CN108336982A - 体声波谐振器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种体声波谐振器，所述体声波谐振器，包括：基板；膜层，与所述基板一起形成腔；下电极，设置在所述膜层上；压电层，设置在所述下电极的平坦表面上；以及上电极，覆盖所述压电层的部分并使所述压电层的侧部暴露于空气，其中，所述压电层包括台阶部，所述台阶部从所述压电层的所述侧部延伸并设置在所述下电极的所述平坦表面上。

Description

体声波谐振器
本申请要求分别于2017年1月17日和2017年5月22日在韩国知识产权局提交的第10-2017-0008171号和第10-2017-0062807号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种体声波谐振器。
背景技术
通常，体声波(BAW)滤波器为在智能手机、平板PC或其他移动装置的前端模块中使射频(RF)信号之中的在期望频带内的信号通过且阻截在RF信号之中的在不期望频带内的信号的芯元件。根据对于移动装置的市场的增长，对于BAW滤波器的需求已增长。
BAW滤波器可包括多个体声波(BAW)谐振器，如果体声波谐振器的品质因数(Q性能)是良好的，则改善了在BAW滤波器中仅选择期望频带的能力，而同时也改善了插入损耗和衰减性能。
另外，为了改善BAW谐振器的品质因数，应当通过在谐振器周围形成框架并反射在谐振器中产生谐振时产生的横向波而将谐振能量限制在BAW谐振器的有效区域中。
通常，框架使用与上电极相同的材料形成为比有效区域厚。然而，在形成所述框架的情况下，其他元件的性能可由于由框架占据的有效区域而劣化。此外，可由于框架谐振而在宽频带区域中产生噪声。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对选择的构思进行介绍，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也不意在帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种体声波谐振器包括：基板；膜层，与所述基板一起形成腔；下电极，设置在所述膜层上；压电层，设置在所述下电极的平坦表面上；以及上电极，覆盖所述压电层的部分并使所述压电层的侧部暴露于空气，其中，所述压电层包括台阶部，所述台阶部从所述压电层的所述侧部延伸并设置在所述下电极的所述平坦表面上。
所述台阶部的厚度可小于所述压电层的整体厚度的一半。
所述台阶部从所述压电层的所述侧部突出的宽度w可满足w＝n×λ/4，其中，n＝1、3、5…，其中，λ为在所述体声波谐振器的有效区域中产生的横向波的波长。
第一倾斜表面可形成在所述压电层的所述侧部上并设置在所述台阶部上。
所述第一倾斜表面可具有相对于所述膜层成60°至90°的倾斜角。
第二倾斜表面可形成在所述台阶部的侧部。
所述下电极的边缘从所述压电层的所述台阶部突出或设置在所述台阶部的内侧。
所述体声波谐振器还可包括剩余牺牲层，所述剩余牺牲层设置在由所述膜层、所述压电层和所述上电极形成的空间中。
所述剩余牺牲层可形成为掩埋所述压电层的所述台阶部。
所述体声波谐振器还可包括设置在所述上电极上的频率调节层。
所述体声波谐振器还包括导电层，所述导电层部分地形成在所述下电极的顶表面的边缘的区域和所述上电极的顶表面的边缘的区域上中的任意一者或两者。
所述导电层可覆盖所述压电层的部分。
频率调节层可设置在所述上电极的所述顶表面上并位于所述腔的上方。所述导电层可覆盖所述频率调节层的边缘的部分。
所述上电极可包括：支撑构件，设置在所述膜层上以与所述下电极分开；延伸部，从所述支撑构件延伸并与所述压电层分开；以及连接部，从所述延伸部延伸并覆盖所述压电层的顶表面。
在另一总体方面，一种体声波谐振器包括：基板；膜层，包括与所述基板一起形成腔的凸部；下电极，设置在所述膜层上；压电层，设置在所述下电极的平坦表面上；上电极，所述上电极包括设置在所述膜层上以与所述下电极分开的支撑构件、从所述支撑构件延伸并与所述压电层分开的延伸部和从所述延伸部延伸并设置在所述压电层的顶表面上的连接部，其中，所述压电层包括台阶部，所述台阶部从所述压电层的侧部延伸并设置在所述下电极的所述平坦表面上。
所述延伸部可倾斜，并且所述膜层的所述凸部的边缘可倾斜以具有与所述延伸部的坡度对应的坡度。
所述台阶部的厚度可小于所述压电层的整体厚度的一半。所述台阶部从所述压电层的所述侧部突出的宽度w可满足w＝n×λ/4，其中，n＝1、3、5…，其中，λ为在所述体声波谐振器的有效区域中产生的横向波的波长。
所述支撑构件、所述延伸部和所述连接部可形成台阶形状。
通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图2是示出根据实施例的图1的体声波谐振器的平面图。
图3是示出根据另一实施例的体声波谐振器的构造图和平面图。
图4是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图5是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图6是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图7是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图8是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图9是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图10是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图11是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图12是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图13是示出根据另一实施例的体声波谐振器的示意性构造图。
图14至图21是示出根据实施例的用于制造图13的体声波谐振器的方法的过程图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，在此所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于在此所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
在此所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此所描述的示例。更确切地说，已经提供了在此所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“上方”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“上方”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“上方”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任意一项和任意两项或更多项的任何组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在此使用的空间关系术语做出相应的解释。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，在此所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
在此所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。
在下文中，将参照附图详细描述实施例。
图1是示出根据实施例的体声波谐振器100的构造的示意性构造图。图2是示出体声波谐振器100的构造的平面图。
参照图1和图2，体声波谐振器100例如包括基板110、膜层120、下电极130、压电层140和上电极150。
基板110可以是硅堆叠在其上的基板。例如，硅晶圆用作基板。保护层(未示出)可设置在基板110上。
另外，基板110与膜层120一起形成腔112。
膜层120形成在基板110的顶表面上并与基板110一起形成腔112。当在体声波谐振器100的制造期间除去牺牲层(未示出)时，膜层120防止下电极130受蚀刻气体的损伤。作为示例，膜层120由与卤化物基蚀刻气体具有低反应性的材料形成。例如，膜层120由诸如氮化硅(SiN)或二氧化硅(SiO2)的材料形成。
下电极130设置膜层120上。下电极130在膜层120上形成为使得其部分设置在腔112的上方。作为示例，下电极130由诸如钼(Mo)、钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)或它们的合金的导电材料形成。
另外，下电极130可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电极中的任意一者。
压电层140形成在下电极130的平坦表面上并设置在腔112的上方。另外，压电层140包括台阶部142，台阶部142从压电层140的侧部延伸、位于所述侧部的下部并设置在下电极130的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器100包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层140，而没有在上电极150上形成单独的框架。
因此，从压电层140的上端部传播的横向波可在压电层140的上端部的侧部处遇到空气，由此增大反射系数。另外，从压电层140的下端部传播的横向波可另外通过从压电层140的下端部突出的台阶部142反射漏波，由此减少横向波泄漏。换句话说，漏波可另外通过台阶部142的宽度w(例如，台阶部142从压电层140的侧部的剩余部分(为压电层140的上端部)突出的宽度)来反射，由此减少横向波泄漏。
在体声波谐振器100的谐振驱动期间，可产生具有多个模式的横向波，横向波可按照各种模式(S1、A1、S0、A0模式等)的形式以反谐振频率沿横向传播，引起能量损耗。因此，体声波谐振器100可通过使用多阶边缘顺次反射这些模式。也就是说，在从体声波谐振器100的有效区域S产生的横向波到达压电层140的上端部的侧部的情况下，可反射具有相对长的波长的模式(S1、A1等)的横向波，并且具有相对短的波长的模式(S0、A0等)的横向波可通过使用由压电层140的突出的台阶部142形成的两个边界面反射，由此提高反射效率。
在这种情况下，当通过考虑如在以下等式1中的波长λ而设计压电层140的台阶部142的宽度w时，反射效率可显著地增大，由此使得能够增大品质因数(Q性能)。
等式1
w＝n×λ/4(n＝1、3、5…)。
在等式1中，λ为在有效区域中产生的横向波的波长。
此外，当台阶部142的厚度t小于压电层140的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部142的厚度t变化时，最佳宽度w的值可改变。
上电极150覆盖压电层140的至少部分，并形成为使压电层140的侧部暴露于空气。上电极150具有台阶形状。作为示例，上电极150包括：支撑构件152，与下电极130分开地形成在膜层120上；延伸部154，从支撑构件152延伸并与压电层140分开；以及连接部156，从延伸部154延伸并覆盖压电层140的顶表面。
另外，与下电极130类似，上电极150由诸如钼(Mo)、钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)或它们的合金的导电材料形成。
上电极150可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电极中的任意一者。也就是说，在下电极130用作输入电极的情况下，上电极150用作输出电极，在下电极130用作输出电极的情况下，上电极150用作输入电极。
如图2中所示，当从顶部观察时体声波谐振器100可具有四边形形状，当从顶部观察时压电层140也可具有四边形形状。
在此描述的有效区域S是指下电极130、压电层140和上电极150中的全部彼此叠置的区域。
如上所述，可减少横向波的反射泄漏。
图3是示出根据另一实施例的体声波谐振器200的构造的构造图和平面图。
参照图3，体声波谐振器200例如包括基板210、膜层220、下电极230、包括台阶部242的压电层240以及包括支撑构件252、延伸部254和连接部256的上电极250。
由于基板210、膜层220、下电极230、压电层240(包括台阶部242)和上电极250(包括支撑构件252、延伸部254和连接部256)相对于基板110、膜层120、下电极130、压电层140和上电极150仅在形状方面不同，且与上述组件大致相同，因此其详细描述将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
如图3中所示，当从顶部观察时压电层240具有圆形形状。
图4是示出根据另一实施例的体声波谐振器300的构造的示意性构造图。
参照图4，体声波谐振器300例如包括基板310、膜层320、下电极330、压电层340和上电极350。
由于基板310、膜层320、下电极330和上电极350与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板310、膜层320、下电极330和上电极350的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
压电层340形成在下电极330的平坦表面上，并设置在腔312的上方。另外，压电层340包括台阶部342，台阶部342从压电层340的侧部延伸、位于所述侧部的下部并设置在下电极330的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器300包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层340，而没有在上电极350上形成单独的框架。
此外，压电层340的第一倾斜表面344在压电层340的上端部处形成在压电层340的侧部上，并可在用于形成压电层340的最终蚀刻操作中形成。另外，第一倾斜表面344的倾斜角θ1可近似为60°至90°。因此，横向波的反射系数可相对增大。
作为示例，在第一倾斜表面344的倾斜角θ1接近90°时，改善品质因数(Q性能)。
另外，台阶部342的宽度可基于横向波的波长来确定。因此，当台阶部342形成为具有适当的宽度w(例如，通过以上提供的等式1获得的宽度)时，可减少漏波并可增大反射效率，由此改善品质因数(Q性能)。
此外，当台阶部342的厚度t小于压电层340的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部342的厚度t变化时，最佳宽度w的值可改变。
图5是示出根据另一实施例的体声波谐振器400的构造的示意性构造图。
参照图5，体声波谐振器400例如包括基板410、膜层420、下电极430，压电层440和上电极450。
由于基板410、膜层420、下电极430和上电极450与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板410、膜层420、下电极430和上电极450的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
压电层440形成在下电极430的平坦表面上并设置在腔412的上方。另外，压电层440包括台阶部442，台阶部442从压电层440的侧部延伸、位于所述侧部的下部并设置在下电极430的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器400包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层440，而没有在上电极450上形成单独的框架。
此外，压电层440的第一倾斜表面444在压电层440的上端部处形成在压电层440的侧部上，并可在用于形成压电层440的最终蚀刻操作中形成。另外，第一倾斜表面444的倾斜角θ1可近似为60°至90°。因此，横向波的反射系数可相对增大。
作为示例，在第一倾斜表面444的倾斜角θ1接近90°时，可改善品质因数(Q性能)。
另外，台阶部442的宽度可基于横向波的波长来确定。因此，当台阶部442形成为具有适当的宽度w(例如，通过以上提供的等式1获得的宽度)时，可减少漏波并可增大反射效率，由此改善品质因数(Q性能)。
此外，当台阶部442的厚度小于压电层440的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部442的厚度变化时，最佳宽度w的值可改变。
另外，第二倾斜表面446还形成在台阶部442的侧部上，当第二倾斜表面446的倾斜角θ2变化时，台阶部442的宽度w可变化。
图6是示出根据另一实施例的体声波谐振器500的构造的示意性构造图。
参照图6，体声波谐振器500例如包括基板510、膜层520、下电极530、压电层540和上电极550。
由于基板510、膜层520、下电极530和上电极550与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板510、膜层520、下电极530和上电极550的详细描述在下文中将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
压电层540形成在下电极530的平坦表面上并设置在腔512的上方。另外，压电层540包括台阶部542，所述台阶部542从压电层540的侧部延伸并设置在下电极530的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器500包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层540，而没有在上电极550上形成单独的框架。
此外，第一倾斜表面544在压电层540的上端部处形成在压电层540的侧部上，并可在用于形成压电层540的最终蚀刻操作中形成。另外，第一倾斜表面544的倾斜角θ1可近似为60°至90°。因此，横向波的反射系数可相对增大。
作为示例，当第一倾斜表面544的倾斜角θ1接近90°时，可改善品质因数(Q性能)。
另外，台阶部542的宽度可基于横向波的波长来确定。因此，当台阶部542形成为具有适当的宽度w(例如，通过以上提供的等式1获得的宽度)时，可减少漏波并可增大反射效率，由此改善品质因数(Q性能)。
此外，当台阶部542的厚度小于压电层540的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部542的厚度变化时，最佳宽度w的值可改变。
另外，第二倾斜表面546也形成在台阶部542的侧部上，且当第二倾斜表面546的倾斜角θ2变化时，台阶部542的宽度w可变化。
台阶部542没有向外突出超过下电极530并向内与下电极530的边分开预定距离。如此，由于台阶部542没有与下电极530的端部形成相同的边界，因此可与横向波的波长相关联地改善横向波的反射性能。
图7是示出根据另一实施例的体声波谐振器600的构造的示意性构造图。
参照图7，体声波谐振器600例如包括基板610、膜层620、下电极630、压电层640和上电极650。
由于基板610、膜层620、下电极630和上电极650与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板610、膜层620、下电极630和上电极650的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
压电层640形成在下电极630的平坦表面上并设置在腔612的上方。另外，压电层640包括台阶部642，台阶部642从压电层640的侧部延伸并设置在下电极630的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器600包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层640，而没有在上电极650上形成单独的框架。
此外，第一倾斜表面644在压电层640的上端部处形成在压电层640的侧部上，并可在用于形成压电层640最终蚀刻操作中形成。另外，第一倾斜表面644的倾斜角θ1可近似为60°至90°。因此，横向波的反射系数可相对增大。
作为示例，在第一倾斜表面644的倾斜角θ1接近90°时，可改善品质因数(Q性能)。
另外，台阶部642的宽度可基于横向波的波长来确定。因此，当台阶部642形成为具有适当的宽度w(例如，通过以上提供的等式1获得的宽度)时，可减少漏波并可增大反射效率，由此改善品质因数(Q性能)。
此外，当台阶部642的厚度小于压电层640的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部642的厚度变化时，最佳宽度w的值可改变。
另外，第二倾斜表面646也形成在台阶部642的侧部上，且当第二倾斜表面646的倾斜角θ2变化，台阶部642的宽度w可变化。
台阶部642的部分向外突出超过下电极630。如此，由于台阶部642没有与下电极630的端部形成相同的边界，因此可与横向波的波长相关联地改善横向波的反射性能。
图8是示出根据另一实施例的体声波谐振器700的构造的示意性构造图。
参照图8，体声波谐振器700例如包括基板710、膜层720、下电极730、压电层740、上电极750和剩余牺牲层760。
由于基板710、膜层720、下电极730和上电极750与包括在上述体声波中的谐振器100的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板710、膜层720、下电极730和上电极750的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
另外，由于包括台阶部742、第一倾斜表面744和第二倾斜表面746的压电层740与包括在上述体声波谐振器400中的压电层440为相同的组件，因此压电层740的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
剩余牺牲层760形成在由膜层720、压电层740和上电极750形成的空间中。也就是说，剩余牺牲层760围绕压电层740的一个区域，使得具有与谐振部的声阻抗值很大程度上不同的声阻抗值的介质设置在压电层740的外部。
在介质和压电层740之间的边界处，横向波的反射系数可受由压电层740形成的边界表面的形状以及介质的影响。
然而，边界表面的形状以及介质可通过剩余牺牲层760而改变，可改善横向波反射性能。
图9是示出根据另一实施例的体声波谐振器800的构造的示意性构造图。
参照图9，体声波谐振器800例如包括基板810、膜层820、下电极830、压电层840、上电极850和剩余牺牲层860。
由于基板810、膜层820、下电极830和上电极850与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板810、膜层820，下电极830和上电极850的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
另外，由于包括台阶部842、第一倾斜表面844和第二倾斜表面846的压电层840与包括在上述体声波谐振器400中的压电层440为相同的组件，因此压电层840的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
剩余牺牲层860设置为围绕压电层840。作为示例，剩余牺牲层860的部分形成在由形成膜层820、压电层840和上电极850形成的空间中，剩余牺牲层860的剩余部分向外暴露。
图10是示出根据另一实施例的体声波谐振器900的示意性构造图。
参照图10，体声波谐振器900例如包括基板910、膜层920、下电极930、压电层940、上电极950和频率调节层960。
由于基板910、膜层920、下电极930和上电极950与包括在体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板910、膜层920、下电极930和上电极950的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
另外，由于包括台阶部942、第一倾斜表面944和第二倾斜表面946的压电层940与包括在体声波谐振器400中的压电层440为相同的组件，因此压电层940的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
频率调节层960形成在上电极950上。作为示例，频率调节层960形成在上电极950的设置在压电层940上的部分上。
另外，频率调节层960调节由于多个层的薄膜厚度的工艺偏差引起的频率变化。频率调节层960在使用电介质时可以是高效的，并可由当释放谐振器时可用作保护层的材料形成。作为示例，频率调节层960可由二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)形成。
图11是示出根据另一实施例的体声波谐振器1000的示意性构造图。
参照图11，体声波谐振器1000例如包括基板1010、膜层1020、下电极1030、压电层1040、上电极1050、频率调节层1060和导电层1070。
由于基板1010、膜层1020、下电极1030和上电极1050与包括在体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板1010、膜层1020、下电极1030和上电极1050的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
另外，由于包括台阶部1042、第一倾斜表面1044和第二倾斜表面1046压电层1040与包括在上述体声波谐振器400中的压电层440为相同的组件，因此压电层1040的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
另外，由于频率调节层1060与包括在上述体声波谐振器900中的频率调节层960为相同的组件，因此频率调节层1060的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
导电层1070形成在下电极1030的边缘的区域的部分和上电极1050的边缘的区域的部分上。换句话说，导电层1070形成在下电极1030和上电极1050的设置在有效区域S的外部的部分上。此外，尽管图中未示出，但是导电层1070可形成在下电极1030的边缘的区域的部分和上电极1050的边缘的区域的部分中的任意一者上。
导电层1070由具有良好导电性的材料形成，因此可减小由于导电层1070引起的反射泄漏且可降低电阻抗。作为示例，导电层1070由诸如金(Au)、铝(Al)或铜(Cu)的材料形成，用于结合导电层1070的结合辅助层(未示出)可形成在导电层1070之下，结合辅助层可由诸如钛(Ti)或铬(Cr)的材料形成。
图12是示出根据另一实施例的体声波谐振器1100的示意性构造图。
参照图12，体声波谐振器1100包括基板1110、膜层1120、下电极1130、压电层1140、上电极1150、频率调节层1160和导电层1170。
由于基板1110、膜层1120、下电极1130和上电极1150与包括在上述体声波谐振器100中的基板110、膜层120、下电极130和上电极150大致相同，因此基板1110、膜层1120、下电极1130和上电极1150的详细描述在此将被省略且将用以上提供的描述进行替代。
另外，由于包括台阶部1142、第一倾斜表面1144和第二倾斜表面1146的压电层1140与包括在上述体声波谐振器400中的压电层440为相同的组件，因此压电层1140的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
另外，由于频率调节层1160与包括在上述体声波谐振器900中的频率调节层960为相同的组件，因此频率调节层1160的详细描述将被省略且将用以上的描述进行替代。
导电层1170形成在下电极的边缘的区域的部分上从而覆盖压电层1140的部分，且还形成在上电极1150的边缘的区域的部分上。换句话说，导电层1170形成在下电极1130和上电极1150上从而覆盖有效区域S的边缘的部分。
由于导电层1170由具有良好导电性的材料形成，因此可减小由于导电层1170引起的反射泄漏且可降低电阻抗。作为示例，导电层1170由诸如金(Au)、铝(Al)或铜(Cu)的材料形成，用于结合导电层1170的结合辅助层(未示出)形成在导电层1170之下，结合辅助层可由诸如钛(Ti)或铬(Cr)的材料形成。
由于其上形成有导电层1170的区域为声波特性上的变化不大的区域，因此可减小上电极1150和下电极1130与导电层1170之间的距离，由此降低电阻抗。
图13是示出根据另一实施例的体声波谐振器1200的示意性构造图。
参照图13，体声波谐振器1200例如包括基板1210、膜层1220、下电极1230、压电层1240和上电极1250。
基板1210可以是硅堆叠在其上的基板。例如，硅晶圆用作基板。基板保护层1212形成在基板1210上。
另外，基板1210与膜层1220一起形成腔1214。
膜层1220形成在基板1210的顶表面上并与基板1210一起形成腔1214。当在体声波谐振器1200的制造期间除去牺牲层(未示出)时，膜层1220防止下电极1230受蚀刻气体的损伤。作为示例，膜层1220由与卤化物基蚀刻气体具有低反应性的材料形成。例如，膜层1220由诸如氮化硅(SiN)或二氧化硅(SiO2)的材料形成。
膜层1220的用于与基板1210一起形成腔1214的凸部1222形成在膜层1220的近似中央部中。另外，倾斜表面形成在凸部1222的边缘处，平坦表面形成在凸部1222的中央部中。
下电极1230设置在膜层1220上，下电极1230的部分覆盖凸部1222的平坦表面。作为示例，下电极1230由诸如钼(Mo)、钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)或它们的合金的导电材料形成。
另外，下电极1230可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电极中的任意一者。
压电层1240设置在下电极1230的平坦表面上。另外，压电层1240包括台阶部1242，台阶部1242从压电层1240的侧部延伸、位于所述侧部的下部并设置在下电极1230的平坦表面上。换句话说，体声波谐振器1200包括具有呈多阶边缘的形状的侧部的压电层1240，而没有在上电极1250上形成单独的框架。
因此，从压电层1240的上端部传播的横向波可在压电层1240的上端部的侧部处遇到空气，由此增大反射系数。另外，从压电层1240的下端部传播的横向波可另外通过从压电层1240的下端部突出的台阶部1242反射漏波，由此减少横向波泄漏。换句话说，漏波可另外通过从压电层1240的下端部突出的台阶部1242的宽度来反射，由此减少横向波泄漏。
在体声波谐振器1200的谐振驱动期间，可产生具有多个模式的横向波，横向波可按照各种模式(S1、A1、S0、A0模式等)的形式以反谐振频率沿横向传播，引起能量损耗。因此，体声波谐振器1200可通过使用多阶边缘顺次反射这些模式。也就是说，在从有效区域S产生的横向波到达压电层1240的上端部的侧部的情况下，可反射具有相对长的波长的模式(S1、A1等)的横向波，具有相对短的波长的模式(S0、A0等)的横向波可通过使用由压电层1240的突出的台阶部1242形成的两个边界面反射，由此提高反射效率。
在这种情况下，当基于如以上提供的等式1中的波长λ而设计压电层1240的台阶部1242的宽度w时，反射效率可显著地增大，由此使得能够增大品质因数(Q性能)。
此外，当台阶部1242的厚度t小于压电层1240的整体厚度的一半时，横向波的反射的效果可较大，且当台阶部1242的厚度t变化时，最佳宽度w的值可改变。
上电极1250覆盖压电层1240的至少部分，并形成为使压电层1240的侧部暴露于空气。上电极1250具有台阶形状。作为示例，上电极1250包括：支撑构件1252，形成在膜层1220上以与下电极1230分开；延伸部1254，从支撑构件1252延伸并与压电层1240分开；以及连接部1256从延伸部1254延伸并覆盖压电层1240的顶表面。
延伸部1254可具有与在凸部1222的边缘处形成的倾斜表面的坡度对应(例如，大致相同)的坡度。
另外，与下电极1230类似，上电极1250由诸如钼(Mo)、钌(Ru)、钨(W)、铱(Ir)、铂(Pt)或它们的合金的导电材料形成。
上电极1250可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电极中的任意一者。也就是说，在下电极1230用作输入电极的情况下，上电极1250用作输出电极，在下电极1230用作输出电极的情况下，上电极1250用作输入电极。
如上所述，可减少横向波的反射泄漏。
在下文中，将参照附图描述根据实施例的用于制造体声波谐振器1200的方法。
图14至图21是示出用于制造体声波谐振器1200的方法的步骤图。
首先，参照图14，在其上形成有基板保护层1212的基板1210上顺次地形成第一牺牲层1280、膜层1220、下电极1230和压电层1240。
作为示例，第一牺牲层1280具有梯形形状的截面。
接着，如图15中所示，执行蚀刻以减小除了设置在第一牺牲层1280上的压电层1240以外的剩余区域的厚度。在这种情况下，为了蚀刻压电层1240，可使用干法蚀刻。
接着，如图16中所示，对压电层1240蚀刻，使得在压电层1240的下端部形成台阶部1242。通过蚀刻形成的倾斜表面的角度可根据掩膜层(未示出)改变。
接着，如图17中所示，除去下电极1230的部分。
接着，如图18中所示，使第二牺牲层1290形成为覆盖下电极1230和膜层1220，使得压电层1240的顶表面暴露。接着，通过化学机械抛光操作执行平面化操作。
接着，如图19中所示，通过图案化操作除去第二牺牲层1290的部分。此外，可使第二牺牲层1290的一个侧部倾斜。
接着，如图20中所示，使上电极1250形成为覆盖压电层1240。使上电极1250覆盖第二牺牲层1290的一个侧部。另外，可使上电极1250的端部与压电层1240的端部一致。换句话说，可使上电极1250形成为使得上电极1250的端部和压电层1240的端部彼此一致，由此形成竖直边界表面。
接着，如图21中所示，除去第一牺牲层1280和第二牺牲层1290以形成腔1214，并通过膜层1220和上电极1250形成预定空间。
如上面所阐述的，根据在此公开的实施例，可减少横向波的反射泄漏。
虽然本公开包括特定的示例，但是理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此所描述的示例将仅被视为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构架、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、构架、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。

Claims (18)

1.一种体声波谐振器，包括：
基板；
膜层，与所述基板一起形成腔；
下电极，设置在所述膜层上；
压电层，设置在所述下电极的平坦表面上；以及
上电极，覆盖所述压电层的部分并使所述压电层的侧部暴露于空气，
其中，所述压电层包括台阶部，所述台阶部从所述压电层的所述侧部延伸并设置在所述下电极的所述平坦表面上。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述台阶部的厚度小于所述压电层的整体厚度的一半。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，
所述台阶部从所述压电层的所述侧部突出的宽度w满足w＝n×λ/4，其中，n＝1、3、5…，并且
λ为在所述体声波谐振器的有效区域中产生的横向波的波长。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，第一倾斜表面形成在所述压电层的所述侧部上并设置在所述台阶部上。
5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其中，所述第一倾斜表面具有相对于所述膜层成60°至90°的倾斜角。
6.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其中，第二倾斜表面形成在所述台阶部的侧部。
7.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述下电极的边缘从所述压电层的所述台阶部突出或设置在所述台阶部的内侧。
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器还包括剩余牺牲层，所述剩余牺牲层设置在由所述膜层、所述压电层和所述上电极形成的空间中。
9.根据权利要求8所述的体声波谐振器，其中，所述剩余牺牲层形成为掩埋所述压电层的所述台阶部。
10.据权利要求1所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器还包括设置在所述上电极上的频率调节层。
11.根据权利要求1所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器还包括导电层，所述导电层部分地形成在所述下电极的顶表面的边缘的区域和所述上电极的顶表面的边缘的区域上中的任意一者或两者。
12.根据权利要求11所述的体声波谐振器，其中，所述导电层覆盖所述压电层的部分。
13.根据权利要求12所述的体声波谐振器，其中，频率调节层设置在所述上电极的所述顶表面上并位于所述腔的上方，并且
所述导电层覆盖所述频率调节层的边缘的部分。
14.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述上电极包括：
支撑构件，设置在所述膜层上以与所述下电极分开；
延伸部，从所述支撑构件延伸并与所述压电层分开；以及
连接部，从所述延伸部延伸并覆盖所述压电层的顶表面。
15.一种体声波谐振器，包括：
基板；
膜层，包括与所述基板一起形成腔的凸部；
下电极，设置在所述膜层上；
压电层，设置在所述下电极的平坦表面上；
上电极，所述上电极包括设置在所述膜层上以与所述下电极分开的支撑构件、从所述支撑构件延伸并与所述压电层分开的延伸部和从所述延伸部延伸并设置在所述压电层的顶表面上的连接部，
其中，所述压电层包括台阶部，所述台阶部从所述压电层的侧部延伸并设置在所述下电极的所述平坦表面上。
16.根据权利要求15所述的体声波谐振器，其中，
所述延伸部倾斜，并且
所述膜层的所述凸部的边缘倾斜以具有与所述延伸部的坡度对应的坡度。
17.根据权利要求15所述的体声波谐振器，其中，
所述台阶部的厚度小于所述压电层的整体厚度的一半，
所述台阶部从所述压电层的所述侧部突出的宽度w满足w＝n×λ/4，其中，n＝1、3、5…，并且
λ为在所述体声波谐振器的有效区域中产生的横向波的波长。
18.根据权利要求15所述的体声波谐振器，其中，所述支撑构件、所述延伸部和所述连接部形成台阶形状。
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