CN111010104A - 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 - Google Patents
压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111010104A CN111010104A CN201910823229.8A CN201910823229A CN111010104A CN 111010104 A CN111010104 A CN 111010104A CN 201910823229 A CN201910823229 A CN 201910823229A CN 111010104 A CN111010104 A CN 111010104A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resonator
- layer
- insertion layer
- piezoelectric layer
- outer end
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003780 insertion Methods 0.000 title claims abstract description 254
- 230000037431 insertion Effects 0.000 title claims abstract description 254
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000090 poly(aryl ether) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003209 poly(hydridosilsesquioxane) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 156
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003334 KNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 dielectric Substances 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- 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
- H03H9/02118—Means for compensation or elimination of undesirable effects of lateral leakage between adjacent resonators
-
- 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
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
-
- 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
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
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
本发明涉及体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；压电层，其中：声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；所述压电层中设置有沿所述有效区域的边缘布置的复合插入结构，所述复合插入结构包括第一插入层和第二插入层，在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层的至少一部分与所述有效区域重叠，且在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层与所述第二插入层至少部分重叠；所述第一插入层为金属材料且所述第二插入层为空气或介质材料，或者所述第一插入层为介质材料且所述第二插入层为空气。本发明还涉及滤波器与电子设备。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器，一种滤波器，一种具有上述部件中的一种的电子设备。
背景技术
体声波滤波器具有低插入损耗、高矩形系数、高功率容量等优点，因此，被广泛应用在当代无线通讯系统中，是决定射频信号进出通讯系统质量的重要元器件。体声波滤波器的性能由构成它的体声波谐振器决定，如：体声波谐振器的谐振频率决定了滤波器的工作频率，有效机电耦合系数决定了滤波器的带宽，品质因数决定滤波器插入损耗。当滤波器结构一定时，其品质因数，特别是在串联谐振频率和并联谐振频率处的品质因数(或串并联阻抗)，会显著影响通带插入损耗。因此，如何提高谐振器的品质因数是高性能滤波器设计的一个重要问题。体声波谐振器串联谐振频率处的品质因数(Qs)或串联阻抗(Rs)通常由电极损耗及材料损耗决定，而体声波谐振器并联谐振频率处的品质因数(Qp)或并联阻抗(Rp)通常受边界声波泄露影响。因此，当谐振器材料、及层叠结构确定时，Qs(或Rs)的提升空间有限，但可以通过改变谐振器的边界结构来有效改善声波的边界泄露情况，从而显著提高谐振器的Qp(或Rp)。
传统的薄膜体声波谐振器剖面结构示意图如图1A所示，其中：100为基底，110为声学镜，120为底电极，130为压电层，140为顶电极，15为环形凸起结构，16为翼结构，h1为空隙的高度，h2为凸起结构15的厚度，17为桥结构。d11-d14为各种尺寸。
在图1A中，复合结构位于谐振器的上表面的有效区域边缘，使得有效区域边缘两侧的声阻抗不匹配，限制了横向兰姆波的传输，增强了对兰姆波的反射和转换能力，使得Rp得到一定程度的提高。在顶电极与底电极的连接侧，压电层因底电极边缘粗糙质量较差，复合结构能使得这部分质量较差的压电层所引起的谐振激励较小的贡献到整个电路中，能一定程度上改善
及抗静电放电能力。
图1B也是现有的一种薄膜体声波谐振器剖面结构示意图，其中：100为基底，110为声学镜，120为底电极，130为压电层，140为顶电极，160为环形凸起结构，h2为环形凸起结构的厚度。d12、d18为各种尺寸。
图1B中，环形凸起160为单层结构，可为金属、介质或空气。这种在压电层中布置单层插入结构的模式，可在一定程度上改善谐振器的Rp等电学性能。然而，以上传统复合结构或单层插入结构对谐振器有效区域边缘的能量泄露问题改善有限，因此在改善Rp的程度上也是有限的。
发明内容
为进一步提高体声波谐振器的Rp值或Qp值，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种体声波谐振器，其在谐振器有效区域的边缘区域的压电层中间，设置一种复合插入结构，此复合插入结构具有插入凸起(对应于第一插入层)及插入翼桥(对应于第二插入层)，从而有效提高其Rp值。相应的，该体声波谐振器包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；
压电层，
其中：
声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；
所述压电层中设置有沿所述有效区域的边缘布置的复合插入结构，所述复合插入结构包括第一插入层和第二插入层，在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层的至少一部分与所述有效区域重叠，且在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层与所述第二插入层至少部分重叠；
所述第一插入层为金属材料且所述第二插入层为空气或介质材料，或者所述第一插入层为介质材料且所述第二插入层为空气。
可选的，在谐振器的厚度方向上，所述第二插入层的至少一部分位于所述第一插入层的上方。
可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第二插入层覆盖包围所述第一插入层或覆盖所述第一插入层的一部分。进一步可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧。进一步可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述顶电极的外端与压电层的处于第一插入层的上方的部分的外端对齐。
可选的，在谐振器的厚度方向上，所述第一插入层的至少一部分位于所述第二插入层的上方。进一步可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第一插入层覆盖包围所述第二插入层或覆盖所述第二插入层的一部分。进一步可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧。进一步可选的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述顶电极的外端与压电层的处于第一插入层的上方的部分的外端以及所述第一插入层的外端对齐。
可选的，在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层、所述第一插入层与所述有效区域三者至少部分重叠。
可选的，所述复合插入结构为环形插入结构。可选的，在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层包括设置于电极非连接边侧的插入翼结构。或者可选的，在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层包括设置于电极连接边侧的插入桥结构，进一步的，所述插入桥结构的外端与底电极的端部在径向方向上的距离在0-20um的范围内，更进一步的，所述第一插入层延伸到底电极之外，第一插入层的外端与底电极的端部在径向方向上的距离在0-10um的范围内，且所述插入桥结构的外端与底电极的端部在径向方向上的距离大于第一插入层的外端与底电极的端部在径向方向上的距离。
可选的，所述第一插入层的在谐振器的俯视图中与所述有效区域重叠的部分中的至少一部分为平坦插入部。可选的，所述第一插入层为平层凸起。可选的，所述第一插入层包括所述平坦插入部以及与所述平坦插入部形成台阶的凸起台阶部；和/或所述第二插入层包括翼桥台阶部。
可选的，所述复合插入结构的至少一部分在压电层的厚度方向上设置在压电层的对应部分的中间位置。
可选的，所述第一插入层的内端与所述第二插入层的内端在径向上的距离在0-10um的范围内。更进一步的，所述第一插入层、第二插入层与有效区域三者在谐振器的厚度方向上的重叠范围为0-10um。
可选的，所述第一插入层的厚度在50A-5000A的范围内，和/或所述第二插入层的厚度在50A-5000A的范围内。
可选的，所述金属材料为如下的至少一种材料及其组合：金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)，钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)、钛(Ti)、锇(Os)、镁(Mg)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、锗(Ge)、铜(Cu)、铝(Al)、铬(Cr)、砷掺杂金；且所述介质材料为如下的至少一种材料及其组合：二氧化硅(SiO2)，氮化硅(Si3N4)，碳化硅(SiC)，氮化铝(AlN)，氧化铝(Al2O3)、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石。
可选的，所述第一插入层和/或所述第二插入层跨接有效区域的边界。
可选的，所述复合插入结构设置在第一压电层部与第二压电层部之间，所述第一压电层部与所述第二压电层部构成所述压电层，构成第一压电层部的材料与构成第二压电层部的材料不同。
根据本发明的实施例的再一方面，提出了一种滤波器，包括上述的谐振器。
根据本发明的实施例的还一方面，提出了一种电子设备，包括上述的谐振器，或者上述的滤波器。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1A为现有技术中的体声波谐振器的示意性剖视图；
图1B为现有技术中的体声波谐振器的示意性剖视图；
图2为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性俯视图；
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的图2中的O-A线截得的示意性局部剖视图；
图2B为根据本发明的一个示例性实施例的示意性示出插入凸起在压电层的厚度方向上的设置位置的示意图；
图2C为根据本发明的一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图2D为根据本发明的另一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图2E为根据本发明的再一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图2F为根据本发明的再一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图3为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性俯视图；
图3A为根据本发明的一个示例性实施例的图3中的O-A线截得的示意性局部剖视图；
图3B为根据本发明的一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图3C为根据本发明的另一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图3D为根据本发明的另一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图；
图4A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性局部剖视图，其截取位置类似于图2中的O-A线；
图4B为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性局部剖视图，其截取位置类似于图2中的O-A线；
图5为图2A的结构、图4A的结构以及图1A中的结构的Rp值对比图；
图6为单层金属插入结构、单层空气插入结构以及双层插入结构(金属层+空气层)的Rp值对比图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图2为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性俯视图。如图2所示，体声波谐振器包括底电极、压电层、顶电极、复合环形插入结构，顶电极上可覆盖钝化层。复合环形插入结构由环形插入凸起结构和环形插入翼桥结构组成，环形插入翼桥结构在底电极和顶电极的非连接边处表现为环形翼部结构，环形插入翼桥结构在底电极和顶电极的连接边处表现为环形桥部结构。
在本发明中，例如在图2中，复合插入结构以锯齿形来表示，但是并不意味着其实际形状必须为锯齿形，复合插入结构的边缘形状仍然可以为平行于顶电极边缘的形状。
需要指出的是，在本发明中，插入结构可以是环形，也可以不是环形，均在本发明的保护范围之内。
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的图2中的O-A线截得的示意性局部剖视图。如图2A所示，体声波谐振器包括基底100和声学镜110，此声学镜位于基底的上表面或嵌于基底的内部，在图2A中声学镜为嵌入基底中的空腔所构成，但是任何其它的声学镜结构如布拉格反射器也同样适用。体声波谐振器还包括底电极120，压电层130，顶电极140，插入凸起150，插入翼160，其中插入凸起150和插入翼160共同组成复合插入结构，顶电极140上可包含钝化层。底电极120沉积在声学镜的上表面，并覆盖声学镜。可将底电极120边缘刻蚀成斜面，并且该斜面位于声学镜的外边，此外还可以为阶梯状、垂直状或是其它相似的结构。
声学镜110、底电极120、压电层130、顶电极140重叠的区域为谐振器的有效区域。顶电极位于声学镜内，顶电极与声学镜边缘的距离为d14，d14的范围为0-10um。底电极位于声学镜外侧，底电极第一末端距离声学镜的距离为d13，d13的范围为0-10um。
插入凸起150具有第一末端(内端，在本发明中，对于所有的部件，在径向方向上或横向方向上靠近有效区域的中心的一侧为内)和第二末端(外端，在本发明中，对于所有的部件，在径向方向或者横向方向上远离有效区域的中心的一侧为外)，其第一末端位于有效区域内侧，第二末端可与有效区域边缘对齐或延伸出有效区域，其延伸出的距离为d15，d15的范围为0-20um。插入凸起150第一末端距离插入翼部160第一末端的距离为d11，d11的范围为0-10um，插入凸起的高度为h1，h1的范围为50A-5000A。
插入翼部160具有第一末端和第二末端，其第一末端在厚度方向上位于150之上，在水平方向上介于有效区域边缘和150的第一末端之间，其第二末端可与有效区域边缘对齐或延伸出有效区域，插入翼部160第二末端距离插入凸起第二末端的距离为d16，其范围为0-20um。插入翼部160第一末端距离顶电极140边缘的距离为d12，d12的范围为0-10um，插入翼部160的高度为h2，h2的范围为50A-5000A。
需要专门指出的是，在本发明中，对于数值范围，不仅可以为给出的范围端点值，而且可以为该数值范围的均值或中点值。
在该实施例中，插入凸起150的材料为金属，如Mo、W、Cu、Al等。插入翼部160的材料为介质(如：SiO2、Si3N4、ALN、与压电层掺杂浓度不同的掺杂AlN等)或空气。
图2B为根据本发明的一个示例性实施例的示意性示出插入凸起在压电层的厚度方向上的设置位置的示意图。更具体的，在谐振器厚度方向上，C-C和D-D将压电层均分成3部分，E-E为插入凸起的中心水平线，E-E需位于C-C和D-D所示等高线中间。图2A中，插入凸起可以如此设置，且在插入凸起与插入翼重叠的部分，该重叠部分在压电层中的位置也可如此设置。
在本发明中，只要设置在C-C线与D-D线之间，均为设置在压电层的中间位置。
基于图2A的实施例中，一方面，在压电层中设置的复合插入层(对应于第一插入层的插入凸起层与对应于第二插入层的翼桥层)位于谐振器活塞模式应力最大的位置(这对应于复合插入层位于压电层的中间位置的一种特殊形式)，因此所产生的阻抗不匹配具有更强的声波反射效果；另一方面，在压电层中设置的两个插入层相比于单个插入层(例如单个凸起层)，可以增加谐振器有效区域至非有效区域之间的阻抗不匹配界面，从而对横向传播的泄露波产生多次反射，从而提高谐振器Q值，特别是提高谐振器在并联谐振频率处的Q值(或并联谐振阻抗Rp)。本发明的方案(例如，金属插入层+空气插入层)相比于单层凸起层(包括单层金属层，和单层空气层两种情况)的仿真结果见图6，从图中可以直观看到，本发明相比现有单层插入结构可以实现更高的Rp值。
图2C为根据本发明的一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图。图2C中，底电极延伸出声学镜，底电极边缘与声学镜的距离为d19，其范围为0-10um。插入凸起150具有第一末端和第二末端，第一末端位于有效区域内侧，第二末端与声学镜对齐，第一末端距离插入桥161第一末端的距离为d17，d17的范围为0-10um。插入桥161具有第一末端和第二末端，插入桥161第一末端在厚度方向上位于插入凸起150之上，插入桥161第一末端与声学镜边缘的距离为d18，d18的范围为0-10um。插入桥161第二末端延伸出底电极之外，插入桥161第二末端与底电极的距离为d20，d20的范围为0-20um。
图2D为根据本发明的另一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图。图2D所示实施例与图2C所示实施例类似，不同之处在于插入凸起150的第二末端延伸出有效区域，其延伸值为d1。
图2E为根据本发明的再一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图。图2E所示实施例与图2C所示实施例类似，不同之处在于插入凸起结构150的第二末端延伸出底电极边缘，其延出值为d24，d24的范围为0-10um。这种设计增加了工艺宽容度。
图2F为根据本发明的再一个示例性实施例的图2中的O-B线截得的示意性局部剖视图。图2F所示的实施例与图2A中类似，不同之处在于压电层由两种不同的压电材料组成，或由掺杂浓度不同的压电材料组成。此实施例中，第一压电层130为纯的ALN，第二压电层131为掺杂ALN。
图3为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性俯视图。在图3所示的实施例中，体声波谐振器包括底电极、压电层、顶电极、复合环形插入结构，复合环形插入结构由环形插入凸起和环形插入翼桥结构组成，环形插入翼桥结构在底电极和顶电极的非连接边处表现为环形翼部结构，环形插入翼桥结构在底电极和顶电极的连接边处表现为环形桥部结构。
图3A为根据本发明的一个示例性实施例的图3中的O-A线截得的示意性局部剖视图。如图3A所示，体声波谐振器包括基底200和声学镜210，此声学镜位于基底的上表面或嵌于基底的内部，在图3A中声学镜为嵌入基底中的空腔所构成，但是任何其它的声学镜结构如布拉格反射器也同样适用。体声波谐振器还包括底电极220，压电层230，顶电极240，插入凸起结构250，插入翼结构260,其中插入凸起结构250和插入翼结构260共同组成复合插入结构。底电极220沉积在声学镜的上表面，并覆盖声学镜。可将底电极220边缘刻蚀成斜面，并且该斜面位于声学镜的外边，此外还可以为阶梯状、垂直状或是其它相似的结构。
声学镜210、底电极220、压电层230、顶电极240重叠的区域为谐振器的有效区域。顶电极位于声学镜内，顶电极距离声学镜的距离为d14，d14的范围为0-10um。底电极位于声学镜外侧，底电极第一末端距离声学镜的距离为d13，d13的范围为0-10um。插入翼结构250具有第一末端和第二末端，其第一末端位于有效区域内侧，第二末端可与有效区域边缘对齐或延伸出有效区域。插入翼结构250第一末端与顶电极240第一末端距离为d22，d22的范围为0-10um，插入翼部的高度为h1，h1的范围为50A-5000A。插入凸起260具有第一末端和第二末端。插入凸起260第一末端位于有效区域内侧，相较于插入翼结构250第一末端，插入凸起的第一末端更靠近谐振器中心，插入凸起260第一末端与插入翼结构250第一末端的距离为d21，d21的范围为0-10um。插入凸起260第二末端可以落在插入翼部上方，但超过上电极外边缘，也可以覆盖插入翼结构，并向外继续延伸至无效区域。
在本发明中，插入凸起(层)为金属材料时桥翼层(可以是插入桥，插入翼或者是插入桥和插入翼)为空气或者介质材料，在本发明中，插入凸起可以为介质材料，此时桥翼层为空气。
此外，在本发明中，插入凸起可以在桥翼层的上方，也可以是桥翼层在插入凸起的上方。
图3B为根据本发明的一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图。在图3B中，底电极延伸出声学镜，底电极边缘与声学镜的距离为d25，范围为0-10um。插入桥结构250具有第一末端和第二末端，第一末端位于有效区域内侧，第二末端位于底电极外侧，插入桥结构250第二末端与底电极末端的距离为d26，d26的范围为0-10um。插入凸起261具有第一末端和第二末端，插入凸起261第一末端相比于插入桥部第一末端，更加靠近谐振器中心，插入凸起261第一末端与插入桥结构第一末端的距离为d23，d23的范围为0-10um；插入凸起261第二末端的优选方案为向外延伸出插入桥结构第二末端，插入凸起261第二末端与底电极的边缘的距离为d27，d27的范围为0-20um。
图3C为根据本发明的另一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图，其与图3B中类似，不同之处在于在图3C中，插入翼结构260第二末端未包裹插入凸起结构250的第二末端，而是与结构250第二末端对齐。
在本发明中，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，插入翼结构可以覆盖包围插入凸起结构或覆盖插入凸起结构的一部分。图3D示出了相应的示例性实施例。图3D为根据本发明的另一个示例性实施例的图3中的O-B线截得的示意性局部剖视图，其与图3B中类似，不同之处在于在图3D中，插入翼结构260第二末端未包裹插入凸起结构250的第二末端，而是位于插入凸起结构250第二末端内侧。
图4A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性局部剖视图，其截取位置类似于图2中的O-A线。图4A所示实施例与图2A所示实施例类似，不同之处在于在有效区域边缘外侧，复合插入层(对应于第一插入层的插入凸起350与对应于第二插入层的插入翼结构)上方的部分压电层130被刻蚀掉，顶电极的第一末端与压电层的第一末端在厚度方向上重合。
在图4A中，插入翼结构360的高度为h2，宽度为d12。插入凸起350的第一末端相对于插入翼结构360在横向上更靠近谐振器中心，插入凸起350第一末端与插入翼结构360第一末端的距离为d11，插入凸起350的第二末端可与插入翼结构360第二末端对齐，也可继续向外延伸至无效区域。
在示例性实施例中，插入翼结构的材料为介质(如：SiO2、Si3N4、ALN、与压电层掺杂浓度不同的掺杂AlN等)或空气。插入凸起的材料为金属。
换言之：在图4A中，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第二插入层(插入翼结构)覆盖包围所述第一插入层(插入凸起)或覆盖所述第一插入层的一部分；进一步的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧；更进一步的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述顶电极的外端与压电层的处于第一插入层的上方的部分的外端对齐。
图4B为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的示意性局部剖视图，其截取位置类似于图2中的O-A线。图4B所示实施例与图4A所示实施例类似，不同之处在于环形插入凸起结构为361、环形插入翼结构为351。环形插入翼结构351的高度为h1，横向距离为d12，材料可为介质。插入凸起结构361的第一末端应更靠近谐振器中心，其第一末端与环形插入翼结构部351第一末端的距离为d11，其第二末端应至少与插入翼结构相连或继续向外延伸，其优选方案为与有效区域边缘平行。
换言之，在图4B中：在谐振器的厚度方向上，所述对应于第一插入层的插入凸起结构的至少一部分位于所述对应于第二插入层的插入翼结构的上方；进一步的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第一插入层覆盖包围所述第二插入层或覆盖所述第二插入层的一部分；更进一步的，在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧。
图5为图2A的结构、图4A的结构以及图1A中的结构的Rp值的性能对比图。拟定插入翼的材料为空气，其高度h2为1000A，其宽度d12为1um；环形凸起150的材料为Mo(钼)，凸起的高度h1为1300A。如图5所示，当环形凸起的有效长度d11从0.5um增加至3um时，两种复合插入结构的并联电阻(Rp)均明显高于传统复合结构。对于两种复合插入结构，压电层被部分刻蚀的实施例，其Rp平均值要明显优于全压电层情况。当环形凸起的有效长度d11为1.5um，3um时，部分压电层复合插入结构具有全局最高的Rp，其Rp值可达5800欧姆。当环形凸起的有效长度d11为1.5um，全压电层复合插入结构的Rp则为5250A欧姆；传统复合结构的Rp值为3700欧姆，部分压电复合插入结构的Rp值分别比二者高56.8％、10.5％。
在以上的实施例中，当第二插入层设置为翼，则为翼结构；而当第二插入层设置为桥，则为桥结构。基于实际情况，谐振器可以仅包括翼结构或桥结构，也可以同时包括桥结构和翼结构。
下面示例性的简单说明根据本发明的体声波谐振器的部件的材料。
在本发明中，电极及插入凸起的组成材料可以是金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)，钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)、钛(Ti)、锇(Os)、镁(Mg)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、锗(Ge)、铜(Cu)、铝(Al)、铬(Cr)、砷掺杂金等类似金属形成。
在本发明中，钝化层为介电材料，翼桥结构也可为介电材料。介电材料可选择但不限于：二氧化硅(SiO2)，氮化硅(Si3N4)，碳化硅(SiC)，氮化铝(AlN)，氧化铝(Al2O3)、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石中的一种或多种或是它们的组合。
在本发明中，压电层材料可以为氮化铝(AlN)、掺杂氮化铝(doped ALN)氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)等材料，其中掺杂ALN至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
在本发明中，基底材料包括但不限于：单晶硅(Si)，砷化镓(GaAs)，蓝宝石，石英等。
基于以上实施例及其附图，本发明提出了如下技术方案：
1、一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；
压电层，
其中：
声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；
所述压电层中设置有沿所述有效区域的边缘布置的复合插入结构，所述复合插入结构包括第一插入层和第二插入层，在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层的至少一部分与所述有效区域重叠，且在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层与所述第二插入层至少部分重叠；
所述第一插入层为金属材料且所述第二插入层为空气或介质材料，或者所述第一插入层为介质材料且所述第二插入层为空气。
可选的，在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层、所述第一插入层与所述有效区域三者至少部分重叠。
可选的，所述第一插入层和/或所述第二插入层跨接有效区域的边界。
2、一种滤波器，包括上述的谐振器。
3、一种电子设备，包括上述的谐振器，或者上述的滤波器。需要指出的是，这里的电子设备，包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品，以及手机、WIFI、无人机等终端产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (27)
1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；
压电层，
其中：
声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；
所述压电层中设置有沿所述有效区域的边缘布置的复合插入结构，所述复合插入结构包括第一插入层和第二插入层，在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层的至少一部分与所述有效区域重叠，且在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层与所述第二插入层至少部分重叠；
所述第一插入层为金属材料且所述第二插入层为空气或介质材料，或者所述第一插入层为介质材料且所述第二插入层为空气。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
在谐振器的厚度方向上，所述第二插入层的至少一部分位于所述第一插入层的上方。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第二插入层覆盖包围所述第一插入层或覆盖所述第一插入层的一部分。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧。
5.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述顶电极的外端与压电层的处于第一插入层的上方的部分的外端对齐。
6.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
在谐振器的厚度方向上，所述第一插入层的至少一部分位于所述第二插入层的上方。
7.根据权利要求6所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述第一插入层覆盖包围所述第二插入层或覆盖所述第二插入层的一部分。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述压电层处于第一插入层的下方的部分的外端在径向方向上处于所述压电层处于第一插入层的上方的部分的外端的外侧。
9.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
在平行于所述谐振器的厚度方向的一个截面图中，所述顶电极的外端与压电层的处于第一插入层的上方的部分的外端以及所述第一插入层的外端对齐。
10.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层、所述第一插入层与所述有效区域三者至少部分重叠。
11.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述复合插入结构为环形插入结构。
12.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层包括设置于电极非连接边侧的插入翼结构。
13.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
在所述谐振器的俯视图中，所述第二插入层包括设置于电极连接边侧的插入桥结构。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述插入桥结构的外端与底电极的端部在径向方向上的距离在0-20um的范围内。
15.根据权利要求14所述的谐振器，其中：
所述第一插入层延伸到底电极之外，第一插入层的外端与底电极的端部在径向方向上的距离在0-10um的范围内，且所述插入桥结构的外端与底电极的端部在径向方向上的距离大于第一插入层的外端与底电极的端部在径向方向上的距离。
16.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一插入层的在谐振器的俯视图中与所述有效区域重叠的部分中的至少一部分为平坦插入部。
17.根据权利要求16所述的谐振器，其中：
所述第一插入层为平层凸起。
18.根据权利要求16所述的谐振器，其中：
所述第一插入层包括所述平坦插入部以及与所述平坦插入部形成台阶的凸起台阶部；和/或
所述第二插入层包括翼桥台阶部。
19.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述复合插入结构的至少一部分在压电层的厚度方向上设置在压电层的对应部分的中间位置。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的谐振器，其中：
所述第一插入层的内端与所述第二插入层的内端在径向上的距离在0-10um的范围内。
21.根据权利要求20所述的谐振器，其中：
所述第一插入层、第二插入层与有效区域三者在谐振器的厚度方向上的重叠范围为0-10um。
22.根据权利要求1-20中任一项所述的谐振器，其中：
所述第一插入层的厚度在50A-5000A的范围内，和/或所述第二插入层的厚度在50A-5000A的范围内。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的谐振器，其中：
所述金属材料为如下的至少一种材料及其组合：金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)，钌(Ru)、铱(Ir)、钛钨(TiW)、铝(Al)、钛(Ti)、锇(Os)、镁(Mg)、金(Au)、钨(W)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)、锗(Ge)、铜(Cu)、铝(Al)、铬(Cr)、砷掺杂金；且
所述介质材料为如下的至少一种材料及其组合：二氧化硅(SiO2)，氮化硅(Si3N4)，碳化硅(SiC)，氮化铝(AlN)，氧化铝(Al2O3)、多孔硅、氟化非晶碳、氟聚合物、聚对二甲苯、聚芳醚、氢倍半硅氧烷、交联聚苯聚合物、双苯环丁烯、氟化二氧化硅、碳掺杂氧化物和金刚石。
24.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一插入层和/或所述第二插入层跨接有效区域的边界。
25.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述复合插入结构设置在第一压电层部与第二压电层部之间，所述第一压电层部与所述第二压电层部构成所述压电层，构成第一压电层部的材料与构成第二压电层部的材料不同。
26.一种滤波器，包括：
根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器。
27.一种电子设备，包括根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器，或者根据权利要求27所述的滤波器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910823229.8A CN111010104A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| EP20859838.3A EP4027517A4 (en) | 2019-09-02 | 2020-04-24 | BULKY ACOUSTIC WAVES RESONATOR WITH PIEZOELECTRIC LAYER HAVING AN INSERT STRUCTURE, AND FILTER AND ELECTRONIC DEVICE |
| PCT/CN2020/086562 WO2021042741A1 (zh) | 2019-09-02 | 2020-04-24 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910823229.8A CN111010104A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111010104A true CN111010104A (zh) | 2020-04-14 |
Family
ID=70111840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910823229.8A Pending CN111010104A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4027517A4 (zh) |
| CN (1) | CN111010104A (zh) |
| WO (1) | WO2021042741A1 (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111585537A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-08-25 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 谐振器及滤波器 |
| CN111917393A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-11-10 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及制造方法、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备 |
| CN111934640A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-13 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 设置插入层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN112087216A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-12-15 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有声学孔的体声波谐振器及组件、滤波器及电子设备 |
| CN112134542A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-12-25 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器、体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备 |
| WO2021042741A1 (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 天津大学 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| WO2022062912A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有声阻层的体声波谐振器及其组件和制造方法、滤波器和电子设备 |
| WO2022062911A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有空隙层的体声波谐振器及组件和制造方法、滤波器和电子设备 |
| WO2022083352A1 (zh) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 |
| CN117013979A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-11-07 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 |
| CN117013979B (zh) * | 2022-12-14 | 2024-06-04 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070199185A1 (en) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Infineon Technologies Ag | Method of manufacturing an acoustic mirror for piezoelectric resonator and method of manufacturing a piezoelectric resonator |
| US20090184381A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor sensor and method for manufactruing the same |
| JP2015119249A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびその製造方法、フィルタ並びにデュプレクサ |
| JP2015165659A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | アルミニウムスカンジウム窒化物および温度補償要素を含む音響共振器 |
| CN105680813A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-15 | 锐迪科微电子（上海）有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
| US20160353221A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric thin film resonator and method of fabricating the same |
| EP3232570A2 (en) * | 2016-03-10 | 2017-10-18 | Semiconductor Manufacturing International Corporation (Shanghai) | Thin-film bulk acoustic resonator, semiconductor apparatus comprising of such an acoustic resonator, and manufacture thereof |
| US20170366157A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric thin film resonator, filter, and multiplexer |
| US20190058451A1 (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Bulk acoustic wave resonator |
| CN110011636A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-07-12 | 株式会社村田制作所 | 弹性波器件 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8253513B2 (en) * | 2010-03-16 | 2012-08-28 | Hao Zhang | Temperature compensated thin film acoustic wave resonator |
| US9621126B2 (en) * | 2014-10-22 | 2017-04-11 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Bulk acoustic resonator device including temperature compensation structure comprising low acoustic impedance layer |
| US10128813B2 (en) * | 2016-04-21 | 2018-11-13 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Bulk acoustic wave (BAW) resonator structure |
| US11228299B2 (en) * | 2017-02-02 | 2022-01-18 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric thin film resonator with insertion film, filter, and multiplexer |
| CN109831175B (zh) * | 2018-12-26 | 2023-10-20 | 天津大学 | 一种薄膜体声波谐振器 |
| CN111010104A (zh) * | 2019-09-02 | 2020-04-14 | 天津大学 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
-
2019
- 2019-09-02 CN CN201910823229.8A patent/CN111010104A/zh active Pending
-
2020
- 2020-04-24 WO PCT/CN2020/086562 patent/WO2021042741A1/zh unknown
- 2020-04-24 EP EP20859838.3A patent/EP4027517A4/en active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070199185A1 (en) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Infineon Technologies Ag | Method of manufacturing an acoustic mirror for piezoelectric resonator and method of manufacturing a piezoelectric resonator |
| US20090184381A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor sensor and method for manufactruing the same |
| JP2015119249A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 太陽誘電株式会社 | 圧電薄膜共振器およびその製造方法、フィルタ並びにデュプレクサ |
| JP2015165659A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | アルミニウムスカンジウム窒化物および温度補償要素を含む音響共振器 |
| US20160353221A1 (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric thin film resonator and method of fabricating the same |
| CN105680813A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-15 | 锐迪科微电子（上海）有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
| EP3232570A2 (en) * | 2016-03-10 | 2017-10-18 | Semiconductor Manufacturing International Corporation (Shanghai) | Thin-film bulk acoustic resonator, semiconductor apparatus comprising of such an acoustic resonator, and manufacture thereof |
| US20170366157A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Piezoelectric thin film resonator, filter, and multiplexer |
| US20190058451A1 (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Bulk acoustic wave resonator |
| CN110011636A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-07-12 | 株式会社村田制作所 | 弹性波器件 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021042741A1 (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 天津大学 | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN112134542B (zh) * | 2020-06-01 | 2022-07-12 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器、体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN112134542A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-12-25 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器、体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备 |
| CN111585537A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-08-25 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 谐振器及滤波器 |
| CN111585537B (zh) * | 2020-06-05 | 2024-02-20 | 武汉衍熙微器件有限公司 | 谐振器及滤波器 |
| CN111917393A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-11-10 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及制造方法、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备 |
| CN111917393B (zh) * | 2020-06-22 | 2021-06-01 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及制造方法、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备 |
| WO2022001861A1 (zh) * | 2020-06-28 | 2022-01-06 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 设置插入层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111934640B (zh) * | 2020-06-28 | 2021-06-01 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 设置插入层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN111934640A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-13 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 设置插入层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN112087216B (zh) * | 2020-08-03 | 2022-02-22 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有声学孔的体声波谐振器及组件、滤波器及电子设备 |
| CN112087216A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-12-15 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有声学孔的体声波谐振器及组件、滤波器及电子设备 |
| WO2022062912A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有声阻层的体声波谐振器及其组件和制造方法、滤波器和电子设备 |
| WO2022062911A1 (zh) * | 2020-09-22 | 2022-03-31 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 具有空隙层的体声波谐振器及组件和制造方法、滤波器和电子设备 |
| WO2022083352A1 (zh) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 |
| CN117013979A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-11-07 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 |
| CN117013979B (zh) * | 2022-12-14 | 2024-06-04 | 北京芯溪半导体科技有限公司 | 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4027517A4 (en) | 2022-10-26 |
| EP4027517A1 (en) | 2022-07-13 |
| WO2021042741A1 (zh) | 2021-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111010104A (zh) | 压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| US10727808B2 (en) | Bulk acoustic wave resonator comprising a ring | |
| US10284173B2 (en) | Acoustic resonator device with at least one air-ring and frame | |
| CN111313857A (zh) | 设置有插入结构与温补层的体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| KR100740746B1 (ko) | 탄성 표면파 디바이스 | |
| CN111010119B (zh) | 带复合环形结构的谐振器、滤波器及电子设备 | |
| CN111193489B (zh) | 体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| WO2008032543A1 (fr) | Résonateur piézoélectrique à couche mince et son procédé de fabrication | |
| US20100109809A1 (en) | Thin film piezoelectric resonator and thin film piezoelectric filter | |
| CN111355466A (zh) | 具有多梁檐空隙的体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| CN111245400A (zh) | 具有桥部插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| EP3905521A1 (en) | Resonator with extension structure at connection portion of top electrode, filter and electronic device | |
| CN111262547B (zh) | 体声波谐振器、mems器件、滤波器和电子设备 | |
| CN114389559A (zh) | 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 | |
| CN111193481A (zh) | 体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| KR102172638B1 (ko) | 음향 공진기 및 그 제조 방법 | |
| CN111010139B (zh) | 体声波谐振器、滤波器和电子设备 | |
| CN111934640B (zh) | 设置插入层以提升功率的体声波谐振器、滤波器及电子设备 | |
| CN115882812A (zh) | 选择凸起结构的角度以提升性能的体声波谐振器 | |
| CN115250110A (zh) | 体声波谐振器组件、滤波器及电子设备 | |
| CN115250100A (zh) | 体声波谐振器、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备 | |
| KR102450602B1 (ko) | 체적 음향 공진기 | |
| CN214851160U (zh) | 体声波谐振结构 | |
| CN115241622B (zh) | 谐振器、滤波器及电子设备 | |
| CN115706571A (zh) | 具有双压电层的体声波谐振器、滤波器及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |