CN111669144B - 一种baw体声波谐振器及其制备方法、滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BAW体声波谐振器，所述BAW体声波谐振器包括基板以及从下到上依次分布设于基底上的下声反射层、压电叠层和上声反射层；其中，所述基底为包括位于中间的凹槽部分和位于周缘的凸起部分组成的圆台结构；下声反射层位于基底的上方，并与基底的凹槽之间形成空气腔；将下声反射层、上声反射层均为带有缓坡的圆台结构形成位于中间的工作区域以及位于周缘的非工作区域；当压电薄膜在工作中产生的热量通过下声反射层位于周缘的非工作区域传递到基底并散发出去，大大提高BAW体声波谐振器的散热性能。本发明提供了一种BAW体声波谐振器的制备方法和滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器，尤其涉及一种BAW体声波滤波器及其制备方法、滤波器。
背景技术
BAW体声波滤波器是5G通讯领域中不可缺少的重要组成部分，其在射频前端的重要应用越来越多的影响到通信行业的发展。一般来说，BAW体声波滤波器是由多个体声波谐振器通过电学连接导体互联连接的；并且多个体声波谐振器会形成多种拓补结构。其中，每个体声波滤波器均具备串联谐振点和并联谐振点，一般作为带通滤波器使用，通过两个相位差为90度的体声波谐振器组成双工器；另外，体声波谐振器一般会采用薄膜体声波谐振器，其在信号的处理、传输、加载和收发等环节都具备有重要的应用。
一般来说，根据BAW体声波滤波器的结构不同，可将其分为以下三种类型：硅背刻蚀型、空气隙型和固态装配型。其中，如图1所示，固态装配型的BAW体声波滤波器主要包括从下到上依次分布的基底101、空气腔102、位于基底101上的FBAR（薄膜体声波谐振器）叠层、覆盖FBAR叠层的密封剂121以及该FBAR叠层的顶面113和密封剂121之间的声波布拉格反射器190。其中，FBAR叠层包括相对设置的第一平面电极112、第二平面电极114以及设于二者之间的压电元件116。通过将声波布拉格反射器190与FBAR叠层通过键合方式设于基底101上从而构成BAW体声波谐振器；同时，在基底101上制备空气腔102，可将FBAR叠层与基底101声学隔离；而声波布拉格反射器190将FBAR叠层与密封剂121声学隔离，这样，FBAR叠层与基底101和密封剂121两者之间均声学隔离。当BAW体声波滤波器加压时，FBAR叠层的压电元件116产生体声波，并通过空气腔102以及声波布拉格反射器190被限制在FBAR叠层内，实现谐振功能。如图1所示，由于FBAR叠层、覆盖FBAR叠层的密封剂121以及声波布拉格反射器190等均是以梯形的方式依次设于基底101的空气腔102的上方；而BAW体声波谐振器在施加大功率信号时FBAR叠层的压电元件116会产生的大量的热量，由于声波布拉格反射器190、FBAR叠层等均通过梯形方式设于基底101的空气腔102上，则FBAR叠层在工作时所产生的热量无法及时传递到基底101散发出去；而当热量不能够及时散发出去时，会对BAW体声波滤波器的工作效率造成一定的影响，甚至会影响BAW体声波谐振器的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种BAW体声波滤波器，其能够解决现有技术中BAW体声波谐振器的散热性不好的问题。
本发明的目的之二在于提供一种一种BAW体声波滤波器的制备方法，其能够解决现有技术中BAW体声波谐振器的散热性不好的问题。
本发明的目的之三在于提供一种BAW体声波滤波器，其能够解决现有技术中BAW体声波谐振器的散热性不好的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种BAW体声波谐振器，所述BAW体声波谐振器包括基板以及从下到上依次分布设于基底上的下声反射层、压电叠层和上声反射层；其中，所述基底为包括位于中间的凹槽部分和位于周缘的凸起部分组成的圆台结构；下声反射层位于基底的上方，并与基底的凹槽之间形成空气腔；
所述压电叠层设于下声反射层上，包括从下到上依次分布的底电极、压电薄膜和顶电极；底电极与顶电极均为带缓坡的圆台结构，其纵向切面均为梯形、其底边的长度均小于压电薄膜的纵向切面的边长、其底边与腰的夹角均为锐角；同时，位于压电薄膜上的顶电极与位于压电薄膜下的底电极上下相对设置；
其中，下声反射层、上声反射层均为带有缓坡的圆台结构，包括位于中间部位的工作区域和位于边缘部位的非工作区域；其中，上声反射层的位于中间部位的工作区域、压电叠层的顶电极、压电薄膜、底电极、下声反射层的位于中间的工作区域依次从上到下设置于基底的凹槽部分上；上声反射层的位于边缘部位的非工作区域、压电薄膜以及下声反射层的位于边缘部位的非工作区域设于基底的凸起部分上；当压电薄膜在工作时所产生的热量可通过下声反射层的非工作区域传递到基底并散发出去。
进一步地，所述下声反射层包括从下到上依次分布的第一下声反射层、第二下声反射层、第三下声反射层和第四下声反射层；第一下声反射层、第三下声反射层均为带有缓坡的圆台结构，第二下声反射层包括位于第一下声反射层上的带有缓坡的圆台结构和位于基底上的周缘部分，第四下声反射层包括位于第三下声反射层上的带有缓坡的圆台结构和位于第二下声反射层上的周缘部分；其中，下声反射层的工作区域由从下到上依次分布的第一下声反射层、第二下声反射层的带有缓坡的圆台结构、第三下声反射层、第三下声反射层的带有缓坡的圆台结构构成；下声反射层的非工作区域由从下到上依次分布的第二下声反射层的周缘部分和第四下声反射层的周缘部分构成；
其中，第一下声反射层的纵向切面、第三下声反射层的纵向切面、第二下声反射层的带有缓坡的圆台结构的纵向切面、第四下声反射层的带有缓坡的圆台结构的纵向切面的底角的角度均相同，并小于预设角度；所述预设角度为锐角；
第一下声反射层的厚度、第二下声反射层的厚度、第三下声反射层的厚度、第四下声反射层的厚度均相同，并等于所述压电叠层所产生的体声波的波长的四分之一。
进一步地，所述上声反射层设于压电叠层上，包括从下到上依次分布的第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层和第四上声反射层；第一上声反射层的结构与第一下声反射层的结构相同、第二上声反射层的结构与第二下声反射层的结构相同、第三上声反射层的结构与第三下声反射层的结构相同、第四上声反射层的结构与第四下声反射层的结构相同。
进一步地，第一下声反射层、第一上声反射层、第三下声反射层、第三上声反射层为高声阻抗布拉格声反射层；第二下声反射层、第二上声反射层、第四上声反射层、第四下声反射层为低声阻抗布拉格声反射层。
进一步地，高声阻抗布拉格声反射层为金属高声阻抗布拉格声反射层；低声阻抗布拉格声反射层为金属低声阻抗布拉格声反射层或非金属低声阻抗布拉格声反射层。
进一步地，所述金属高声阻抗布拉格声反射层为金属钨高声阻抗布拉格声反射层；非金属低声阻抗布拉格声反射层为二氧化硅低声阻抗布拉格声反射层；金属低声阻抗布拉格声反射层为金属钨低声阻抗布拉格声反射层。
进一步地，所述BAW体声波谐振器包括电极连接层，所述电极连接层设有顶电极连接层和底电极连接成；其中，顶电极连接层设于压电叠层与上反射层之间，并与顶电极接触；底电极连接层包括设于压电叠层与上反射层之间的部分和设于压电薄膜内并与底电极接触的部分；所述电极连接层，用于连接外部电源接口或其他的BAW体声波谐振器。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种如本发明目的之一采用的一种BAW体声波谐振器的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤（1）选择一基底，并对所述基底的表面进行清洁；所述基底为圆台结构；
步骤（2）在所述基底上沉积一层第一下声反射层；
步骤（3）在所述第一下声反射层上沉积一层第二下声反射层；
步骤（4）依次根据步骤（2）和（3）在第二下声反射层上依次沉积第三下声反射层与第四下声反射层；其中，第一下声反射层、第二下声反射层、第三下声反射层、第四下声反射层组成下声反射层；
步骤（5）在第四下声反射层上沉积一层底电极，底电极为带有缓坡的圆台结构；
步骤（6）在所述底电极以及下声反射层上沉积压电薄膜；
步骤（7）在所述压电薄膜的上沉积顶电极，并且位于压电薄膜上的顶电极与位于压电薄膜下的底电极保持上下相对；
步骤（8）在压电叠层上从下到上依次沉积第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层；其中，第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层为上声反射层；所述上声反射层的结构与下声反射层的结构相同；
步骤（9）通过湿法刻蚀将第一下声反射层与基底之间的部分去除，并形成空气腔；
步骤（10）通过蚀刻法在BAW体声波谐振器上开设对应通孔层，使得每个通孔层内填充电极连接层，并使得对应电极连接层的一端与BAW体声波谐振器的顶电极或底电极电性连接，一端作为输出接口。
进一步地，所述步骤（10）包括：通过蚀刻法在上反射层与压电薄膜、以及压电薄膜上开设底电极通孔层，并在底电极通孔层内填充底电极连接层，使得底电极与底电极连接层电性连接；
通过购蚀刻法在上反射层与压电薄膜之间开设顶电极通孔层，并在顶电极通孔层内填充顶电极连接层，使得顶电极与顶电极连接层电性连接。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种BAW体声波滤波器，所述BAW体声波滤波器包括多个上述的一种BAW体声波谐振器；每个BAW体声波谐振器通过对应的电极连接层与其他的BAW体声波谐振器的对应电极连接层进行串联或并联，形成串联谐振或并联谐振。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过将下声反射层设置为带有缓坡的圆台结构，使得下声反射层划分为位于中间部位的工作区域和位于边缘部位的非工作区域，将非工作区域设于基底与压电叠层的压电薄膜之间。当BAW体声波谐振器开始工作时，压电薄膜产生的热量可通过下声反射层的位于边缘部位的非工作区域将热量传递给基底，并通过基底及时将热量散发出去，解决了现有技术中压电薄膜的热量不能够及时散发出去而影响BAW体声波谐振器的工作效率等问题。
附图说明
图1为本发明提供的现有的BAW体声波谐振器的纵向切面示意图；
图2为本发明提供的BAW体声波谐振器的纵向切面示意图之一；
图3为本发明提供的BAW体声波谐振器的纵向切面示意图之二；
图4为本发明提供的BAW体声波滤波器的模块图；
图5为本发明提供的BAW体声波谐振器的电极连接层纵向切面示意图。
图中：101、基底；102、空气腔；112、第一平面电极；114、第二平面电极；116、压电元件；113、FBAR叠层的顶面；121、密封剂；190、声波布拉格反射器；201、第一下声反射层；202、第二下声反射层；203、第三下声反射层；204、第四下声反射层；301、底电极；302、压电薄膜；303、顶电极；401、第一上声反射层；402、第二上声反射层；403、第三上声反射层；404、第四上声反射层；501、支撑层；601、空气隙；701、底电极连接层；702、顶电极连接层。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
为了解决BAW体声波滤波器中的BAW体声波谐振腔能够更好地散热，本发明提供了一优选的实施例，一种BAW体声波谐振器，属于固态装配型的BAW体声波谐振器，如图2所示，所述BAW体声波谐振器包括从下到上依次分布的基底101、下声反射层、压电叠层和上声反射层构成的圆台结构。也即是说，基底101、下声反射层、压电叠层以及上声反射层也采用梯形层叠的方式进行设置。
其中，压电叠层位于下声反射层与上声反射层之间。基底101包括位于中间的凹槽以及围绕于凹槽设置的周缘。当下声反射层设于基底101上时，基底101的凹槽形成空气腔102，空气腔102内充满空气。
压电叠层包括从下到上依次分布的底电极301、压电薄膜302和顶电极303。也即是，压电薄膜302位于底电极301与顶电极303之间，三者之间构成三明治结构。同时，位于压电薄膜302上的顶电极303与位于压电薄膜302下的底电极301上下相对设置，便于实现谐振器的功能。
当BAW体声波谐振器开始工作时，利用压电薄膜302的压电特性，当在顶电极303施加交流电压时，压电效应使电能转化为机械能，使压电薄膜302发生机械形变，从而在压电薄膜302体内激励出体声波；而当体声波传输到压电薄膜302与底电极301之间，并传输到底电极301时，由于底电极301的下发的空气腔102，根据声学隔离可使得体声波被限制在压电叠层中，实现谐振器的功能。
优选地，基底101为椭圆形的圆台结构，也即是基底101的横截面为椭圆形。
为了保证压电薄膜302工作时所产生的热量能够通过基底101散发出去，本发明所提供的BAW体声波谐振器的结构设为带有缓坡的圆台结构。
如图2所示，下声反射层、上声反射层均设置为带有缓坡的圆台结构，并且下声反射层、上声反射层的纵向切面的底角为锐角。
具体为：将下声反射层被分为位于中间的工作区域和位于周缘的非工作区域。工作区域的下方为空气腔102，上方为压电叠层。非工作区域的下方为处于基底101边缘的凸起部分，上方为压电薄膜302。
这样，当压电薄膜302在工作时所产生的热量，就可以通过非工作区域传递到基底101并散发出去，实现散热功能。
同理，将上声反射层采用与下声反射层相同结构来实现，同样地，当压电薄膜302工作时所产生的热量可通过上声反射层的边缘部分散发出去。同时，在制备谐振器时，由于下声反射层与上声反射层的结构类似，因此在制备下声反射层后，不需要切换设备直接采用同样的设备或技术来完成下声反射层的制备，方便了生产。
另外，为了保证BAW体声波谐振器的整体美观性以及节省材料，优选地，上反射层、下反射层的纵向切面的底角小于或等于30度。
进一步地，下声反射层设于基底101与压电叠层之间，包括从下至上依次分布设置的第一下声反射层201、第二下声反射层202、第三下声反射层203和第四下声反射层204。
优选地，第一下声反射层201、第二下声反射层202、第三下声反射层203、第四下声反射层204均为布拉格声反射层。其中，第一下声反射层201、第三下声反射层203为高声阻抗布拉格声反射层，第二下声反射层202、第四下声反射层204为低声阻抗布拉格声反射层。也即是说，下声反射层是由四层布拉格反射层组成，并且是由高低声阻抗布拉格声反射层间隔排列而成的。
优选地，高声阻抗布拉格反射层为金属高生阻抗布拉格反射层，低声阻抗布拉格声反射层为金属低声阻抗布拉格声反射层或非金属低声阻抗布拉格声反射层。高声阻抗布拉格声反射层的声阻抗大于50，低声阻抗布拉格声反射层的声阻抗小于10。其中，这里的金属可采用钨，而非金属可才采用二氧化硅。进一步地，第一下声反射层201为带有缓坡的圆台结构，其纵向切面为梯形。第一下声反射层201的纵向切面的底角为锐角，小于预设角度。优选地，预设角度为30度。同时，第一下声反射层201的纵向切面的底边的长度与空气腔102的横截面的直径的长度相同。优选地，第一下声反射层201的厚度为压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。优选地，第一下声反射层201的纵向切面为等腰梯形。
进一步地，第二下声反射层202包括位于第一下声反射层201上的带有缓坡的圆台结构和位于基底101上的周缘部分。其中，位于第一下声反射层201上的带有缓坡的圆台结构的纵向切面为梯形，该梯形与第一下声反射层201的纵向切面的梯形相同，其底角与第一下声反射层201的纵向切面的底角相同，厚度等于压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。位于基底101上的周缘部分设于基底101上并围绕于第一下声反射层201设置，其厚度等于压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。优选地，位于第一下声反射层201上的带有缓坡的圆台结构的纵向切面为等腰梯形。
优选地，第三下声反射层203与第一下声反射层201相同，也为带带缓坡的圆台结构，第三下声反射层203的纵向切面的底角与第一下声反射层201的纵向切面的底角相同，厚度等于压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。同时，第三下声反射层203的纵向切面的底边的长度与第二下声反射层202的顶边的长度相同。
优选地，第四下声反射层204的结构与第二下声反射层202的结构相同，包括第三下声反射层203上的带有缓坡的圆台结构和位于第二下声反射层202上的周缘部分。其中，第三下声反射层203上的带有缓坡的圆台结构的纵向切面为梯形，该梯形与第三下声反射层203的纵向切面的梯形相同，其底角与第三下声反射层203的纵向切面的底角相同，厚度等于压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。位于第二上声反射层202上的周缘部分设于第二声反射层上并围绕于第二下声反射层202、第三下声反射层203设置，其厚度等于压电薄膜302所产生的体声波的波长的四分之一。同样，第三下声反射层203上的带有缓坡的圆台结构的纵向切面为等腰梯形。也即是说，位于下声反射层的周缘部分是由第一下声反射层201和第二下声反射层202组成，其上层为压电薄膜302，下层为基底101。这样，当BAW体声波谐振器开始工作时，压电薄膜302所产生的热量可通过第一下声反射层201、第二下声反射层202传递到基底101，进而通过基底101散发出去，使得压电薄膜302在工作时所产生的热量能够及时散发出去，保证了BAW体声波谐振器的运行。
同理，优选地，上声反射层的结构与下声反射层的结构形状相同。具体地，上声反射层设于压电叠层上，包括从下到上依次分布的第一上声反射层401、第二上声反射层402、第三上声反射层403和第四上声反射层404。
第一上声反射层401的结构与第一下声反射层201的结构类似、第二上声反射层402的结构与第二下声反射层202的结构类似，均为带缓坡的圆台结构；并且第一上声反射层401设于顶电极303上，而第二上声反射层402的中间部分设于第一上声反射层401上、周缘部分设于压电薄膜302上。
第三上声反射层403的结构与第三下声反射层203的结构类似、第四上声反射层404的结构与第四下声反射层204的结构相同类似；并且第三上声反射层403设于第二上声反射层402上，第四上声反射层404的中间部分设于第三上声反射层403上、周缘部分设于第二上声反射层402上。
同样地，第一上声反射层401、第二上声反射层402为高声阻抗布拉格声反射层，第二上声反射层402、第四上声反射层404为低声阻抗布拉格声反射层。
优选地，所述上声反射层与压电叠层之间还设有支撑层501，用于支撑上声反射层，并对压电叠层的顶电极303进行保护，避免上反射层塌陷对压电叠层损坏。所述支撑层501为二氧化硅层。
优选地，如图3所示，所述支撑层501与顶电极303之间还设有空气隙601。所述空气隙601围绕于顶电极303的缓坡部分设置。当压电薄膜302产生体声波时，通过空气隙601以及空气腔102的作用，可将体声波限制在压电叠层之间。优选地，在实际生产过程中，首先在围绕于顶电极303的缓坡部分设置生成一层空气隙填充层后在继续生长其上的其他层，最后通过湿法腐蚀法去除空气隙填充层，进而可形成空气隙601。
优选地，底电极301、顶电极303均为金属电极，顶电极303的厚度为383nm，底电极301的厚度为336nm。其中，金属电极由Mo组成。压电薄膜302由AIN组成，其厚度为2um。
优选地，所述基底101由高阻Si组成。
优选地，如图5所示，为了保证谐振器之间的电性连接，在压电叠层中还设有电极连接层。其中，电极连接层包括底电极连接层701和顶电极连接层702。底电极连接层701包括设于压电薄膜与支撑层之间的部分和位于压电薄膜中的部分。通过在压电薄膜与支撑层之间、压电薄膜中刻蚀通孔，使得底电极连接层与底电极连通，这样BAW体声波谐振器可通过底电极连接层701与其他的BAW体声波谐振器的顶电极连接层702连接，实现两个BAW体声波谐振器的电性连接。
当两个BAW体声波谐振器连接时，可通过两个BAW体声波谐振器的电极连接层电性连接。
优选地，本发明对于制备圆台结构的下声反射层、上声反射层以及压电叠层均采用非接触式动态间距曝光光刻技术。比如采用不同距离曝光技术对光刻胶外部形状进行调整来获得下声反射层、上声反射层以及压电叠层的缓坡结构。
实施例二
基于实施例一，本发明还提供了一种BAW体声波滤波器，包括多个如实施例一所提供的BAW体声波谐振器。将多个BAW体声波谐振器通过串联和并联组成BAW体声波滤波器。也即是通过将每个BAW体声波谐振器的底电极的电极连接线或顶电极的电极连接线与其他的BAW体声波谐振器进行串联或并联，形成串联谐振点或并联谐振点。优选地，如图4所示，BAW体声波滤波器包括9个BAW体声波谐振器。其中，BAW体声波谐振器可通过串联或并联的方式进行连接，并且相邻两个BAW体声波谐振器在连接时，通过对应的电极连接层连接。另外，对于并联或串联的BAW体声波谐振器的个数以及连接方式可根据实际的需求进行设定，是本领域技术人员所熟知的公知常识，本实施例只是给出一种具体的实施方式。
实施例三
基于实施例一提供的一种BAW体声波谐振器，本发明还提供了一种BAW体声波谐振器的制备方法，包括以下步骤：
步骤（1）选择一基底，并对该基底表面进行清洁。
其中，本发明的基底优选采用单晶硅或GaN抛光晶圆。清洁可优选采用有机清洗或酸洗等。酸洗溶液可采用BOE（HF）溶液或硫酸溶液等。优选地，基底为椭圆形的圆台结构。
步骤（2）在基底上沉积一层金属高声阻抗布拉格声反射层，作为第一下声反射层。
本发明通过利用磁控溅射（PVD）、非接触式曝光光刻技术以及等离子刻蚀（ICP）工艺在所述基底上沉积一层高声阻抗布拉格声反射层。优选地，非接触式曝光光刻技术为非接触式动态间距曝光技术。
其中，该高声阻抗布拉格声反射层为带有缓坡的圆台结构，其纵向切面的底角的角度小于第一预设值。第一预设值为30度。另外，高声阻抗布拉格声反射层的厚度为压电薄膜所产生的体声波的波长的四分之一。高声阻抗布拉格声反射层为金属高声阻抗布拉格声反射层。
同样地，为了节省成本，该层高声阻抗布拉格声反射层的纵向切面的底边长度小于基底的纵向切面的直径。
步骤（3）在第一下声反射层上沉积一层低声阻抗布拉格声反射层，作为第二下声反射层。
其中，低声阻抗布拉格反射层为金属低声阻抗布拉格反射层或非金属低声阻抗布拉格反射层。低声阻抗布拉格反射层包括位于第一下声反射层上的中间部分和位于基底上的周缘部分。其中，位于第一下声反射层上的中间部位为带有缓坡的圆台结构，位于基底上的周缘部分围绕于位于第一下声反射上的中间部分进行设置。位于第一下声反射层上的中间部位的厚度、位于基底上的周缘部分均为压电薄膜所产生的体声波的波长的四分之一，也即是与第一下声反射层的厚度相同。
步骤（4）依次根据步骤（2）和（3）在第二下声反射层上依次沉积一层高声阻抗布拉格声反射层和低声阻抗布拉格声反射层，作为第三下声反射层、第四下声反射层，其中，第一下声反射层、第二下声反射层、第三下声反射层、第四下声反射层组成下声反射层。
其中，第三下声反射层、第四下声反射层的厚度均为压电薄膜所产生的体声波的波长的四分之一，也即是与第一下声反射层的厚度相同。
优选地，高声阻抗布拉格声反射层的声阻抗大于50，低声阻抗布拉格声反射层的声阻抗小于10。
步骤（5）在第四下声反射层上沉积一层底电极，底电极为带有缓坡的圆台结构。其中，底电极的纵向切面的底角的角度小于第一预设值。在沉积过程中，通过采用非接触式曝光技术制作底电极的纵向切面的底角，使得底电极形成带有缓坡的圆台结构。
步骤（6）在底电极以及下声反射层上沉积压电薄膜。
步骤（7）在所述压电薄膜的上沉积顶电极，并且位于压电薄膜上的顶电极与位于压电薄膜下的底电极保持上下相对。其中，顶电极、底电极均为金属电极层；顶电极、底电极均为带有缓坡的圆台结构。
步骤（8）在压电叠层上从下到上依次沉积第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层，其中，第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层为上声反射层。
其中，沉积工艺与步骤（2）、步骤（3）以及步骤（4）均相同。
步骤（9）将第一下声反射层与基底之间的部分去除，并形成空气腔。
步骤（10）在压电薄膜与支撑层之间、压电薄膜上刻蚀通孔，并在通孔内设置电极连接层，用于BAW体声波谐振器之间的连接。优选地，步骤（7）与步骤（8）之间还包括：
步骤（71）在顶电极的缓坡上沉积一层空气隙填充层。
步骤（72）在压电叠层上沉积一层支撑层。该支撑层位于压电薄膜、顶电极以及空气填充层的上方，用于支撑上声反射层，并起到保护顶电极以及压电薄膜的作用。
步骤（73）将第一上声反射层与顶电极之间的空气隙填充层去除，进而形成空气隙。本发明采用湿法刻蚀法形成空气隙。
本发明提供的BAW体声波滤波器是通过布拉格声反射层的缓坡结构，将压电薄膜所产生的热量传递到基底并通过基底散发出去，有效提高热量的传导效率，进而提高BAW体声波滤波器的功率容量。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种BAW体声波谐振器，其特征在于，所述BAW体声波谐振器包括基板以及从下到上依次分布设于基底上的下声反射层、压电叠层和上声反射层；其中，所述基底为包括位于中间的凹槽部分和位于周缘的凸起部分组成的圆台结构；下声反射层位于基底的上方，并与基底的凹槽之间形成空气腔；
所述压电叠层设于下声反射层上，包括从下到上依次分布的底电极、压电薄膜和顶电极；底电极与顶电极均为带缓坡的圆台结构，其纵向切面均为梯形、其底边的长度均小于压电薄膜的纵向切面的边长、其底边与腰的夹角均为锐角；同时，位于压电薄膜上的顶电极与位于压电薄膜下的底电极上下相对设置；
其中，下声反射层、上声反射层均为带有缓坡的圆台结构，包括位于中间部位的工作区域和位于边缘部位的非工作区域；其中，上声反射层的位于中间部位的工作区域、压电叠层的顶电极、压电薄膜、底电极、下声反射层的位于中间的工作区域依次从上到下设置于基底的凹槽部分上；上声反射层的位于边缘部位的非工作区域、压电薄膜以及下声反射层的位于边缘部位的非工作区域设于基底的凸起部分上；当压电薄膜在工作时所产生的热量可通过下声反射层的非工作区域传递到基底并散发出去；
所述下声反射层包括从下到上依次分布的第一下声反射层、第二下声反射层、第三下声反射层和第四下声反射层；第一下声反射层、第三下声反射层均为带有缓坡的圆台结构，第二下声反射层包括位于第一下声反射层上的带有缓坡的圆台结构和位于基底上的周缘部分，第四下声反射层包括位于第三下声反射层上的带有缓坡的圆台结构和位于第二下声反射层上的周缘部分；其中，下声反射层的工作区域由从下到上依次分布的第一下声反射层、第二下声反射层的带有缓坡的圆台结构、第三下声反射层、第三下声反射层的带有缓坡的圆台结构构成；下声反射层的非工作区域由从下到上依次分布的第二下声反射层的周缘部分和第四下声反射层的周缘部分构成；
其中，第一下声反射层的纵向切面、第三下声反射层的纵向切面、第二下声反射层的带有缓坡的圆台结构的纵向切面、第四下声反射层的带有缓坡的圆台结构的纵向切面的底角的角度均相同，并小于预设角度；所述预设角度为锐角；
第一下声反射层的厚度、第二下声反射层的厚度、第三下声反射层的厚度、第四下声反射层的厚度均相同，并等于所述压电叠层所产生的体声波的波长的四分之一。
2.根据权利要求1所述一种BAW体声波谐振器，其特征在于，所述上声反射层设于压电叠层上，包括从下到上依次分布的第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层和第四上声反射层；第一上声反射层的结构与第一下声反射层的结构相同、第二上声反射层的结构与第二下声反射层的结构相同、第三上声反射层的结构与第三下声反射层的结构相同、第四上声反射层的结构与第四下声反射层的结构相同。
3.根据权利要求2所述一种BAW体声波谐振器，其特征在于，第一下声反射层、第一上声反射层、第三下声反射层、第三上声反射层为高声阻抗布拉格声反射层；第二下声反射层、第二上声反射层、第四上声反射层、第四下声反射层为低声阻抗布拉格声反射层。
4.根据权利要求3所述一种BAW体声波谐振器，其特征在于，高声阻抗布拉格声反射层为金属高声阻抗布拉格声反射层；低声阻抗布拉格声反射层为金属低声阻抗布拉格声反射层或非金属低声阻抗布拉格声反射层。
5.根据权利要求4所述一种BAW体声波谐振器，其特征在于，所述金属高声阻抗布拉格声反射层为金属钨高声阻抗布拉格声反射层；非金属低声阻抗布拉格声反射层为二氧化硅低声阻抗布拉格声反射层；金属低声阻抗布拉格声反射层为金属钨低声阻抗布拉格声反射层。
6.根据权利要求1所述一种BAW体声波谐振器，其特征在于，所述BAW体声波谐振器包括电极连接层，所述电极连接层设有顶电极连接层和底电极连接成；其中，顶电极连接层设于压电叠层与上反射层之间，并与顶电极接触；底电极连接层包括设于压电叠层与上反射层之间的部分和设于压电薄膜内并与底电极接触的部分；所述电极连接层，用于连接外部电源接口或其他的BAW体声波谐振器。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的一种BAW体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤(1)选择一基底，并对所述基底的表面进行清洁；所述基底为圆台结构；
步骤(2)在所述基底上沉积一层第一下声反射层；
步骤(3)在所述第一下声反射层上沉积一层第二下声反射层；
步骤(4)依次根据步骤(2)和(3)在第二下声反射层上依次沉积第三下声反射层与第四下声反射层；其中，第一下声反射层、第二下声反射层、第三下声反射层、第四下声反射层组成下声反射层；
步骤(5)在第四下声反射层上沉积一层底电极，底电极为带有缓坡的圆台结构；
步骤(6)在所述底电极以及下声反射层上沉积压电薄膜；
步骤(7)在所述压电薄膜的上沉积顶电极，并且位于压电薄膜上的顶电极与位于压电薄膜下的底电极保持上下相对；
步骤(8)在压电叠层上从下到上依次沉积第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层；其中，第一上声反射层、第二上声反射层、第三上声反射层以及第四上声反射层为上声反射层；所述上声反射层的结构与下声反射层的结构相同；
步骤(9)通过湿法刻蚀将第一下声反射层与基底之间的部分去除，并形成空气腔；
步骤(10)通过蚀刻法在BAW体声波谐振器上开设对应通孔层，使得每个通孔层内填充电极连接层，并使得对应电极连接层的一端与BAW体声波谐振器的顶电极或底电极电性连接，一端作为输出接口。
8.根据权利要求7所述一种BAW体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述步骤(10)包括：通过蚀刻法在上反射层与压电薄膜、以及压电薄膜上开设底电极通孔层，并在底电极通孔层内填充底电极连接层，使得底电极与底电极连接层电性连接；
通过购蚀刻法在上反射层与压电薄膜之间开设顶电极通孔层，并在顶电极通孔层内填充顶电极连接层，使得顶电极与顶电极连接层电性连接。
9.一种BAW体声波滤波器，其特征在于，所述BAW体声波滤波器包括多个如权利要求1-6中任一项所述的一种BAW体声波谐振器；每个BAW体声波谐振器通过对应的电极连接层与其他的BAW体声波谐振器的对应电极连接层进行串联或并联，形成串联谐振或并联谐振。
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