CN111262547B - 体声波谐振器、mems器件、滤波器和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：顶电极、压电层、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；所述谐振器还包括支撑梁，所述支撑梁用于保持所述有效区域，且在谐振器的横向方向上设置在有效区域与由基底支撑的保持区域之间；所述支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与谐振器的三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。本发明还涉及一种MEMS器件、一种滤波器以及一种电子设备。
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MEMS器件，一种滤波器以及一种电子设备。
背景技术
随着当今无线通讯技术的飞速发展，小型化便携式终端设备的应用也日益广泛，因而对于高性能、小尺寸的射频前端模块和器件的需求也日益迫切。近年来，以例如为薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR)为基础的滤波器、双工器等滤波器件越来越为市场所青睐。一方面是因为其插入损耗低、过渡特性陡峭、选择性高、功率容量高、抗静电放电(ESD)能力强等优异的电学性能，另一方面也是因为其体积小、易于集成的特点所致。
传统薄膜体声波谐振器剖面结构示意图如图1所示。图1中，A1所示区域为谐振器的有效区域，在有效区域外侧，谐振器振动时声波能量会延压电层传输到有效区域外侧，从而造成能量泄露，如图中Q1所示，从而降低谐振器的Q值。谐振器需要支撑结构进行机械固定和基底进行承载，具体的，在一般情况下，谐振器的声波能量损失主要来自于从有效区域通过支撑结构向支撑基底泄露。传统结构中，支撑结构为压电层延伸和电极层延伸的组合(压电层+上电极或压电层+下电极)。如图1所示，这种结构造成声波能量泄露，进而Q值(尤其是并联谐振点及其附近的Q值)较低。
发明内容
为缓解或解决使用现有技术中的上述问题的至少一个方面，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，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
顶电极、压电层、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；
所述谐振器还包括支撑梁，所述支撑梁用于保持所述有效区域，且在谐振器的横向方向上设置在有效区域与由基底支撑的保持区域之间；
所述支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与谐振器的三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且
支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。
本发明的实施例还涉及一种MEMS器件，包括：
三明治结构，所述三明治结构包括依次叠置的顶电极、压电层和底电极；和
支撑梁，一端连接在三明治结构的端部，
其中：
支撑梁的轴线与所述三明治结构的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且
支撑梁的厚度不大于三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。
本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，具有上述的MEMS器件或体声波谐振器或滤波器。
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1为现有技术中的体声波谐振器的剖面结构示意图；
图1A为基于图1的仿真模型图；
图1B为基于图1A的位移仿真结果图；
图1C为示出谐振器谐振时薄膜由上到下的位移绝对值的示意图，其中横轴表示从谐振器底面为零点时厚度方向的z坐标，纵轴表示薄膜的位移；
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三明治结构(有效区域的三明治结构)的支撑结构的剖面示意图；
图2A为基于图2的结构的仿真结果图，其中横轴为支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离，纵轴为体声波谐振器的Qp值；
图2B为基于图2的结构的仿真结果图，其中横轴为支撑梁的厚度，纵轴为体声波谐振器的Qp值；
图2C为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的三明治结构(有效区域的三明治结构)的支撑结构的剖面示意图；
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，其中支撑梁围绕整个有效区域设置；
图3A-3G分别为根据本发明的实施例的沿图3中的OA方向截得的体声波谐振器的示意性剖面图，其分别示出了支撑梁的不同形式；
图4为根据本发明的另一个实施例的沿图3中的OB方向截得的体声波谐振器的示意性剖面图；和
图5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，其中支撑梁沿有效区域的电极连接部分设置。
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1为现有技术中的体声波谐振器的剖面结构示意图，图1A为基于图1的仿真模型图，图1B为谐振器振动时基于图1A的位移分布仿真结果图，图1C为示出谐振器谐振时薄膜由上到下的位移值的示意图，其中横轴表示从谐振器底面为零点时厚度方向的z坐标，纵轴表示薄膜质点的位移。
以图1所示结构建立仿真模型，其如图1A所示，其中，20表示底电极，30表示压电层，40表示顶电极，其中示出了锚点。图1A的位移仿真结果如图1B所示，谐振器谐振时薄膜由上到下的位移绝对值由最大变为0再变为最大，如图1C所示，图1C中，横坐标代表从谐振器底面为零点时厚度方向的z坐标，纵轴代表薄膜的位移。传统支撑的谐振器两侧锚点将位移最大处也固定，因此有效区域边缘的振动带动传统支撑结构一起振动，进而振动以声波的形式传播至基底耗散，造成谐振器有效区域声波能量损耗，Q值降低。
为降低声波能量的损耗，提高Q值，本专利提出一种支点在谐振器振动节点的支撑梁。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三明治结构(有效区域的三明治结构)的支撑结构的剖面示意图，图2C为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的三明治结构(有效区域的三明治结构)的支撑结构的剖面示意图。如图2和图2C所示，定义梁的厚度为t1，定义节点支撑梁的轴向中点与中性轴之间的距离为h1，定义梁的长度为L1。在图2中，支撑梁的轴线b-b与谐振器的中性轴c-c重合。图2中的结构将谐振器的支撑只固定在薄膜位移为0的中性轴(即振动驻波波节处，具体定义为图1C中位移值为0的点)上，谐振器有效区域的边缘绝大部分区域没有与支撑梁接触，可以自由振动，因此没有声波能量泄露；而支撑梁仅在中性轴处与有效区域的边缘的接触，而恰好在这一接触点的振动位移为0(或振幅非常微小)，因此基本不会出现有效区域的振动带动支撑梁振动的情况，进而基本不会有声波能量从有效区域传输到支撑梁中，也基本不会有声波能量泄露至基底。换言之，声波能量被很好地限制在有效区域中，因此能够达到提升Q值的作用。中性轴一般为谐振器的振动节点(驻波波节)，所以不会有声波通过支撑梁泄漏到有效区域以外。如此，支撑梁既能够起到机械支撑谐振器的作用，又不会降低谐振器的Q值。
在图2C中，支撑梁的轴线b-b与谐振器的中性轴c-c之间存在偏移，但只要所述支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与谐振器的三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％，就在本发明的保护范围之内。
下面参照图2A和图2B示例性描述基于图2和图2C的仿真结果。图2A为基于图2和图2C的结构的仿真结果图，其中横轴为支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离，纵轴为体声波谐振器的并联谐振点处的Q值(Qp)；图2B为基于图2和图2C的结构的仿真结果图，其中横轴为支撑梁的厚度，纵轴为体声波谐振器的Qp值。
当底电极和顶电极的厚度均为0.35μm，压电层的厚度为0.7μm，节点支撑梁厚度为0.02μm时，调整h1，计算谐振器的Qp值，结果如图2A示。从图2A中可知，当h1从-0.16μm增加至0.0μm时，谐振器的Qp值增加，当h1从0.0μm增加至0.17μm时，谐振器的Qp值降低，当h1数值为0.0μm时，即支撑梁中心位于谐振器振动中性轴时，谐振器的Qp值达到最高值1114.4。因此，支撑梁的位置越接近于中性轴位置(即振动驻波波节处)时，声波能量损耗越小，谐振器的Qp值越高。支撑梁的位置如果远离中性轴(无论偏上偏下)，支撑梁被有效区域的位移所带动，造成声波能量损耗，谐振器的Qp值都有所下降。
当底电极和顶电极的厚度均为0.35μm，压电层的厚度为0.7μm，h1为0.0μm时，调整支撑梁的厚度t1，计算谐振器的Qp值，结果如图2B所示。从图2B中可知，当支撑梁厚度t1从0.18μm降低至0.02μm时，谐振器的Qp逐渐增加，且都高于传统支撑结构的数值，当支撑梁的厚度为0.02μm时，谐振器的Qp值达到最高值995.9，比传统支撑结构增加124.55％。因此，随着支撑梁厚度的增加，支撑梁逐渐被有效区域的振动所带动，声波会通过支撑梁泄漏到有效区域外，而处于振动驻波波节的节点支撑梁能够有效防止这种泄漏，提高Q值。从提高谐振器的Qp值角度看，支撑梁厚度越小，Qp值越高；但支撑梁厚度太薄则不足以支撑谐振器及其机械振动。
在本发明的一个实施例中，支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。进一步可选的，支撑梁的厚度不大于压电层的厚度的50％，或者支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的10％。如本领域技术人员能够理解的，本发明中虽然没有限定支撑梁的厚度的下限值，但是支撑梁也需要一定的厚度以支撑谐振器及其机械振动，只要支撑梁厚度的上限值在本发明权利所限定的保护范围之内而且在实际中支撑梁的厚度足以支撑谐振器及其机械振动，均在本发明的保护范围之内。例如，对于1μm厚的谐振器，一般情况下，支撑梁厚度要大于10nm。
此外，谐振器需要电极引出部将有效区域的电信号引出到外部，如基底上。电极引出部或电极连接部也可以作为支撑梁看待，例如电极引出部单独作为支撑梁，或者电极引出部和压电层一同作为支撑梁。
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，其中支撑梁围绕整个有效区域设置，图3A为根据本发明的实施例的沿图3中的OA方向截得的体声波谐振器的示意性剖面图。
下面示例性说明体声波谐振器的具体结构。体声波谐振器包括声学镜、底电极、压电层、顶电极，上述四个部分在谐振器的厚度方向上的重叠区域定义为谐振器的有效区域，其中压电层还包括支撑梁。在图3中，字母O代表谐振器的几何中心。
图3与3A中各附图标记说明如下：
110：基底，用于承载并封闭声学器件，材料通常可选单晶硅，石英，砷化镓或蓝宝石等。
100：声学镜，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。
120：底电极，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，并且该斜面与有效区域边缘对齐，此外还可以为阶梯状、垂直状或是其它相似的结构。底电极的材料可为：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。
130：压电层，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。
140：顶电极，材料同底电极120。顶电极的投影位于声学镜内，顶电极还可覆盖钝化层。钝化层包括但不限于多晶硅SiO2、Si3N4、AlN等。
160：截止层，其用作刻蚀支撑梁170的截止保护层，材料包括但不限于SiO2、Si3N4、AlN等。
170：节点支撑梁。
在图3A中，支撑梁170位于有效区域与声学镜边缘之间。
图3A所示的结构，基于支撑梁170，能够进一步提高体声波谐振器的Q值(尤其是并联谐振点及其附近的Q值)。因此，基于图3A，本发明在谐振器有效区域外侧，提供一种支点在谐振器振动节点的支撑梁，此节点支撑梁可提高谐振器的Q值。
图3B-3G分别为根据本发明的实施例的沿图3中的OA方向截得的体声波谐振器的示意性剖面图，其分别示出了支撑梁170的不同形式。
图3B与图3A所示实施例类似，不同之处在于在图3B中，支撑梁170上方及下方具有低声阻抗的介质171，如：Si3N4、二氧化硅等。
图3C所示实施例与图3A类似，不同之处在于，在图3C中，压电层为两种材料131和132组成，或者由掺杂浓度不同的同一材料组成(需要指出的是，掺杂浓度不同也认为是压电层材料不同的具体示例)。
图3D所示实施例与图3A所示实施例类似，不同之处在于，在图3D中，支撑梁上方并未设置压电层材料，在图3D中，厚度小于有效区域的压电层的厚度的压电层结构(可以认为对应于支撑梁)直接延伸出声学镜，即处于声学镜的外侧。
图3E所示实施例与图3A所示实施例类似，不同之处在于，图3E中，去除了图1中的截止层160。
图3F所示实施例与图3A所示实施例类似，不同之处在于，图3F中，支撑梁含一个或多个对称或不对称的凸起结构173。
图3G所示实施例与图3A所示实施例类似，不同之处在于，在图3G中，底电极120的非引脚端可覆盖支撑梁170或进一步延伸出支撑梁之外；顶电极140的非引脚端不与支撑梁170对齐，而是更靠近谐振器中心，如图3G中所示，其距离支撑梁170存在距离d。
图4为根据本发明的另一个实施例的沿图3中的OB方向截得的体声波谐振器的示意性剖面图。图4中示出了顶电极由有效区域向无效区域延伸的方式。
图4中各附图标记如下：210：基底；200：声学镜；220：底电极；230：压电层；240：顶电极，顶电极还可覆盖钝化层；260：截止层；270：节点支撑梁。
图5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，其中支撑梁沿有效区域的电极连接部分设置。在图5中，各附图标记如下：300：声学镜；320：底电极；330：压电层；340：顶电极；370：节点支撑梁。
节点支撑梁不一定围绕整个谐振器设置，可以与其他边界条件/支撑条件混合设置。例如，可以采用悬空边界和节点支撑梁混合的有效区域边界条件设置，即有效区域的部分边界为悬空没有任何支撑，部分边界为节点支撑，如图5所示；又例如，采用传统支撑和节点支撑梁混合的设置，即部分边界为压电层/电极层的自由延伸，部分边界为节点支撑梁。
在本发明的上述实施例中，谐振器的中性轴延伸穿过支撑梁，而且所述支撑梁关于中性轴上下对称布置。但是，本发明不限于此。只要支撑梁连接在处于有效区域的内压电层与处于有效区域外侧且由基底支撑的外压电层之间或者包括在内压电层与外压电层之间的部分，且支撑梁的厚度小于内压电层的厚度，就在本发明的保护范围之内。这样的方案与现有设计中在压电层的整个厚度方向上相接的方案相比，至少可以减少支撑梁与压电层端部的接触面积，减少声波能量泄露。
如图3A-3G所示，外压电层(图中左侧)的与支撑梁170相连的端部的底侧与所述内压电层(图中右侧)的与支撑梁相连的端部的底侧处于垂直于与谐振器的厚度的同一平面(换言之，齐平)。该齐平可以是例如图3E的形式，也可以是如图3F所示例如基于截止层160形成的形式。
此外，如图2和图2C所示，本发明也提出了可适用于体声波谐振器的一种MEMS器件，其包括如图2或图2C所示的三明治结构，所述三明治结构包括依次叠置的顶电极140、压电层130和底电极120；以及支撑梁170，其一端连接在压电层的端部，所述支撑梁170的厚度小于压电层130的厚度。支撑梁170的位置也可以采用如图3B-3G以及图4的方案。
基于以上，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，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
顶电极、压电层、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；
所述谐振器还包括支撑梁，所述支撑梁用于保持所述有效区域，且在谐振器的横向方向上设置在有效区域与由基底支撑的保持区域之间；
所述支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与谐振器的三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且
支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。
2、根据1所述的谐振器，其中：
支撑梁的厚度不大于压电层的厚度的50％。
3、根据1所述的谐振器，其中：
支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的10％。
4、根据1-3中任一项所述的谐振器，其中：
所述谐振器的中性轴延伸穿过支撑梁。
5、根据4所述的谐振器，其中：
所述支撑梁关于中性轴上下对称布置。
6、根据4所述的谐振器，其中：
支撑梁与压电层同层设置且支撑梁的材料与压电层的材料相同，且支撑梁的厚度小于压电层的厚度。
7、根据6所述的谐振器，其中：
所述压电层处于有效区域的部分为内压电层，所述压电层处于保持区域的部分为外压电层；
所述外压电层的与支撑梁相连的端部的底侧与所述内压电层的与支撑梁相连的端部的底侧处于垂直于与谐振器的厚度的同一平面。
8、根据7所述的谐振器，其中：
所述谐振器还包括设置在外压电层与基底之间的截止层。
9、根据6-8中任一项所述的谐振器，其中：
所述压电层包括第一压电层与第二压电层，第一压电层的材料与第二压电层的材料彼此不同，所述支撑梁包括分别由上下叠置的第一压电材料与第二压电材料形成的第一压电材料梁与第二压电材料梁。
10、根据6-8中任一项所述的谐振器，其中：
支撑梁的上侧与下侧中的至少一侧设置有低声阻抗介质，所述低声阻抗介质的声阻抗小于压电层的声阻抗。
11、根据6-10中任一项所述的谐振器，其中：
支撑梁的两端之间设置有至少一个凸起结构。
12、根据11所述的谐振器，其中：
所述凸起结构关于支撑梁对称布置。
13、根据6-12中任一项所述的谐振器，其中：
顶电极延伸覆盖所述支撑梁的上侧，和/或
底电极延伸覆盖所述支撑梁的下侧。
14、根据1-13中任一项所述的谐振器，其中：
所述声学镜为声学镜空腔，所述支撑梁在横向方向上的两端均位于所述空腔边缘的内侧；或
所述声学镜为声学镜空腔，所述支撑梁在横向方向上的外端位于所述空腔边缘的外侧。
15、根据1-14中任一项所述的谐振器，其中：
所述支撑梁围绕所述有效区域的整个边界设置；或者
所述支撑梁仅绕有效区域的一部分边界设置。
16、根据15所述的谐振器，其中：
所述支撑梁仅绕有效区域的电极连接部分所在区域设置。
17、根据1所述的谐振器，其中：
所述支撑梁由电极连接部构成，或者由电极连接部与压电层共同构成。
18、一种MEMS器件，包括：
三明治结构，所述三明治结构包括依次叠置的顶电极、压电层和底电极；和
支撑梁，一端连接在三明治结构的端部，
其中：
支撑梁的轴线与所述三明治结构的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且
支撑梁的厚度不大于三明治结构的总厚度的50％或者小于压电层的厚度。
19、根据18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁的厚度不大于压电层的厚度的50％。
20、根据18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁的厚度不大于三明治结构的总厚度的10％。
21、根据18所述的MEMS器件，其中：
所述三明治结构的中性轴延伸穿过支撑梁。
22、根据18所述的MEMS器件，其中：
所述支撑梁关于三明治结构的中性轴上下对称布置。
23、根据18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁与压电层同层设置且支撑梁的材料与压电层的材料相同，且支撑梁的厚度小于压电层的厚度。
24、一种滤波器，包括根据1-17中任一项所述的体声波谐振器。
25、一种电子设备，包括根据24所述的滤波器或者根据1-17中任一项所述的体声波谐振器，或者根据18-23中任一项所述的MEMS器件。
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。
在本发明中，跨层导电通孔穿过至少一个芯片单元的基板而与叠置的芯片中的另外的芯片单元的芯片电连接；单层导电通孔仅与最上层的芯片单元的芯片电连接。
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 (25)
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，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
顶电极、压电层、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成谐振器的有效区域；
所述谐振器还包括支撑梁，所述支撑梁用于保持所述有效区域，且在谐振器的横向方向上设置在有效区域与由基底支撑的保持区域之间；
所述支撑梁的轴线与所述谐振器的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与谐振器的三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％，所述三明治结构包括依次叠置的顶电极、压电层和底电极；
所述声学镜为声学镜空腔，所述支撑梁在横向方向上的内端位于所述声学镜空腔边缘的内侧；且
支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的50％。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
支撑梁的厚度不大于压电层的厚度的50％。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
支撑梁的厚度不大于谐振器的三明治结构的总厚度的10％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振器，其中：
所述谐振器的中性轴延伸穿过支撑梁。
5.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述支撑梁关于中性轴上下对称布置。
6.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
支撑梁与压电层同层设置且支撑梁的材料与压电层的材料相同，且支撑梁的厚度小于压电层的厚度。
7.根据权利要求6所述的谐振器，其中：
所述压电层处于有效区域的部分为内压电层，所述压电层处于保持区域的部分为外压电层；
所述外压电层的与支撑梁相连的端部的底侧与所述内压电层的与支撑梁相连的端部的底侧处于垂直于与谐振器的厚度的同一平面。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述谐振器还包括设置在外压电层与基底之间的截止层。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的谐振器，其中：
所述压电层包括第一压电层与第二压电层，第一压电层的材料与第二压电层的材料彼此不同，所述支撑梁包括分别由上下叠置的第一压电材料与第二压电材料形成的第一压电材料梁与第二压电材料梁。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的谐振器，其中：
支撑梁的上侧与下侧中的至少一侧设置有低声阻抗介质，所述低声阻抗介质的声阻抗小于压电层的声阻抗。
11.根据权利要求6-8中任一项所述的谐振器，其中：
支撑梁的两端之间设置有至少一个凸起结构。
12.根据权利要求11所述的谐振器，其中：
所述凸起结构关于支撑梁对称布置。
13.根据权利要求6-8中任一项所述的谐振器，其中：
顶电极延伸覆盖所述支撑梁的上侧，和/或
底电极延伸覆盖所述支撑梁的下侧。
14.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述支撑梁在横向方向上的两端均位于所述声学镜空腔边缘的内侧；或
所述支撑梁在横向方向上的外端位于所述声学镜空腔边缘的外侧。
15.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述支撑梁围绕所述有效区域的整个边界设置；或者
所述支撑梁仅绕有效区域的一部分边界设置。
16.根据权利要求15所述的谐振器，其中：
所述支撑梁仅绕有效区域的电极连接部分所在区域设置。
17.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述支撑梁由电极连接部构成，或者由电极连接部与压电层共同构成。
18.一种MEMS器件，包括：
三明治结构，所述三明治结构包括依次叠置的顶电极、压电层和底电极；
声学镜空腔；和
支撑梁，一端连接在三明治结构的端部，所述支撑梁在横向方向上的内端位于所述声学镜空腔边缘的内侧，
其中：
支撑梁的轴线与所述三明治结构的中性轴在谐振器的厚度方向上的距离与三明治结构的总厚度之间的比例不大于20％；且
支撑梁的厚度不大于三明治结构的总厚度的50％。
19.根据权利要求18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁的厚度不大于压电层的厚度的50％。
20.根据权利要求18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁的厚度不大于三明治结构的总厚度的10％。
21.根据权利要求18所述的MEMS器件，其中：
所述三明治结构的中性轴延伸穿过支撑梁。
22.根据权利要求18所述的MEMS器件，其中：
所述支撑梁关于三明治结构的中性轴上下对称布置。
23.根据权利要求18所述的MEMS器件，其中：
支撑梁与压电层同层设置且支撑梁的材料与压电层的材料相同，且支撑梁的厚度小于压电层的厚度。
24.一种滤波器，包括根据权利要求1-17中任一项所述的体声波谐振器。
25.一种电子设备，包括根据权利要求24所述的滤波器或者根据权利要求1-17中任一项所述的体声波谐振器，或者根据权利要求18-23中任一项所述的MEMS器件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Bulk acoustic wave resonators, MEMS devices, filters and electronic equipment Effective date of registration: 20210908 Granted publication date: 20210810 Pledgee: Tianjin TEDA Haihe intelligent manufacturing industry development fund partnership (L.P.) Pledgor: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009034 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20240130 Granted publication date: 20210810 |
|
| PP01 | Preservation of patent right |