同时抑制寄生模态。
请参阅图8，其是本发明的一种体声波滤波器的一具体实施例。图8的实施例显示两个本发明的一种具质量调整结构的体声波共振器，其所具有的质量调整结构分别具有不同的几何构形(也即第一种类型的非全同的几何构形)。其中包括一体声波共振器1以及一体声波共振器1’，其中体声波共振器1以及体声波共振器1’形成于同一基板20的上。在此实施例中，体声波共振器1可为具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器的其中之一，而体声波共振器1’则为其中的另一。其中体声波共振器1的结构与图1所示的实施例相同，包括：一支撑层20、一底金属层30、一压电层40、一顶金属层50、一空腔60以及一质量调整结构8。其中支撑层20形成于基板10上；底金属层30形成于支撑层20上；压电层40形成于底金属层30上；顶金属层50形成于压电层40的上。其中空腔60形成于支撑层20之下。其中一声波共振区域7由顶金属层50、压电层40、底金属层30、支撑层20以及空腔60的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域7划分为一边缘区域71以及一中央区域70。其中质量调整结构8具有一几何构形1，质量调整结构8包括一边缘质量调整结构81；其中边缘质量调整结构81形成于空腔60的一顶部内表面22上边缘区域71的内；其中边缘质量调整结构81具有一厚度T1及一宽度D1。其中体声波共振器1’的结构与图2所示的实施例相同，包括：支撑层20、一底金属层30’、一压电层40’、一顶金属层50’、一空腔60’以及一质量调整结构8’。其中支撑层20形成于基板10上；底金属层30’形成于支撑层20上；压电层40’形成于底金属层30’上；顶金属层50’形成于压电层40’的上。其中空腔60’形成于支撑层20之下。其中一声波共振区域7’由顶金属层50’、压电层40’、底金属层30’、支撑层20以及空腔60’的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域7’划分为一边缘区域71’以及一中央区域70’。其中质量调整结构8’具有一几何构形2，质量调整结构8’包括一中央质量调整结构80’以及一边缘质量调整结构81’。其中中央质量调整结构80’形成于空腔60’的一顶部内表面22’上中央区域70’的内；其中中央质量调整结构80’具有一厚度T0’。其中边缘质量调整结构81’形成于空腔60’的顶部内表面22’上边缘区域71’的内；其中边缘质量调整结构81’具有一厚度T1’及一宽度D1’。其中质量调整结构8以及质量调整结构8’分别具有不同的几何构形，是第一种类型的非全同的几何构形。在一些实施例中，只要体声波滤波器所包括的体声波共振器当中，有两个体声波共振器的质量调整结构分别具有不同的几何构形，即属于第一种类型的非全同的几何构形。
请参阅图9，其是本发明的一种体声波滤波器的另一具体实施例。图9的实施例显示两个本发明的一种具质量调整结构的体声波共振器，其所具有的质量调整结构具有相同的几何构形，且至少有部分尺寸并不相同(也即第二种类型的非全同的几何构形)。图9的实施例的主要结构与图8所示的实施例大致相同，然而，其中一体声波共振器1’的结构与图1所示的实施例相同。在此实施例中，体声波共振器1可为具有较高频率的串联体声波共振器以及具有较低频率的并联体声波共振器的其中之一，而体声波共振器1’则为其中的另一。其中体声波共振器1’形成于同一基板20上，包括：一支撑层20、一底金属层30’、一压电层40’、一顶金属层50’、一空腔60’以及一质量调整结构8’。其中支撑层20形成于基板10上；底金属层30’形成于支撑层20上；压电层40’形成于底金属层30’上；顶金属层50’形成于压电层40’的上。其中空腔60’形成于支撑层20之下。其中一声波共振区域7’由顶金属层50’、压电层40’、底金属层30’、支撑层20以及空腔60’的投影的一重叠区域所定义，其中声波共振区域7’划分为一边缘区域71’以及一中央区域70’；其中质量调整结构8’具有一几何构形1，质量调整结构8’包括一边缘质量调整结构81’。其中边缘质量调整结构81’形成于空腔60’的一顶部内表面22’上边缘区域71’的内；其中边缘质量调整结构81’具有一厚度T1’及一宽度D1’。其中质量调整结构8以及质量调整结构8’都具有几何构形1，然而其中边缘质量调整结构81的厚度T1系小于边缘质量调整结构81’的厚度T1’，边缘质量调整结构81的宽度D1系大于边缘质量调整结构81’的宽度D1’，因此系属于第二种类型的非全同的几何构形。在一些实施例中，只要体声波滤波器所包括的体声波共振器当中，有两个体声波共振器的质量调整结构具有相同的几何构形，且至少部分尺寸并不相同(例如，边缘质量调整结构的宽度或厚度不同，或中央质量调整结构的厚度不同等等)，此即属于第二种类型的非全同的几何构形。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于，包括：
一支撑层，形成于一基板上，其中该支撑层具有一空腔，该空腔具有一顶部内表面；
一底金属层，形成于该支撑层上；
一压电层，形成于该底金属层上；
一顶金属层，形成于该压电层上，其中一声波共振区域由该顶金属层、该压电层、该底金属层、该支撑层以及该空腔的投影的一重叠区域所定义，其中该声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域；以及
一质量调整结构，其中该质量调整结构包括一边缘质量调整结构，该边缘质量调整结构形成于该顶部内表面上该边缘区域内。
2.根据权利要求1所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；且其中该边缘质量调整结构的一厚度不等于该中央质量调整结构的一厚度。
3.根据权利要求1所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；且其中该边缘质量调整结构包含一第一边缘质量调整次结构，该第一边缘质量调整次结构形成于该第一边缘次区域内。
4.根据权利要求3所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该边缘质量调整结构还包含一第二边缘质量调整次结构，其中该第二边缘质量调整次结构形成于该第二边缘次区域内；其中该第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于该第一边缘质量调整次结构的一厚度；且其中该第二边缘质量调整次结构的该厚度不等于该中央质量调整结构的一厚度。
5.根据权利要求1所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该边缘质量调整结构包含一第二边缘质量调整次结构；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；且其中该第二边缘质量调整次结构形成于该第二边缘次区域内。
6.根据权利要求5所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该质量调整结构还包括一中央质量调整结构，其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；且其中该第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于该中央质量调整结构的一厚度。
7.根据权利要求5所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该边缘质量调整结构还包含一第一边缘质量调整次结构，其中该第一边缘质量调整次结构形成于该第一边缘次区域内；且其中该第二边缘质量调整次结构的一厚度不等于该第一边缘质量调整次结构的一厚度。
8.根据权利要求1所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该质量调整结构由一金属材料、一绝缘体材料或一半导体材料所构成。
9.根据权利要求8所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：该金属材料包括选自以下群组的至少一者：钛、钼、铂、铝、金、钨以及钌；该绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物；该半导体材料包括选自以下群组的至少一者：砷化镓、磷化铟镓、砷化铟镓以及磷化铟。
10.根据权利要求1所述的具质量调整结构的体声波共振器，其特征在于：构成该支撑层的材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物。
11.一种体声波滤波器，其特征在于，包括：
复数个体声波共振器，形成于一基板上，其中该复数个体声波共振器的每一者包括：
一支撑层，形成于该基板上，其中该支撑层具有一空腔，该空腔具有一顶部内表面；
一底金属层，形成于该支撑层上；
一压电层，形成于该底金属层上；以及
一顶金属层，形成于该压电层上，其中一声波共振区域由该顶金属层、该压电层、该底金属层、该支撑层以及该空腔的投影的一重叠区域所定义，其中该声波共振区域划分为一边缘区域以及一中央区域；
其中该复数个体声波共振器中的至少两者分别具有一质量调整结构，其中该质量调整结构具有以下几何构形的其中之一：
几何构形1：该质量调整结构包括一边缘质量调整结构，其中该边缘质量调整结构形成于该顶部内表面上该边缘区域内；且其中该边缘质量调整结构具有一厚度以及一宽度；
几何构形2：该质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一边缘质量调整结构；其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；该边缘质量调整结构形成于该顶部内表面上该边缘区域内；其中该中央质量调整结构具有一厚度；其中该边缘质量调整结构具有一厚度以及一宽度；且其中该边缘质量调整结构的该厚度不等于该中央质量调整结构的该厚度；
几何构形3：该质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一第一边缘质量调整次结构；其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；其中该第一边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第一边缘次区域内；其中该第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；且其中该中央质量调整结构具有一厚度；
几何构形4：该质量调整结构包括一中央质量调整结构、一第一边缘质量调整次结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；其中该第一边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第一边缘次区域内；该第二边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第二边缘次区域内；其中该第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中该第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中该中央质量调整结构具有一厚度；其中该第二边缘质量调整次结构的该厚度不等于该第一边缘质量调整次结构的该厚度；且其中该第二边缘质量调整次结构的该厚度不等于该中央质量调整结构的该厚度；
几何构形5：该质量调整结构包括一第二边缘质量调整次结构；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；其中该第二边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第二边缘次区域内；且其中该第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；
几何构形6：该质量调整结构包括一中央质量调整结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中该中央质量调整结构形成于该顶部内表面上该中央区域内；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；其中该第二边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第二边缘次区域内；其中该第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中该中央质量调整结构具有一厚度；且其中该第二边缘质量调整次结构的该厚度不等于该中央质量调整结构的该厚度；以及
几何构形7：该质量调整结构包括一第一边缘质量调整次结构以及一第二边缘质量调整次结构；其中该边缘区域划分为一第一边缘次区域以及一第二边缘次区域，其中该第二边缘次区域介于该中央区域以及该第一边缘次区域之间；其中该第一边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第一边缘次区域内；其中该第二边缘质量调整次结构形成于该顶部内表面上该第二边缘次区域内；其中该第一边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；其中该第二边缘质量调整次结构具有一厚度以及一宽度；且其中该第二边缘质量调整次结构的该厚度不等于该第一边缘质量调整次结构的该厚度；
其中前述质量调整结构中的至少两者具有非全同的几何构形。
12.根据权利要求11所述的体声波滤波器，其特征在于：该质量调整结构的每一者由一金属材料、一绝缘体材料或一半导体材料所构成。
13.根据权利要求12所述的体声波滤波器，其特征在于：该金属材料包括选自以下群组的至少一者：钛、钼、铂、铝、金、钨以及钌；该绝缘体材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物；该半导体材料包括选自以下群组的至少一者：砷化镓、磷化铟镓、磷化铟镓以及磷化铟。
14.根据权利要求11所述的体声波滤波器，其特征在于：构成该支撑层的材料包括选自以下群组的至少一者：氧化硅、氮化硅、氮化铝以及高分子聚合物。
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