CN111740718A - 一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置,体声波谐振装置包括:第一层,包括位于第一侧的第一空腔;第一电极,第一电极的第一端位于第一空腔内,第二端接触第一层;第二层,位于第一侧,位于第一电极上;以及第二电极,位于第二层上,第一电极和第二电极位于第二层两侧;第一电极上与第二电极重合的第一部分位于第一空腔内;第一电极包括第一电极层和第二电极层,第二电极层和第二层位于第一电极层的两侧;第二电极包括第三电极层和第四电极层,第二层和第四电极层位于第三电极层的两侧。第二电极层导电性高于第一电极层,第四电极层导电性高于第三电极层,从而减小第一电极和第二电极的电阻,降低电学损耗。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体而言,本发明涉及一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置。
背景技术
无线通信设备的射频(Radio Frequency,RF)前端芯片包括功率放大器、天线开关、射频滤波器、多工器和低噪声放大器等。其中,射频滤波器包括压电声表面波(SurfaceAcoustic Wave,SAW)滤波器、压电体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)滤波器、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)滤波器、集成无源装置(Integrated PassiveDevices,IPD)滤波器等。
SAW谐振器和BAW谐振器的品质因数值(Q值)较高,由SAW谐振器和BAW谐振器制作成低插入损耗、高带外抑制的射频滤波器,即SAW滤波器和BAW滤波器,是目前手机、基站等无线通信设备使用的主流射频滤波器。其中,Q值是谐振器的品质因数值,定义为中心频率除以谐振器3dB带宽。SAW滤波器的使用频率一般为0.4GHz至2.7GHz,BAW滤波器的使用频率一般为0.7GHz至7GHz。
与SAW谐振器相比,BAW谐振器的性能更好,但是由于工艺步骤复杂,BAW谐振器的制造成本比SAW谐振器高。然而,当无线通信技术逐步演进,所使用的频段越来越多,同时随着载波聚合等频段叠加使用技术的应用,无线频段之间的相互干扰变得愈发严重。高性能的BAW技术可以解决频段间的相互干扰问题。随着5G时代的到来,无线移动网络引入了更高的通信频段,当前只有BAW技术可以解决高频段的滤波问题。
图1示出了一种BAW滤波器的电路100,包括由多个BAW谐振器组成的梯形电路,其中,f1、f2、f3、f4分别表示4种不同的频率。每个BAW谐振器内,谐振器压电层两侧的金属产生交替正负电压,压电层通过交替正负电压产生声波,该谐振器内的声波垂直传播。为了形成谐振,声波需要在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面产生全反射,以形成驻声波。声波反射的条件是与上金属电极的上表面和下金属电极的下表面接触区域的声阻抗与金属电极的声阻抗有较大差别。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Wave Resonator,FBAR)是一种可以把声波能量局限在器件内的BAW谐振器,该谐振器的谐振区上方是空气,下方存在一个空腔,因为空气声阻抗与金属电极声阻抗差别较大,声波可以在上金属电极的上表面和下金属电极的下表面全反射,形成驻波。
图2示出了一种FBAR 200的剖面A结构示意图。所述FBAR 200包括:基底201,所述基底201上表面侧包括空腔203;电极205(即,下电极),位于所述空腔203上;压电层207,位于所述电极205上;以及电极209(即,上电极),位于所述压电层207上。随着无线移动网络引入了更高的通信频段,电极厚度需要较之前更薄,但是减少电极的厚度会导致电极的电阻升高,从而引入更高的电学损耗,降低Q值。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置,能够降低电学损耗。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种体声波谐振装置,包括:第一层,所述第一层包括位于第一侧的第一空腔;第一电极,所述第一电极的第一端位于所述第一空腔内,所述第一电极的第二端接触所述第一层;第二层,位于所述第一侧,位于所述第一电极上;以及第二电极,位于所述第二层上,所述第一电极和所述第二电极位于所述第二层两侧;其中,所述第一电极上与所述第二电极重合的第一部分位于所述第一空腔内;其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极层和所述第二层位于所述第一电极层的两侧;其中,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二层和所述第四电极层位于所述第三电极层的两侧。
在一些实施例中,所述第一层还包括:中间层,所述中间层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述中间层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述中间层的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括:衬底层,所述衬底层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述衬底层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述衬底层的厚度包括但不限于:20微米至100微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括:第一基底,所述第一基底包括所述第一空腔。
在一些实施例中,所述第一层还包括位于所述第一侧的第一凹槽,所述第一凹槽位于所述第一空腔水平方向上的一侧并与所述第一空腔相通,所述第二端位于所述第一凹槽内。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
在一些实施例中,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。在一些实施例中,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在一些实施例中,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
在一些实施例中,所述压电层的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
在一些实施例中,所述第一电极层的声阻抗大于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性低于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗大于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性低于所述第四电极层的导电性。在一些实施例中,所述第一电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第二电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第三电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第四电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
在一些实施例中,所述第一电极层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性高于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性高于所述第四电极层的导电性。在一些实施例中,所述第一电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第二电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第三电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第四电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:第一隔膜,所述第一电极层和所述第二层位于所述第一隔膜两侧,所述第一隔膜的声阻抗大于所述第一电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第一隔膜的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:第二隔膜,所述第二层和所述第三电极层位于所述第二隔膜两侧,所述第二隔膜的声阻抗大于所述第三电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第二隔膜的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。
在一些实施例中,所述第一电极还包括第一介质层,所述第一介质层两侧为所述第二电极层和所述第一电极层,所述第一介质层的声阻抗小于所述第一电极层的声阻抗,所述第一介质层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第一介质层的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。在一些实施例中,所述第一介质层包括至少一个第二凹槽,所述第二电极层嵌入所述至少一个第二凹槽内,覆盖所述第一介质层。在一些实施例中,所述第二电极还包括第二介质层,所述第二介质层两侧为所述第三电极层和所述第四电极层,所述第二介质层的声阻抗小于所述第三电极层的声阻抗,所述第二介质层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第二介质层的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。在一些实施例中,所述第二介质层包括至少一个第三凹槽,所述第四电极层嵌入所述至少一个第三凹槽内,覆盖所述第二介质层。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:第二基底,位于所述第一层的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:薄膜,位于所述第一层和所述第二基底之间。在一些实施例中,所述薄膜包括但不限于:多晶薄膜。
本发明实施例还提供一种滤波装置,包括但不限于:至少一个上述实施例其中之一提供的体声波谐振装置。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:功率放大装置与至少一个上述实施例提供的滤波装置;所述功率放大装置与所述滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:低噪声放大装置与至少一个上述实施例提供的滤波装置;所述低噪声放大装置与所述滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:多工装置,所述多工装置包括至少一个上述实施例提供的滤波装置。
由上述描述可知,本发明提供的一种体声波谐振装置、一种滤波装置及一种射频前端装置,体声波谐振装置包括第一电极(即,下电极)和第二电极(即,上电极),其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二电极层的导电性较所述第一电极层更高,所述第四电极层的导电性较所述第三电极层更高,从而可以减小所述第一电极和所述第二电极的电阻,降低电学损耗。
附图说明
图1是一种BAW滤波器的电路100的示意图;
图2是一种FBAR 200的剖面A结构示意图;
图3是本发明实施例的一种体声波谐振装置300的剖面A结构示意图;
图4a是本发明实施例的一种体声波谐振装置400的剖面A结构示意图;
图4b是一种六方晶系晶粒的结构示意图;
图4c(i)是一种正交晶系晶粒的结构示意图;
图4c(ii)是一种四方晶系晶粒的结构示意图;
图4c(iii)是一种立方晶系晶粒的结构示意图
图5是本发明实施例的一种体声波谐振装置500的剖面A结构示意图;
图6是本发明实施例的一种体声波谐振装置600的剖面A结构示意图;
图7是本发明实施例的一种体声波谐振装置700的剖面A结构示意图;
图8a是本发明实施例的一种体声波谐振装置800的剖面A结构示意图;
图8b是本发明实施例的插入损耗曲线示意图;
图8c是本发明实施例的插入损耗曲线示意图;
图9是本发明实施例的一种体声波谐振装置900的剖面A结构示意图;
图10是本发明实施例的一种体声波谐振装置1000的剖面A结构示意图;
图11是本发明实施例的一种体声波谐振装置1100的剖面A结构示意图;
图12是本发明实施例的一种体声波谐振装置1200的剖面A结构示意图;
图13是本发明实施例的一种体声波谐振装置1300的剖面A结构示意图;
图14是本发明实施例的一种体声波谐振装置1400的剖面A结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如背景技术部分所述,随着无线移动网络引入了更高的通信频段,电极厚度需要较之前更薄,但是减少电极的厚度会导致电极的电阻提高,从而引入更高的电学损耗,降低Q值。
本发明的发明人发现谐振装置包括第一电极(即,下电极)和第二电极(即,上电极),其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二电极层的导电性较所述第一电极层更高,所述第四电极层的导电性较所述第三电极层更高,从而可以减小所述第一电极和所述第二电极的电阻,降低电学损耗。
本发明实施例提供一种体声波谐振装置,包括:第一层,所述第一层包括位于第一侧的第一空腔;第一电极,所述第一电极的第一端位于所述第一空腔内,所述第一电极的第二端接触所述第一层;第二层,位于所述第一侧,位于所述第一电极上;以及第二电极,位于所述第二层上,所述第一电极和所述第二电极分别位于所述第二层两侧;其中,所述第一电极上与所述第二电极重合的第一部分位于所述第一空腔内;其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极层和所述第二层分别位于所述第一电极层的两侧;其中,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二层和所述第四电极层分别位于所述第三电极层的两侧。
在一些实施例中,所述第一电极层的声阻抗大于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性低于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗大于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性低于所述第四电极层的导电性。
需要说明的是,所述第二电极层的导电性较所述第一电极层更高,所述第四电极层的导电性较所述第三电极层更高,从而可以减小所述第一电极和所述第二电极的电阻,降低电学损耗。
在一些实施例中,所述第一电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第二电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第三电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第四电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
在一些实施例中,所述第一层还包括:第一基底,所述第一基底包括所述第一空腔。
在一些实施例中,所述第一层还包括:衬底层,所述衬底层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述衬底层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述衬底层的厚度包括但不限于:20微米至100微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括:中间层,所述中间层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述中间层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述中间层的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括位于所述第一侧的第一凹槽,所述第一凹槽位于所述第一空腔水平方向上的一侧并与所述第一空腔相通,所述第二端位于所述第一凹槽内。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
在一些实施例中,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。在一些实施例中,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在一些实施例中,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
在一些实施例中,所述压电层的材料包括以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。需要说明的是,摇摆曲线(Rocking curve)描述某一特定晶面(衍射角确定的晶面)在样品中角发散大小,通过平面坐标系表示,其中,横坐标为该晶面与样品面的夹角,纵坐标则表示在某一夹角下,该晶面的衍射强度,摇摆曲线用于表示晶格质量,半峰宽角度越小说明晶格质量越好。此外,半峰宽(Full Width atHalf Maximum,FWHM)指在函数的一个峰当中,前后两个函数值等于峰值一半的点之间的距离。
在一些实施例中,所述第一电极还包括第一介质层,所述第一介质层两侧分别为所述第二电极层和所述第一电极层,所述第一介质层的声阻抗小于所述第一电极层的声阻抗,所述第一介质层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第一介质层的材料包括以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。
在一些实施例中,所述第二电极还包括第二介质层,所述第二介质层两侧分别为所述第三电极层和所述第四电极层,所述第二介质层的声阻抗小于所述第三电极层的声阻抗,所述第二介质层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述第二介质层的材料包括以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。
需要说明的是,所述第一介质层的声阻抗小于所述第一电极层和所述第二电极层的声阻抗,所述第二介质层的声阻抗小于所述第三电极层和所述第四电极层的声阻抗,可以阻隔漏波。
在一些实施例中,所述第一介质层包括至少一个第二凹槽,所述第二电极层嵌入所述至少一个第二凹槽内,覆盖所述第一介质层。在一些实施例中,所述第二介质层包括至少一个第三凹槽,所述第四电极层嵌入所述至少一个第三凹槽内,覆盖所述第二介质层。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:第二基底,位于所述第一层的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:薄膜,位于所述第一层和所述第二基底之间。在一些实施例中,所述薄膜包括:多晶薄膜。需要说明的是,所述薄膜可以防止所述第二基底表面形成自由电子层,减少所述第二基底的射频损耗。
本发明实施例提供一种体声波谐振装置,包括:第一层,所述第一层包括位于第一侧的第一空腔;第一电极,所述第一电极的第一端位于所述第一空腔内,所述第一电极的第二端接触所述第一层;第二层,位于所述第一侧,位于所述第一电极上;以及第二电极,位于所述第二层上,所述第一电极和所述第二电极分别位于所述第二层两侧;其中,所述第一电极上与所述第二电极重合的第一部分位于所述第一空腔内;其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极层和所述第二层分别位于所述第一电极层的两侧;其中,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二层和所述第四电极层分别位于所述第三电极层的两侧。
在一些实施例中,所述第一电极层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性高于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性高于所述第四电极层的导电性。
需要说明的是,所述第一电极层的导电性较所述第二电极层更高,所述第三电极层的导电性较所述第四电极层更高,从而减小所述第一电极和所述第二电极的电阻,降低电学损耗。
在一些实施例中,所述第一电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第二电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第三电极层的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍;所述第四电极层的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。
在一些实施例中,所述第一层还包括:第一基底,所述第一基底包括所述第一空腔。
在一些实施例中,所述第一层还包括:衬底层,所述衬底层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述衬底层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述中间层的厚度包括但不限于:20微米至100微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括:中间层,所述中间层包括所述第一空腔。在一些实施例中,所述中间层的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。在一些实施例中,所述中间层的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
在一些实施例中,所述第一层还包括位于所述第一侧的第一凹槽,所述第一凹槽位于所述第一空腔水平方向上的一侧并与所述第一空腔相通,所述第二端位于所述第一凹槽内。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
在一些实施例中,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。在一些实施例中,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在一些实施例中,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
在一些实施例中,所述压电层的材料包括以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
在一些实施例中,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括第一隔膜,所述第一电极层和所述第二层分别位于所述第一隔膜两侧,所述第一隔膜用于隔开所述第一电极层和所述第二层,所述第一隔膜的声阻抗大于所述第一电极层的声阻抗。在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括第二隔膜,所述第二层和所述第三电极层分别位于所述第二隔膜两侧,所述第二隔膜用于隔开所述第三电极层和所述第二层,所述第二隔膜的声阻抗大于所述第三电极层的声阻抗。需要说明的是,所述第一隔膜和所述第二隔膜用于防止电极材料与压电材料发生化学反应,影响谐振装置的电学性能。
在一些实施例中,所述第一隔膜的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。在一些实施例中,所述第二隔膜的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:第二基底,位于所述第一层的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
在一些实施例中,所述体声波谐振装置还包括:薄膜,位于所述第一层和所述第二基底之间。在一些实施例中,所述薄膜包括:多晶薄膜。需要说明的是,所述薄膜可以防止所述第二基底表面形成自由电子层,以减少所述第二基底的射频损耗。
本发明实施例还提供一种滤波装置,包括但不限于:至少一个上述实施例其中之一提供的体声波谐振装置。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:功率放大装置与至少一个上述实施例提供的滤波装置;所述功率放大装置与所述滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:低噪声放大装置与至少一个上述实施例提供的滤波装置;所述低噪声放大装置与所述滤波装置连接。
本发明实施例还提供一种射频前端装置,包括但不限于:多工装置,所述多工装置包括至少一个上述实施例提供的滤波装置。
图3至图13示出了本发明的多个具体实施例,所述多个具体实施例采用不同结构的谐振装置,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图3是本发明实施例的一种体声波谐振装置300的剖面A结构示意图。
如图3所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置300包括:基底310,所述基底310的上表面侧包括空腔330;电极350,所述电极350的第一端350a位于所述空腔330内,所述电极350的第二端350b接触所述空腔330的侧壁;压电层370,位于所述电极350上,覆盖所述空腔330,其中,所述压电层370包括第一侧370a及所述第一侧370a相对的第二侧370b,所述电极350位于所述第一侧370a;电极390,位于所述第二侧370b,位于所述压电层370上。由图3可见,谐振区(即,所述电极350和所述电极390的重合区域)相对于所述空腔330悬空,与所述基底310没有重合部。其中,所述电极350包括:电极层351,位于所述第一侧370a,接触所述压电层370;电极层353,位于所述第一侧370a,接触所述电极层351,所述电极层353与所述压电层370分别位于所述电极层351两侧。其中,所述电极390包括:电极层391,位于所述第二侧370b,接触所述压电层370;电极层393,位于所述第二侧370b,接触所述电极层391,所述压电层370与所述电极层393分别位于所述电极层391两侧。
本实施例中,所述基底310的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述电极层351的材料的声阻抗大于所述电极层353的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层353的材料的导电性高于所述电极层351的材料的导电性。本实施例中,所述电极层351的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层353的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层370为平层,还覆盖所述基底310的上表面侧。本实施例中,所述压电层370的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述电极层391的材料的声阻抗大于所述电极层393的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层393的材料的导电性高于所述电极层391的材料的导电性。本实施例中,所述电极层391的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层393的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极350上与所述电极390重合的部分位于所述空腔330内;所述电极390上与所述电极350重合的部分位于所述空腔330上方。
需要说明的是,所述电极层353与所述电极层393的导电性较高,从而降低了所述电极350和所述电极390的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层351与所述电极层353具有声阻抗差,所述电极层391与所述电极层393具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
需要说明的是,交换电极中两个电极层的材料,可以带来额外的技术效果,也会对谐振装置的压电常数及机电耦合系数(electro-mechanical coupling factor)产生影响。请参阅以下具体实施例做详细说明。
如图3所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置300包括:基底310,所述基底310的上表面侧包括空腔330;电极350,所述电极350的第一端350a位于所述空腔330内,所述电极350的第二端350b接触所述空腔330的侧壁;压电层370,位于所述电极350上,覆盖所述空腔330,其中,所述压电层370包括第一侧370a及所述第一侧370a相对的第二侧370b,所述电极350位于所述第一侧370a;电极390,位于所述第二侧370b,位于所述压电层370上。由图3可见,谐振区(即,所述电极350和所述电极390的重合区域)相对于所述空腔330悬空,与所述基底310没有重合部。其中,所述电极350包括:电极层351,位于所述第一侧370a,接触所述压电层370;电极层352,位于所述第一侧370a,接触所述电极层351,所述电极层352与所述压电层370分别位于所述电极层351两侧。其中,所述电极390包括:电极层391,位于所述第二侧370b,接触所述压电层370;电极层392,位于所述第二侧370b,接触所述电极层391,所述压电层370与所述电极层392分别位于所述电极层391两侧。
本实施例中,所述电极层353的材料的声阻抗大于所述电极层351的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层351的材料的导电性高于所述电极层353的材料的导电性。本实施例中,所述电极层353的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层351的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层370为平层,还覆盖所述基底310的上表面侧。本实施例中,所述压电层370的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,在所述压电层370的材料中掺入稀土元素,其中,所述稀土元素包括但不限于以下至少之一:钪、镧、钇。需要说明的是,在压电材料中掺入稀土元素,稀土元素原子会替代一定比例的压电材料中的一种元素原子,形成更长的化学键,从而产生压力。例如,在氮化铝中掺入钪,钪原子会替代一定比例的铝原子,氮原子数保持不变,形成的钪氮键比铝氮键长,从而产生压力,获得更高的压电常数及机电耦合系数,其中,所述一定比例指钪原子数占钪原子数加铝原子数之和的比例,其范围包括3%到40%。
本实施例中,所述电极层393的材料的声阻抗大于所述电极层391的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层391的材料的导电性高于所述电极层393的材料的导电性。本实施例中,所述电极层393的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层391的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
需要说明的是,所述电极层351与所述电极层391的导电性较高,从而降低了所述电极350和所述电极390的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层351与所述电极层353具有声阻抗差,所述电极层391与所述电极层393具有声阻抗差,可以阻隔漏波。此外,所述电极层351与所述电极层391具有较低的声学衰弱,从而具有较低的声学损耗。此外,所述电极层351与所述电极层391具有较高导热性,从而提升谐振装置的散热能力。
图4a是本发明实施例的一种体声波谐振装置400的剖面A结构示意图。
如图4a所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置400包括:基底410;中间层420,位于所述基底410上,用于阻隔漏波,所述中间层420的上表面侧包括空腔430;电极440,所述电极440的第一端440a位于所述空腔430内,所述电极440的第二端440b接触所述空腔430的侧壁;压电层450,位于所述电极440上,覆盖所述空腔430,所述压电层450包括第一侧450a及所述第一侧450a相对的第二侧450b,所述中间层420位于所述第一侧450a,所述电极440位于所述第一侧450a;电极460,位于所述第二侧450b,位于所述压电层450上。由图4a可见,谐振区(即,所述电极440和所述电极460的重合区域)相对于所述空腔430悬空,与所述中间层420没有重合部。其中,所述电极440包括:电极层441,位于所述第一侧450a,接触所述压电层450;电极层442,位于所述第一侧450a,接触所述电极层441,所述电极层442与所述压电层450分别位于所述电极层441两侧。其中,所述电极460包括:电极层461,位于所述第二侧450b,接触所述压电层450;电极层462,位于所述第二侧450b,接触所述电极层461,所述压电层450与所述电极层462分别位于所述电极层461两侧。
本实施例中,所述基底410的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层420的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层420的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层441的材料的声阻抗大于所述电极层442的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层442的材料的导电性高于所述电极层441的材料的导电性。本实施例中,所述电极层441的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层442的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层450为平层,还覆盖所述中间层420的上表面侧。本实施例中,所述压电层450的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层450包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。如图4b所示,对于六方晶系的晶粒,例如氮化铝晶粒,采用ac立体坐标系(包括a轴及c轴)表示。如图4c所示,对于(i)正交晶系(a≠b≠c)、(ii)四方晶系(a=b≠c)、(iii)立方晶系(a=b=c)等的晶粒,采用xyz立体坐标系(包括x轴、y轴及z轴)表示。除上述两个实例,晶粒还可以基于其他所属技术领域的技术人员知晓的坐标系表示,因此本发明不受上述两个实例的限制。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层450包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。需要说明的是,摇摆曲线(Rocking curve)描述某一特定晶面(衍射角确定的晶面)在样品中角发散大小,通过平面坐标系表示,其中,横坐标为该晶面与样品面的夹角,纵坐标则表示在某一夹角下,该晶面的衍射强度,摇摆曲线用于表示晶格质量,半峰宽角度越小说明晶格质量越好。此外,半峰宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)指在函数的一个峰当中,前后两个函数值等于峰值一半的点之间的距离。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层450可以使所述压电层450不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层461的材料的声阻抗大于所述电极层462的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层462的材料的导电性高于所述电极层461的材料的导电性。本实施例中,所述电极层461的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层462的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极440上与所述电极460重合的部分位于所述空腔430内;所述电极460上与所述电极440重合的部分位于所述空腔430上方。
需要说明的是,所述电极层442与所述电极层462的导电性较高,从而降低了所述电极440和所述电极460的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层441与所述电极层442具有声阻抗差,所述电极层461与所述电极层462具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
需要说明的是,交换电极中两个电极层的材料,可以带来额外的技术效果,也会对压电常数及机电耦合系数产生影响。请参阅以下具体实施例做详细说明。
如图4a所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置400包括:基底410;中间层420,位于所述基底410上,用于阻隔漏波,所述中间层420的上表面侧包括空腔430;电极440,所述电极440的第一端440a位于所述空腔430内,所述电极440的第二端440b接触所述空腔430的侧壁;压电层450,位于所述电极440上,覆盖所述空腔430,所述压电层450包括第一侧450a及所述第一侧450a相对的第二侧450b,所述中间层420位于所述第一侧450a,所述电极440位于所述第一侧450a;电极460,位于所述第二侧450b,位于所述压电层450上。由图4a可见,谐振区(即,所述电极440和所述电极460的重合区域)相对于所述空腔430悬空,与所述中间层420没有重合部。其中,所述电极440包括:电极层441,位于所述第一侧450a,接触所述压电层450;电极层442,位于所述第一侧450a,接触所述电极层441,所述电极层442与所述压电层450分别位于所述电极层441两侧。其中,所述电极460包括:电极层461,位于所述第二侧450b,接触所述压电层450;电极层462,位于所述第二侧450b,接触所述电极层461,所述压电层450与所述电极层462分别位于所述电极层461两侧。
本实施例中,所述电极层442的材料的声阻抗大于所述电极层441的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层441的材料的导电性高于所述电极层442的材料的导电性。本实施例中,所述电极层442的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层441的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层450为平层,还覆盖所述中间层420的上表面侧。本实施例中,所述压电层450的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,在所述压电层450的材料中掺入稀土元素,其中,所述稀土元素包括但不限于以下至少之一:钪、镧、钇。需要说明的是,在压电材料中掺入稀土元素,稀土元素原子会替代一定比例的压电材料中的一种元素原子,形成更长的化学键,从而产生压力。例如,在氮化铝中掺入钪,钪原子会替代一定比例的铝原子,氮原子数保持不变,形成的钪氮键比铝氮键长,从而产生压力,获得更高的压电常数及机电耦合系数,其中,所述一定比例指钪原子数占钪原子数加铝原子数之和的比例,其范围包括3%到40%。
本实施例中,所述电极层462的材料的声阻抗大于所述电极层461的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层461的材料的导电性高于所述电极层462的材料的导电性。本实施例中,所述电极层462的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层461的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
需要说明的是,所述电极层441与所述电极层461的导电性较高,从而降低了所述电极440和所述电极460的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层441与所述电极层442具有声阻抗差,所述电极层461与所述电极层462具有声阻抗差,可以阻隔漏波。此外,所述电极层441与所述电极层461具有较低的声学衰弱,从而具有较低的声学损耗。此外,所述电极层441与所述电极层461具有较高导热性,从而提升谐振装置的散热能力。
图5是本发明实施例的一种体声波谐振装置500的剖面A结构示意图。
如图5所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置500包括:基底510;薄膜520,位于所述基底510上;中间层530,位于所述薄膜520上,用于阻隔漏波,所述中间层530的上表面侧包括空腔540;电极550,所述电极550的第一端550a位于所述空腔540内,所述电极550的第二端550b接触所述空腔540的侧壁;压电层560,位于所述电极550上,覆盖所述空腔540,所述压电层560包括第一侧560a及所述第一侧560a相对的第二侧560b,所述中间层530位于所述第一侧560a,所述电极550位于所述第一侧560a;电极570,位于所述第二侧560b,位于所述压电层560上。由图5可见,谐振区(即,所述电极550和所述电极570的重合区域)相对于所述空腔540悬空,与所述中间层530没有重合部。其中,所述电极550包括:电极层551,位于所述第一侧560a,接触所述压电层560;电极层552,位于所述第一侧560a,接触所述电极层551,所述电极层552与所述压电层560分别位于所述电极层551两侧。其中,所述电极570包括:电极层571,位于所述第二侧560b,接触所述压电层560;电极层572,位于所述第二侧560b,接触所述电极层571,所述压电层560与所述电极层572分别位于所述电极层571两侧。
本实施例中,所述基底510的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述薄膜520包括但不限于多晶薄膜。本实施例中,所述多晶薄膜的材料包括但不限于以下至少之一:多晶硅、多晶氮化硅、多晶碳化硅。需要说明的是,所述薄膜520可以防止所述基底510表面形成自由电子层,以减少所述基底510的射频损耗。
本实施例中,所述中间层530的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层530的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层551的材料的声阻抗大于所述电极层552的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层552的材料的导电性高于所述电极层551的材料的导电性。本实施例中,所述电极层551的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层552的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层560为平层,还覆盖所述中间层530的上表面侧。本实施例中,所述压电层560的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层560包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层560包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层560可以使所述压电层560不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层571的材料的声阻抗大于所述电极层572的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层572的材料的导电性高于所述电极层571的材料的导电性。本实施例中,所述电极层571的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层572的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极550上与所述电极570重合的部分位于所述空腔540内;所述电极570上与所述电极550重合的部分位于所述空腔540上方。
需要说明的是,所述电极层552与所述电极层572的导电性较高,从而降低了所述电极550和所述电极570的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层551与所述电极层552具有声阻抗差,所述电极层571与所述电极层572具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
图6是本发明实施例的一种体声波谐振装置600的剖面A结构示意图。
如图6所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置600包括:衬底层610,所述衬底层610的上表面侧包括空腔630;电极650,所述电极650的第一端650a位于所述空腔630内,所述电极650的第二端650b接触所述空腔630的侧壁;压电层670,位于所述电极650上,覆盖所述空腔630,其中,所述压电层670包括第一侧670a及所述第一侧670a相对的第二侧670b,所述衬底层610位于所述第一侧670a,所述电极650位于所述第一侧670a;电极690,位于所述第二侧670b,位于所述压电层670上。由图6可见,谐振区(即,所述电极650和所述电极690的重合区域)相对于所述空腔630悬空,与所述衬底层610没有重合部。其中,所述电极650包括:电极层651,位于所述第一侧670a,接触所述压电层670;电极层652,位于所述第一侧670a,接触所述电极层651,所述电极层652与所述压电层670分别位于所述电极层651两侧。其中,所述电极690包括:电极层691,位于所述第二侧670b,接触所述压电层670;电极层692,位于所述第二侧670b,接触所述电极层691,所述压电层670与所述电极层692分别位于所述电极层691两侧。
本实施例中,所述衬底层610的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述衬底层610的厚度包括但不限于:20微米至100微米。
本实施例中,所述电极层651的材料的声阻抗大于所述电极层652的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层652的材料的导电性高于所述电极层651的材料的导电性。本实施例中,所述电极层651的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层652的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层670为平层,还覆盖所述衬底层610的上表面侧。本实施例中,所述压电层670的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层670包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层670包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层670可以使所述压电层670不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层691的材料的声阻抗大于所述电极层692的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层692的材料的导电性高于所述电极层691的材料的导电性。本实施例中,所述电极层691的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层692的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极650上与所述电极690重合的部分位于所述空腔630内;所述电极690上与所述电极650重合的部分位于所述空腔630上方。
需要说明的是,所述电极层652与所述电极层692的导电性较高,从而降低了所述电极650和所述电极690的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层651与所述电极层652具有声阻抗差,所述电极层691与所述电极层692具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
图7是本发明实施例的一种体声波谐振装置700的剖面A结构示意图。
如图7所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置700包括:基底710,所述基底710的上表面侧包括空腔720和凹槽730,其中,所述凹槽730位于所述空腔720左右两侧中的一侧(即,水平方向上两侧中的一侧)并和所述空腔720相通,所述凹槽730的深度小于所述空腔720的深度;电极740,所述电极740的第一端740a位于所述空腔720内,所述电极740的第二端740b位于所述凹槽730内,其中,所述凹槽730的深度等于所述电极740的厚度;压电层750,位于所述电极740上,覆盖所述空腔720,所述压电层750包括第一侧750a及所述第一侧750a相对的第二侧750b,所述电极740位于所述第一侧750a;电极760,位于所述第二侧750b,位于所述压电层750上。由图7可见,谐振区(即,所述电极740和所述电极760的重合区域)相对于所述空腔720悬空,与所述基底710没有重合部。其中,所述电极740包括:电极层741,位于所述第一侧750a,接触所述压电层750;电极层742,位于所述第一侧750a,接触所述电极层741,所述电极层742与所述压电层750分别位于所述电极层741两侧。其中,所述电极760包括:电极层761,位于所述第二侧750b,接触所述压电层750;电极层762,位于所述第二侧750b,接触所述电极层761,所述压电层750与所述电极层762分别位于所述电极层761两侧。
本实施例中,所述基底710的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述电极层741的材料的声阻抗大于所述电极层742的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层742的材料的导电性高于所述电极层741的材料的导电性。本实施例中,所述电极层741的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层742的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层750为平层,还覆盖所述基底710的上表面侧。本实施例中,所述压电层750的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述电极层761的材料的声阻抗大于所述电极层762的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层762的材料的导电性高于所述电极层761的材料的导电性。本实施例中,所述电极层761的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层762的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极740上与所述电极760重合的部分位于所述空腔720内;所述电极760上与所述电极740重合的部分位于所述空腔720上方。
需要说明的是,所述电极层742与所述电极层762的导电性较高,从而降低了所述电极740和所述电极760的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层741与所述电极层742具有声阻抗差,所述电极层761与所述电极层762具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
需要说明的是,交换电极中两个电极层的材料,可以带来额外的技术效果,也会对压电常数及机电耦合系数产生影响。请参阅以下具体实施例做详细说明。
如图7所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置700包括:基底710,所述基底710的上表面侧包括空腔720和凹槽730,其中,所述凹槽730位于所述空腔720左右两侧中的一侧(即,水平方向上两侧中的一侧)并和所述空腔720相通,所述凹槽730的深度小于所述空腔720的深度;电极740,所述电极740的第一端740a位于所述空腔720内,所述电极740的第二端740b位于所述凹槽730内,其中,所述凹槽730的深度等于所述电极740的厚度;压电层750,位于所述电极740上,覆盖所述空腔720,所述压电层750包括第一侧750a及所述第一侧750a相对的第二侧750b,所述电极740位于所述第一侧750a;电极760,位于所述第二侧750b,位于所述压电层750上。由图7可见,谐振区(即,所述电极740和所述电极760的重合区域)相对于所述空腔720悬空,与所述基底710没有重合部。其中,所述电极740包括:电极层741,位于所述第一侧750a,接触所述压电层750;电极层742,位于所述第一侧750a,接触所述电极层741,所述电极层742与所述压电层750分别位于所述电极层741两侧。其中,所述电极760包括:电极层761,位于所述第二侧750b,接触所述压电层750;电极层762,位于所述第二侧750b,接触所述电极层761,所述压电层750与所述电极层762分别位于所述电极层761两侧。
本实施例中,所述电极层742的材料的声阻抗大于所述电极层741的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层741的材料的导电性高于所述电极层742的材料的导电性。本实施例中,所述电极层742的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层741的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层750为平层,还覆盖所述基底710的上表面侧。本实施例中,所述压电层750的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,在所述压电层750的材料中掺入稀土元素,其中,所述稀土元素包括但不限于以下至少之一:钪、镧、钇。需要说明的是,在压电材料中掺入稀土元素,稀土元素原子会替代一定比例的压电材料中的一种元素原子,形成更长的化学键,从而产生压力。例如,在氮化铝中掺入钪,钪原子会替代一定比例的铝原子,氮原子数保持不变,形成的钪氮键比铝氮键长,从而产生压力,获得更高的压电常数及机电耦合系数,其中,所述一定比例指钪原子数占钪原子数加铝原子数之和的比例,其范围包括3%到40%。
本实施例中,所述电极层762的材料的声阻抗大于所述电极层761的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层761的材料的导电性高于所述电极层762的材料的导电性。本实施例中,所述电极层762的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层761的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
需要说明的是,所述电极层741与所述电极层761的导电性较高,从而降低了所述电极740和所述电极760的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层741与所述电极层742具有声阻抗差,所述电极层761与所述电极层762具有声阻抗差,可以阻隔漏波。此外,所述电极层741与所述电极层761具有较低的声学衰弱,从而具有较低的声学损耗。此外,所述电极层741与所述电极层761具有较高导热性,从而提升谐振装置的散热能力。
图8a是本发明实施例的一种体声波谐振装置800的剖面A结构示意图。
如图8a所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置800包括:基底810;中间层820,位于所述基底810上,用于阻隔漏波,所述中间层820的上表面侧包括空腔830和凹槽840,其中,所述凹槽840位于所述空腔830左右两侧中的一侧并和所述空腔830相通,所述凹槽840的深度小于所述空腔830的深度;电极850,所述电极850的第一端850a位于所述空腔830内,所述电极850的第二端850b位于所述凹槽840内,其中,所述凹槽840的深度等于所述电极850的厚度;压电层860,位于所述电极850上,覆盖所述空腔830,所述压电层860包括第一侧860a及所述第一侧860a相对的第二侧860b,所述中间层820位于所述第一侧860a,所述电极850位于所述第一侧860a;电极870,位于所述第二侧860b,位于所述压电层860上。由图8a可见,谐振区(即,所述电极850和所述电极870的重合区域)相对于所述空腔830悬空,与所述中间层820没有重合部。其中,所述电极850包括:电极层851,位于所述第一侧860a,接触所述压电层860;电极层852,位于所述第一侧860a,接触所述电极层851,所述电极层852与所述压电层860分别位于所述电极层851两侧。其中,所述电极870包括:电极层871,位于所述第二侧860b,接触所述压电层860;电极层872,位于所述第二侧860b,接触所述电极层871,所述压电层860与所述电极层872分别位于所述电极层871两侧。
本实施例中,所述基底810的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层820的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层820的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层851的材料的声阻抗大于所述电极层852的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层852的材料的导电性高于所述电极层851的材料的导电性。本实施例中,所述电极层851的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层852的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层860为平层,还覆盖所述中间层820的上表面侧。本实施例中,所述压电层860的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层860包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层860包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层860可以使所述压电层860不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层871的材料的声阻抗大于所述电极层872的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层872的材料的导电性高于所述电极层871的材料的导电性。本实施例中,所述电极层871的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层872的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极850上与所述电极870重合的部分位于所述空腔830内;所述电极870上与所述电极850重合的部分位于所述空腔830上方。
参见图8b,图8b的纵轴表示归一化的Q值,图8b的横轴表示频率(单位为GHz),图8b包括插入损耗(insertion loss)曲线1和插入损耗曲线2,所述插入损耗曲线1对应单电极层电极的谐振装置(即,所述谐振装置的下电极包括一个电极层,所述谐振装置的上电极包括一个电极层),所述插入损耗曲线2对应本发明实施例提供的所述谐振装置800,其中,在频段1.85GHz至2GHz上,所述插入损耗曲线2的Q值高于所述插入损耗曲线1的Q值。需要说明的是,所述电极层852与所述电极层872的导电性较高,从而降低了所述电极850和所述电极870的电阻,减少了电学损耗,提升Q值。此外,所述电极层851与所述电极层852具有声阻抗差,所述电极层871与所述电极层872具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
需要说明的是,交换电极中两个电极层的材料,可以带来额外的技术效果,也会对压电常数及机电耦合系数产生影响。请参阅以下具体实施例做详细说明。
如图8a所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置800包括:基底810;中间层820,位于所述基底810上,用于阻隔漏波,所述中间层820的上表面侧包括空腔830和凹槽840,其中,所述凹槽840位于所述空腔830左右两侧中的一侧并和所述空腔830相通,所述凹槽840的深度小于所述空腔830的深度;电极850,所述电极850的第一端850a位于所述空腔830内,所述电极850的第二端850b位于所述凹槽840内,其中,所述凹槽840的深度等于所述电极850的厚度;压电层860,位于所述电极850上,覆盖所述空腔830,所述压电层860包括第一侧860a及所述第一侧860a相对的第二侧860b,所述中间层820位于所述第一侧860a,所述电极850位于所述第一侧860a;电极870,位于所述第二侧860b,位于所述压电层860上。由图8a可见,谐振区(即,所述电极850和所述电极870的重合区域)相对于所述空腔830悬空,与所述中间层820没有重合部。其中,所述电极850包括:电极层851,位于所述第一侧860a,接触所述压电层860;电极层852,位于所述第一侧860a,接触所述电极层851,所述电极层852与所述压电层860分别位于所述电极层851两侧。其中,所述电极870包括:电极层871,位于所述第二侧860b,接触所述压电层860;电极层872,位于所述第二侧860b,接触所述电极层871,所述压电层860与所述电极层872分别位于所述电极层871两侧。
本实施例中,所述电极层852的材料的声阻抗大于所述电极层851的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层851的材料的导电性高于所述电极层852的材料的导电性。本实施例中,所述电极层852的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层851的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层860为平层,还覆盖所述中间层820的上表面侧。本实施例中,所述压电层860的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,在所述压电层860的材料中掺入稀土元素,其中,所述稀土元素包括但不限于以下至少之一:钪、镧、钇。需要说明的是,在压电材料中掺入稀土元素,稀土元素原子会替代一定比例的压电材料中的一种元素原子,形成更长的化学键,从而产生压力。例如,在氮化铝中掺入钪,钪原子会替代一定比例的铝原子,氮原子数保持不变,形成的钪氮键比铝氮键长,从而产生压力,获得更高的压电常数及机电耦合系数,其中,所述一定比例指钪原子数占钪原子数加铝原子数之和的比例,其范围包括3%到40%。
本实施例中,所述电极层872的材料的声阻抗大于所述电极层871的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层871的材料的导电性高于所述电极层872的材料的导电性。本实施例中,所述电极层872的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层871的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
参见图8c,图8c的纵轴表示归一化的Q值,图8c的横轴表示频率(单位为GHz),图8c包括插入损耗曲线1和插入损耗曲线2,所述插入损耗曲线1对应单电极层电极的谐振装置(即,所述谐振装置的下电极包括一个电极层,所述谐振装置的上电极包括一个电极层),所述插入损耗曲线2对应本发明实施例提供的所述谐振装置800,其中,在频段1.85GHz至2.05GHz上,所述插入损耗曲线2的Q值高于所述插入损耗曲线1的Q值。需要说明的是,所述电极层851与所述电极层871的导电性较高,从而降低了所述电极850和所述电极870的电阻,减少了电学损耗,提升了Q值。此外,所述电极层851与所述电极层852具有声阻抗差,所述电极层871与所述电极层872具有声阻抗差,可以阻隔漏波。此外,所述电极层851与所述电极层871具有较低的声学衰弱,从而具有较低的声学损耗,可以提升Q值。此外,所述电极层851与所述电极层871具有较高导热性,从而提升谐振装置的散热能力。
图9是本发明实施例的一种体声波谐振装置900的剖面A结构示意图。
如图9所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置900包括:基底910;薄膜920,位于所述基底910上;中间层930,位于所述薄膜920上,用于阻隔漏波,所述中间层930的上表面侧包括空腔940和凹槽950,其中,所述凹槽950位于所述空腔940左右两侧中的一侧并和所述空腔940相通,所述凹槽950的深度小于所述空腔940的深度;电极960,所述电极960的第一端960a位于所述空腔940内,所述电极960的第二端960b位于所述凹槽950内,其中,所述凹槽950的深度等于所述电极960的厚度;压电层970,位于所述电极960上,覆盖所述空腔940,所述压电层970包括第一侧970a及所述第一侧970a相对的第二侧970b,所述中间层930位于所述第一侧970a,所述电极960位于所述第一侧970a;电极980,位于所述第二侧970b,位于所述压电层970上。由图9可见,谐振区(即,所述电极960和所述电极980的重合区域)相对于所述空腔940悬空,与所述中间层930没有重合部。其中,所述电极960包括:电极层961,位于所述第一侧970a,接触所述压电层970;电极层962,位于所述第一侧970a,接触所述电极层961,所述电极层962与所述压电层970分别位于所述电极层961两侧。其中,所述电极980包括:电极层981,位于所述第二侧970b,接触所述压电层970;电极层982,位于所述第二侧970b,接触所述电极层981,所述压电层970与所述电极层982分别位于所述电极层981两侧。
本实施例中,所述基底910的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述薄膜920包括但不限于多晶薄膜。本实施例中,所述多晶薄膜的材料包括但不限于以下至少之一:多晶硅、多晶氮化硅、多晶碳化硅。需要说明的是,所述薄膜920可以防止所述基底910表面形成自由电子层,以减少所述基底910的射频损耗。
本实施例中,所述中间层930的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层930的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层961的材料的声阻抗大于所述电极层962的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层962的材料的导电性高于所述电极层961的材料的导电性。本实施例中,所述电极层961的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层962的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层970为平层,还覆盖所述中间层930的上表面侧。本实施例中,所述压电层970的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层970包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层970包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层970可以使所述压电层970不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层981的材料的声阻抗大于所述电极层982的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层982的材料的导电性高于所述电极层981的材料的导电性。本实施例中,所述电极层981的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层982的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极960上与所述电极980重合的部分位于所述空腔940内;所述电极980上与所述电极960重合的部分位于所述空腔940上方。
需要说明的是,所述电极层962与所述电极层982的导电性较高,从而降低了所述电极960和所述电极980的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层961与所述电极层962具有声阻抗差,所述电极层981与所述电极层982具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
图10是本发明实施例的一种体声波谐振装置1000的剖面A结构示意图。
如图10所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置1000包括:衬底层1010,所述衬底层1010的上表面侧包括空腔1020和凹槽1030,其中,所述凹槽1030位于所述空腔1020左右两侧中的一侧并和所述空腔1020相通,所述凹槽1030的深度小于所述空腔1020的深度;电极1040,所述电极1040的第一端1040a位于所述空腔1020内,所述电极1040的第二端1040b位于所述凹槽1030内,其中,所述凹槽1030的深度等于所述电极1040的厚度;压电层1050,位于所述电极1040上,覆盖所述空腔1020,所述压电层1050包括第一侧1050a及所述第一侧1050a相对的第二侧1050b,所述电极1040位于所述第一侧1050a;电极1060,位于所述第二侧1050b,位于所述压电层1050上。由图10可见,谐振区(即,所述电极1040和所述电极1060的重合区域)相对于所述空腔1020悬空,与所述衬底层1010没有重合部。其中,所述电极1040包括:电极层1041,位于所述第一侧1050a,接触所述压电层1050;电极层1042,位于所述第一侧1050a,接触所述电极层1041,所述电极层1042与所述压电层1050分别位于所述电极层1041两侧。其中,所述电极1060包括:电极层1061,位于所述第二侧1050b,接触所述压电层1050;电极层1062,位于所述第二侧1050b,接触所述电极层1061,所述压电层1050与所述电极层1062分别位于所述电极层1061两侧。
本实施例中,所述衬底层1010的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述衬底层1010的厚度包括但不限于:20微米至100微米。
本实施例中,所述电极层1041的材料的声阻抗大于所述电极层1042的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1042的材料的导电性高于所述电极层1041的材料的导电性。本实施例中,所述电极层1041的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层1042的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层1050为平层,还覆盖所述衬底层1010的上表面侧。本实施例中,所述压电层1050的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层1050包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层1050包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层1050可以使所述压电层1050不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层1061的材料的声阻抗大于所述电极层1062的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1062的材料的导电性高于所述电极层1061的材料的导电性。本实施例中,所述电极层1061的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层1062的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极1040上与所述电极1060重合的部分位于所述空腔1020内;所述电极1060上与所述电极1040重合的部分位于所述空腔1020上方。
需要说明的是,所述电极层1042与所述电极层1062的导电性较高,从而降低了所述电极1040和所述电极1060的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层1041与所述电极层1042具有声阻抗差,所述电极层1061与所述电极层1062具有声阻抗差,可以阻隔漏波。
图11是本发明实施例的一种体声波谐振装置1100的剖面A结构示意图。
如图11所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置1100包括:基底1110;中间层1120,位于所述基底1110上,用于阻隔漏波,所述中间层1120的上表面侧包括空腔1130和凹槽1140,其中,所述凹槽1140位于所述空腔1130左右两侧中的一侧并和所述空腔1130相通,所述凹槽1140的深度小于所述空腔1130的深度;电极1150,所述电极1150的第一端1150a位于所述空腔1130内,所述电极1150的第二端1150b位于所述凹槽1140内;隔膜1160,位于所述电极1150上,其中,所述凹槽1140的深度等于所述电极1150与所述隔膜1160的厚度之和;压电层1170,位于所述隔膜1160上,覆盖所述空腔1130,所述压电层1170包括第一侧1170a及所述第一侧1170a相对的第二侧1170b,所述中间层1120位于所述第一侧1170a,所述电极1150位于所述第一侧1170a,所述隔膜1160位于所述第一侧1170a;隔膜1180,位于所述第二侧1170b,位于所述压电层1170上;电极1190,位于所述第二侧1170b,位于所述隔膜1180上。由图11可见,谐振区(即,所述电极1150和所述电极1190的重合区域)相对于所述空腔1130悬空,与所述中间层1120没有重合部。其中,所述电极1150包括:电极层1151,位于所述第一侧1170a,接触所述隔膜1160;电极层1152,位于所述第一侧1170a,接触所述电极层1151,所述电极层1152与所述隔膜1160分别位于所述电极层1151两侧。其中,所述电极1190包括:电极层1191,位于所述第二侧1170b,接触所述隔膜1180;电极层1192,位于所述第二侧1170b,接触所述电极层1191,所述隔膜1180与所述电极层1192分别位于所述电极层1191两侧。
本实施例中,所述基底1110的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层1120的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层1120的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层1152的材料的声阻抗大于所述电极层1151的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1151的材料的导电性高于所述电极层1152的材料的导电性。本实施例中,所述电极层1152的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层1151的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述隔膜1160的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。本实施例中,所述隔膜1160的厚度范围包括但不限于:30纳米至50纳米。需要说明的是,所述隔膜1160用于防止电极材料与压电材料发生化学反应,影响电学性能;所属技术领域的技术人员知晓的其他防扩散隔膜(diffusion barrier)材料也可以用于本发明实施例。此外,防扩散隔膜的厚度与电极相比较薄。本实施例中,所述隔膜1160的声阻抗大于所述电极层1151的声阻抗。
本实施例中,所述压电层1170为平层,还覆盖所述中间层1120的上表面侧。本实施例中,所述压电层1170的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,在所述压电层1170的材料中掺入稀土元素,其中,所述稀土元素包括但不限于以下至少之一:钪、镧、钇。需要说明的是,在压电材料中掺入稀土元素,稀土元素原子会替代一定比例的压电材料中的一种元素原子,形成更长的化学键,从而产生压力。例如,在氮化铝中掺入钪,钪原子会替代一定比例的铝原子,氮原子数保持不变,形成的钪氮键比铝氮键长,从而产生压力,获得更高的压电常数及机电耦合系数,其中,所述一定比例指钪原子数占钪原子数加铝原子数之和的比例,其范围包括3%到40%。
本实施例中,所述压电层1170包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层1170包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层1170可以使所述压电层1170不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述隔膜1180的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。本实施例中,所述隔膜1180的厚度范围包括:30纳米至50纳米。需要说明的是,所属技术领域的技术人员知晓的其他防扩散隔膜材料也可以用于本发明实施例。本实施例中,所述隔膜1180的声阻抗大于所述电极层1191的声阻抗。
本实施例中,所述电极层1192的材料的声阻抗大于所述电极层1191的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1191的材料的导电性高于所述电极层1192的材料的导电性。本实施例中,所述电极层1192的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述电极层1191的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极1150上与所述电极1190重合的部分位于所述空腔1130内;所述电极1190上与所述电极1150重合的部分位于所述空腔1130上方。
需要说明的是,所述电极层1151与所述电极层1191的导电性较高,从而降低了所述电极1150和所述电极1190的电阻,减少了电学损耗。此外,所述电极层1151与所述电极层1152具有声阻抗差,所述电极层1191与所述电极层1192具有声阻抗差,可以阻隔漏波。此外,所述电极层1151与所述电极层1191具有较低的声学衰弱,从而具有较低的声学损耗。此外,所述电极层1151与所述电极层1191具有较高导热性,从而提升谐振装置的散热能力。
图12是本发明实施例的一种体声波谐振装置1200的剖面A结构示意图。
如图12所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置1200包括:基底1210;中间层1220,位于所述基底1210上,用于阻隔漏波,所述中间层1220的上表面侧包括空腔1230和凹槽1240,其中,所述凹槽1240位于所述空腔1230左右两侧中的一侧并和所述空腔1230相通,所述凹槽1240的深度小于所述空腔1230的深度;电极1250,所述电极1250的第一端1250a位于所述空腔1230内,所述电极1250的第二端1250b位于所述凹槽1240内,其中,所述凹槽1240的深度等于所述电极1250的厚度;压电层1260,位于所述电极1250上,覆盖所述空腔1230,所述压电层1260包括第一侧1260a及所述第一侧1260a相对的第二侧1260b,所述中间层1220位于所述第一侧1260a,所述电极1250位于所述第一侧1260a;电极1270,位于所述第二侧1260b,位于所述压电层1260上。由图12可见,谐振区(即,所述电极1250和所述电极1270的重合区域)相对于所述空腔1230悬空,与所述中间层1220没有重合部。其中,所述电极1250包括:电极层1251,位于所述第一侧1260a,接触所述压电层1260;介质层1252,位于所述第一侧1260a,接触所述电极层1251;电极层1253,位于所述第一侧1260a,接触所述介质层1252,所述电极层1253与所述电极层1251分别位于所述介质层1252两侧。其中,所述电极1270包括:电极层1271,位于所述第二侧1260b,接触所述压电层1260;介质层1272,位于所述第二侧1260b,接触所述电极层1271;电极层1273,位于所述第二侧1260b,接触所述介质层1272,所述电极层1271与所述电极层1273分别位于所述介质层1272两侧。
本实施例中,所述基底1210的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层1220的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层1220的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层1251的材料的声阻抗大于所述电极层1253的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1253的材料的导电性高于所述电极层1251的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1252的声阻抗小于所述电极层1253的声阻抗。本实施例中,所述电极层1251的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1252的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1253的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层1260为平层,还覆盖所述中间层1220的上表面侧。本实施例中,所述压电层1260的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层1260包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层1260包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层1260可以使所述压电层1260不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层1271的材料的声阻抗大于所述电极层1273的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1273的材料的导电性高于所述电极层1271的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1272的声阻抗小于所述电极层1273的声阻抗。本实施例中,所述电极层1271的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1272的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1273的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极1250上与所述电极1270重合的部分位于所述空腔1230内;所述电极1270上与所述电极1250重合的部分位于所述空腔1230上方。
需要说明的是,所述电极层1253与所述电极层1273的导电性较高,从而降低了所述电极1250和所述电极1270的电阻,减少了电学损耗。此外,所述介质层1252的声阻抗小于所述电极层1251和所述电极层1253的声阻抗,所述介质层1272的声阻抗小于所述电极层1271和所述电极层1273的声阻抗,可以阻隔漏波。
图13是本发明实施例的一种体声波谐振装置1300的剖面A结构示意图。
如图13所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置1300包括:基底1310;中间层1320,位于所述基底1310上,用于阻隔漏波,所述中间层1320的上表面侧包括空腔1330和凹槽1340,其中,所述凹槽1340位于所述空腔1330左右两侧中的一侧并和所述空腔1330相通,所述凹槽1340的深度小于所述空腔1330的深度;电极1350,所述电极1350的第一端1350a位于所述空腔1330内,所述电极1350的第二端1350b位于所述凹槽1340内,其中,所述凹槽1340的深度等于所述电极1350的厚度;压电层1360,位于所述电极1350上,覆盖所述空腔1330,所述压电层1360包括第一侧1360a及所述第一侧1360a相对的第二侧1360b,所述中间层1320位于所述第一侧1360a,所述电极1350位于所述第一侧1360a;电极1370,位于所述第二侧1360b,位于所述压电层1360上。由图13可见,谐振区(即,所述电极1350和所述电极1370的重合区域)相对于所述空腔1330悬空,与所述中间层1320没有重合部。其中,所述电极1350包括:电极层1351,位于所述第一侧1360a,接触所述压电层1360;介质层1352,位于所述第一侧1360a,接触所述电极层1351,所述介质层1352包括至少一个通孔1353;电极层1354,位于所述第一侧1360a,嵌入所述至少一个通孔1353,覆盖所述介质层1352;所述介质层1352两侧分别为所述电极层1351与所述电极层1354,所述电极层1354通过所述至少一个通孔1353接触所述电极层1351。其中,所述电极1370包括:电极层1371,位于所述第二侧1360b,接触所述压电层1360;介质层1372,位于所述第二侧1360b,接触所述电极层1371,所述介质层1372包括至少一个通孔1373;电极层1374,位于所述第二侧1360b,嵌入所述至少一个通孔1373,覆盖所述介质层1372;所述介质层1372两侧分别为所述电极层1371与所述电极层1374,所述电极层1374通过所述至少一个通孔1373接触所述电极层1371。
本实施例中,所述基底1310的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层1320的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层1320的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层1351的材料的声阻抗大于所述电极层1353的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1353的材料的导电性高于所述电极层1351的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1352的声阻抗小于所述电极层1353的声阻抗。本实施例中,所述电极层1351的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1352的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1353的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述压电层1360为平层,还覆盖所述中间层1320的上表面侧本实施例中,所述压电层1360的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层1360包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层1360包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层1360可以使所述压电层1360不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述电极层1371的材料的声阻抗大于所述电极层1373的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1373的材料的导电性高于所述电极层1371的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1372的声阻抗小于所述电极层1373的声阻抗。本实施例中,所述电极层1371的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1372的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1373的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极1350上与所述电极1370重合的部分位于所述空腔1330内;所述电极1370上与所述电极1350重合的部分位于所述空腔1330上方。
需要说明的是,所述电极层1353与所述电极层1373的导电性较高,从而降低了所述电极1350和所述电极1370的电阻,减少了电学损耗。此外,所述介质层1352的声阻抗小于所述电极层1351和所述电极层1353的声阻抗,所述介质层1372的声阻抗小于所述电极层1371和所述电极层1373的声阻抗,可以阻隔漏波。
图14是本发明实施例的一种体声波谐振装置1400的剖面A结构示意图。
如图14所示,本发明实施例提供一种体声波谐振装置1400包括:基底1410;中间层1420,位于所述基底1410上,用于阻隔漏波,所述中间层1420的上表面侧包括空腔1430和凹槽1440,其中,所述凹槽1440位于所述空腔1430左右两侧中的一侧并和所述空腔1430相通,所述凹槽1440的深度小于所述空腔1430的深度;电极1450,所述电极1450的第一端1450a位于所述空腔1430内,所述电极1450的第二端1450b位于所述凹槽1440内;隔膜1460,位于所述电极1450上,其中,所述凹槽1440的深度等于所述电极1450与所述隔膜1460的厚度之和;压电层1470,位于所述隔膜1460上,覆盖所述空腔1430,所述压电层1470包括第一侧1470a及所述第一侧1470a相对的第二侧1470b,所述中间层1420位于所述第一侧1470a,所述电极1450位于所述第一侧1470a,所述隔膜1460位于所述第一侧1470a;隔膜1480,位于所述第二侧1470b,位于所述压电层1470上;电极1490,位于所述第二侧1470b,位于所述隔膜1480上。由图14可见,谐振区(即,所述电极1450和所述电极1490的重合区域)相对于所述空腔1430悬空,与所述中间层1420没有重合部。其中,所述电极1450包括:电极层1451,位于所述第一侧1470a,接触所述隔离层1460;介质层1452,位于所述第一侧1470a,接触所述电极层1451,所述介质层1452包括至少一个通孔1453;电极层1454,位于所述第一侧1470a,嵌入所述至少一个通孔1453,覆盖所述介质层1452;所述介质层1452两侧分别为所述电极层1451与所述电极层1454,所述电极层1454通过所述至少一个通孔1453接触所述电极层1451。其中,所述电极1490包括:电极层1491,位于所述第二侧1470b,接触所述隔离层1480;介质层1492,位于所述第二侧1470b,接触所述电极层1491,所述介质层1492包括至少一个通孔1493;电极层1494,位于所述第二侧1470b,嵌入所述至少一个通孔1493,覆盖所述介质层1492;所述介质层1492两侧分别为所述电极层1491与所述电极层1494,所述电极层1494通过所述至少一个通孔1493接触所述电极层1491。
本实施例中,所述基底1410的材料包括但不限于以下至少之一:硅、碳化硅、玻璃、蓝宝石、尖晶石、砷化镓、氮化镓。
本实施例中,所述中间层1420的材料包括但不限于以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。本实施例中,所述聚合物包括但不限于以下至少之一:苯并环丁烯(即,BCB)、光感环氧树脂光刻胶(例如,SU-8)、聚酰亚胺。本实施例中,所述绝缘电介质包括但不限于以下至少之一:氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化钛。本实施例中,所述中间层1320的厚度包括但不限于:0.1微米至10微米。
本实施例中,所述电极层1451的材料的声阻抗大于所述电极层1453的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1453的材料的导电性高于所述电极层1451的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1452的声阻抗小于所述电极层1453的声阻抗。本实施例中,所述电极层1451的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1452的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1453的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述隔膜1460的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。本实施例中,所述隔膜1460的厚度范围包括:30纳米至50纳米。需要说明的是,所述隔膜1460用于防止电极材料与压电材料发生化学反应,影响电学性能;所属技术领域的技术人员知晓的其他防扩散隔膜材料也可以用于本发明实施例。此外,防扩散隔膜的厚度与电极相比较薄。本实施例中,所述隔膜1460的声阻抗大于所述电极层1451的声阻抗。
本实施例中,所述压电层1470为平层,还覆盖所述中间层1470的上表面侧本实施例中,所述压电层1470的材料包括但不限于以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
本实施例中,所述压电层1470包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒。所属技术领域的技术人员知晓晶粒的晶向、晶面等可以基于坐标系表示。
本实施例中,所述第一晶粒可以基于第一立体坐标系表示,所述第二晶粒可以基于第二立体坐标系表示,其中,所述第一立体坐标系至少包括沿第一方向的第一坐标轴及沿第三方向第三坐标轴,所述第二立体坐标系至少包括沿第二方向的第二坐标轴及沿第四方向的第四坐标轴,其中,所述第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,所述第二坐标轴对应所述第二晶粒的高。
本实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。需要说明的是,所述第一方向和所述第二方向相同指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第一方向和所述第二方向相反指:沿所述第一方向的向量和沿所述第二方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为ac立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一c轴,所述第三坐标轴为第一a轴;所述第二立体坐标系为ac立体坐标系,所述第二坐标轴为第二c轴,所述第四坐标轴为第二a轴,其中,所述第一c轴和所述第二c轴的指向相同或相反。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二立体坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在另一个实施例中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。需要说明的是,所述第三方向和所述第四方向相同指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括0度至5度;所述第三方向和所述第四方向相反指:沿所述第三方向的向量和沿所述第四方向的向量的夹角范围包括175度至180度。
在另一个实施例中,所述第一立体坐标系为xyz立体坐标系,其中,所述第一坐标轴为第一z轴,所述第三坐标轴为第一y轴,所述第五坐标轴为第一x轴;所述第二立体坐标系为xyz立体坐标系,所述第二坐标轴为第二z轴,所述第四坐标轴为第二y轴,所述第六坐标轴为第二x轴。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相同,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相反。在另一个实施例中,所述第一z轴和所述第二z轴的指向相反,所述第一y轴和所述第二y轴的指向相同。
本实施例中,所述压电层1470包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
需要说明的是,在平面上形成所述压电层1470可以使所述压电层1470不包括明显转向的晶粒,从而可以提高谐振装置的机电耦合系数以及谐振装置的Q值。
本实施例中,所述隔膜1480的材料包括但不限于以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。本实施例中,所述隔膜1480的厚度范围包括:30纳米至50纳米。需要说明的是,所述隔膜1480用于防止电极材料与压电材料发生化学反应,影响电学性能;所属技术领域的技术人员知晓的其他防扩散隔膜材料也可以用于本发明实施例。此外,防扩散隔膜的厚度与电极相比较薄。本实施例中,所述隔膜1480的声阻抗大于所述电极层1491的声阻抗。
本实施例中,所述电极层1491的材料的声阻抗大于所述电极层1493的材料的声阻抗。本实施例中,所述电极层1493的材料的导电性高于所述电极层1491的材料的导电性。本实施例中,所述介质层1492的声阻抗小于所述电极层1493的声阻抗。本实施例中,所述电极层1491的材料包括但不限于以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。本实施例中,所述介质层1492的材料包括但不限于以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。本实施例中,所述电极层1493的材料包括但不限于以下至少之一:铝、铍。
本实施例中,所述电极1450上与所述电极1490重合的部分位于所述空腔1430内;所述电极1490上与所述电极1450重合的部分位于所述空腔1330上方。
需要说明的是,所述电极层1453与所述电极层1493的导电性较高,从而降低了所述电极1450和所述电极1490的电阻,减少了电学损耗。此外,所述介质层1452的声阻抗小于所述电极层1451和所述电极层1453的声阻抗,所述介质层1492的声阻抗小于所述电极层1491和所述电极层1493的声阻抗,可以阻隔漏波。
综上所述,本发明提供的体声波谐振装置包括第一电极(即,下电极)和第二电极(即,上电极),其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二电极层的导电性较所述第一电极层更高,所述第四电极层的导电性较所述第三电极层更高,从而可以减小所述第一电极和所述第二电极的电阻,降低电学损耗,提升Q值。
应该理解,此处的例子和实施例仅是示例性的,本领域技术人员可以在不背离本申请和所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,做出各种修改和更正。
Claims (36)
1.一种体声波谐振装置,其特征在于,包括:
第一层,所述第一层包括位于第一侧的第一空腔;
第一电极,所述第一电极的第一端位于所述第一空腔内,所述第一电极的第二端接触所述第一层;
第二层,位于所述第一侧,位于所述第一电极上;以及
第二电极,位于所述第二层上,所述第一电极和所述第二电极位于所述第二层两侧;
其中,所述第一电极上与所述第二电极重合的第一部分位于所述第一空腔内;
其中,所述第一电极包括第一电极层和第二电极层,所述第二电极层和所述第二层位于所述第一电极层的两侧;
其中,所述第二电极包括第三电极层和第四电极层,所述第二层和所述第四电极层位于所述第三电极层的两侧。
2.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一层还包括:中间层,所述中间层包括所述第一空腔。
3.如权利要求2所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述中间层的材料包括以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。
4.如权利要求2所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述中间层的厚度包括:0.1微米至10微米。
5.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一层还包括:衬底层,所述衬底层包括所述第一空腔。
6.如权利要求5所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述衬底层的材料包括以下至少之一:聚合物、绝缘电介质、多晶硅。
7.如权利要求5所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述衬底层的厚度包括:20微米至100微米。
8.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一层还包括:第一基底,所述第一基底包括所述第一空腔。
9.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一层还包括位于所述第一侧的第一凹槽,所述第一凹槽位于所述第一空腔水平方向上的一侧并与所述第一空腔相通,所述第二端位于所述第一凹槽内。
10.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒,其中,所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒;沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高,沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高,其中,所述第一方向和所述第二方向相同或相反。
11.如权利要求10所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一晶粒对应第一坐标系,所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴;所述第二晶粒对应第二坐标系,所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。
12.如权利要求11所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴,所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。
13.如权利要求12所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
14.如权利要求10所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述压电层的材料包括以下至少之一:氮化铝、氧化铝合金、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、锆钛酸铅、铌镁酸铅—钛酸铅。
15.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二层包括:压电层,所述压电层包括多个晶粒,所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
16.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一电极层的声阻抗大于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性低于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗大于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性低于所述第四电极层的导电性。
17.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一电极层的材料包括以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第二电极层的材料包括以下至少之一:铝、铍;所述第三电极层的材料包括以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第四电极层的材料包括以下至少之一:铝、铍。
18.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一电极层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗;所述第一电极层的导电性高于所述第二电极层的导电性;所述第三电极层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗;所述第三电极层的导电性高于所述第四电极层的导电性。
19.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一电极层的材料包括以下至少之一:铝、铍;所述第二电极层的材料包括以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱;所述第三电极层的材料包括以下至少之一:铝、铍;所述第四电极层的材料包括以下至少之一:钌、钼、钨、铂、铱。
20.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,还包括:第一隔膜,所述第一电极层和所述第二层位于所述第一隔膜两侧,所述第一隔膜的声阻抗大于所述第一电极层的声阻抗。
21.如权利要求20所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一隔膜的材料包括以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。
22.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,还包括:第二隔膜,所述第二层和所述第三电极层位于所述第二隔膜两侧,所述第二隔膜的声阻抗大于所述第三电极层的声阻抗。
23.如权利要求22所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二隔膜的材料包括以下至少之一:钨、氮化钨、氮化钛、钴、钌、钽、氮化钽、氧化铟。
24.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一电极还包括第一介质层,所述第一介质层两侧为所述第二电极层和所述第一电极层,所述第一介质层的声阻抗小于所述第一电极层的声阻抗,所述第一介质层的声阻抗小于所述第二电极层的声阻抗。
25.如权利要求24所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一介质层的材料包括以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。
26.如权利要求24所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第一介质层包括至少一个第二凹槽,所述第二电极层嵌入所述至少一个第二凹槽内,覆盖所述第一介质层。
27.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二电极还包括第二介质层,所述第二介质层两侧为所述第三电极层和所述第四电极层,所述第二介质层的声阻抗小于所述第三电极层的声阻抗,所述第二介质层的声阻抗小于所述第四电极层的声阻抗。
28.如权利要求27所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二介质层的材料包括以下至少之一:二氧化硅、碳氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化铪、氧化铝。
29.如权利要求27所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述第二介质层包括至少一个第三凹槽,所述第四电极层嵌入所述至少一个第三凹槽内,覆盖所述第二介质层。
30.如权利要求1所述的体声波谐振装置,其特征在于,还包括:第二基底,位于所述第一层的第二侧,所述第二侧与所述第一侧相对。
31.如权利要求30所述的体声波谐振装置,其特征在于,还包括:薄膜,位于所述第一层和所述第二基底之间。
32.如权利要求31所述的体声波谐振装置,其特征在于,所述薄膜包括:多晶薄膜。
33.一种滤波装置,其特征在于,包括:至少一个如权利要求1至32其中之一所述的体声波谐振装置。
34.一种射频前端装置,其特征在于,包括:功率放大装置与至少一个如权利要求33所述的滤波装置;所述功率放大装置与所述滤波装置连接。
35.一种射频前端装置,其特征在于,包括:低噪声放大装置与至少一个如权利要求33所述的滤波装置;所述低噪声放大装置与所述滤波装置连接。
36.一种射频前端装置,其特征在于,包括:多工装置,所述多工装置包括至少一个如权利要求33所述的滤波装置。
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