CN111786645B - 体声波谐振器、滤波器、电子设备和调整机电耦合系数的方法 - Google Patents

体声波谐振器、滤波器、电子设备和调整机电耦合系数的方法 Download PDF

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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；和压电层，其中：所述顶电极在顶电极连接端和非顶电极连接端均具有抬高部，所述抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分的顶面；所述内侧部分为具有多条边的凸多边形区域，所述抬高部围绕所述凸多边形区域设置而形成多边形的电极框，所述电极框包括多个框边；且所述电极框的边框在声学镜内存在横向宽度变化。本发明还涉及一种滤波器，其至少一个谐振器为上述谐振器且机电耦合系数不同于其他谐振器的机电耦合系数。本发明还涉及一种包括上述体声波谐振器或滤波器的电子设备，以及一种调整体声波谐振器的机电耦合系数的方法。

Description

体声波谐振器、滤波器、电子设备和调整机电耦合系数的方法
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法，一种具有该谐振器的滤波器，一种调整体声波谐振器的机电耦合系数的方法以及一种具有该滤波器或谐振器的电子设备。
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。
为了提升滤波器有优异的表现，每个谐振器需要具有不同的性能，因此如何对组成体声波滤波器的每一个谐振器的性能进行精确地调控，会是下一步体声波滤波器重点研究的方向。
滤波器由串联和并联两种功能的谐振器组成，对于并联或串联谐振器来说，因为其具有相同的膜层结构和凸起结构，所以相互间的性能差别不大，这对于滤波器性能的提升是不利的。
在同一个衬底上相同频率的机电耦合系数(kt2)往往不可调，通常谐振器频率定了谐振器的机电耦合系数就定了。而目前设计需求，需要用到相同频率或者特定频率差下不同机电耦合系数的谐振器。但实际中需要用到相同频率但机电耦合系数不同的谐振器。因此，现有技术中存在如下需求：在同一基底上设置不同的谐振器，例如两个谐振器，例如其在同一基底上，可以具有相同的频率，同时具有不同的机电耦合系数。
发明内容
为解决现有技术中的上述技术问题的至少一个方面，本发明提出一种新的结构方案来提升体声波谐振器的机电耦合系数的自由度，从而可以进一步提升滤波器的性能。
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；和
压电层，
其中：
所述顶电极在顶电极连接端和非顶电极连接端均具有抬高部，所述抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分的顶面；
所述内侧部分为具有多条边的凸多边形区域，所述抬高部围绕所述凸多边形区域设置而形成多边形的电极框，所述电极框包括多个框边；且
所述电极框的框边在声学镜内存在横向宽度变化。
本发明的实施例还涉及一种调整上述体声波谐振器的机电耦合系数的方法，包括步骤：通过调整所述电极框的框边在声学镜内在横向方向上的宽度，调节所述机电耦合系数。可选的，所述方法还包括步骤：选择调整了宽度的框边的数量与所述电极框的框边总数量的比值，以调节所述机电耦合系数。
本发明的实施例也涉及一种滤波器，包括：
串联支路，包括多个串联谐振器；
多个并联支路，每个并联支路包括并联谐振器，
其中：
所述并联谐振器和所述多个串联谐振器中的至少一个谐振器的机电耦合系数不同于其他谐振器的机电耦合系数，所述至少一个谐振器为上述的体声波谐振器。
本发明的实施例还涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者谐振器。
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为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视图；
图2为沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图；
图3A和3B为示例性说明图2中的插入层的横截面图；
图4为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图；
图5A-5F分别为示例性说明图4中的插入层的横截面图；
图6为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图；
图7A-7B分别为示例性说明图6中的插入层的横截面图；
图8为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图；
图9A-9D分别为示例性说明图8中的插入层的横截面图；
图10为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图；
图11A-11C分别为示例性说明图10中的插入层的横截面图；
图12为设置了传统凸起结构的谐振器的并联阻抗(Rp)与该凸起结构的宽度W的变化曲线图。
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。
在本发明中，附图标记示例性说明如下：
101：基底，可选材料为单晶Si、石英、SiC、GaN、GaAs、蓝宝石、金刚石等。
102：声学镜，本实施例中为空气腔结构，也可以是布拉格反射层或其他等效声波反射结构。
103：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
104：压电薄膜层，可选氮化铝，氧化锌，PZT等材料并包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料。
107：顶电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
105：凸起结构，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
109：空气隙或介质材料填充。
112：钝化层，一般为介质材料，如二氧化硅、氮化铝等。
113：悬翼结构，谐振器非连接边在空气隙109正上方形成的悬翼结构。
114：桥结构，谐振器连接边在空气隙109正上方形成的桥结构。
下面参照图1-3A示例性说明根据本发明的一个实施例的体声波谐振器。图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视图，图2为沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图，图3A为示例性说明图1A中的插入层的横截面图。在图1中，谐振器的有效区域为凸五边形结构，本发明不限于此，也可以是其他的凸多边形结构。
如图2所示，谐振器仅设置有凸起结构105而没有设置空气隙结构(如后图6所示)。
可以将凸起结构105在五边形不同的边设置不同的宽度(图2中d21和d22，在本发明中，边的宽度为沿谐振器的横向方向或径向方向在声学镜的边界之内的宽度)，即五边形每个边上的凸起结构的宽度不同，这里的宽度不同表示至少有一个边的宽度和其余边的宽度不同，通过改变每个边上凸起结构105的宽度，以及每个宽度所占五个边的比例(即调整了宽度的边的数量与多边形的边的总数量的比值)，可以调整谐振器的机电耦合系数。同时，由于各边都存在凸起结构，使得并联谐振频率处的阻抗Rp(或品质因数Qp)能够保持在较高水平，而不会由于调整了每个边上凸起结构的宽度而下降明显。
如图2所示，由于凸起结构105的存在，顶电极107在顶电极连接端(图2中的右侧)和非顶电极连接端(图2中的左侧)均具有抬高部，明显的，抬高部在图6中包括桥结构114的一部分和悬翼结构113，在图2中，抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分M的顶面。如图1所示，顶电极的内侧部分M为具有五条边的凸多边形区域，抬高部围绕凸多边形区域设置而形成多边形的电极框(在图6中，电极框由悬翼结构113以及位于声学镜内侧的桥结构114组成)，所述电极框包括多个框边。
如图2所示，凸起结构105设置在电极框的下方。
在谐振器的五边形的凸起结构宽度相同的情况下，凸起结构的宽度和谐振器的机电耦合系数kt2有一定的对应关系：例如当谐振器5个边的凸起结构的宽度均为2μm时，对应的kt2为8.0％，当谐振器5个边的凸起结构的宽度均为5μm时，对应的kt2为7.5％。总体而言，相同面积的谐振器的机电耦合系数随凸起结构的宽度增大而减小。
在本发明中，谐振器的电极框的多个框边设置不同的宽度，在电极框的宽度与凸起结构的宽度一致(内侧起点和外侧终点一致)的情况下，可以由凸起结构105的宽度确定电极框的宽度。示例性的，在如图2和3A所示，通过凸起结构105的5个边上设置不同的凸起结构宽度，可以对谐振器的kt2进行调控，而其他性能(如：并联谐振器频率处的Q值)基本无影响，进一步的，还可以选择每个宽度的凸起结构的边的数量进一步调整kt2。例如，当凸起结构的5个边的宽度均为2μm时，kt2＝8.0％；当凸起结构的4个边的宽度均为2μm时，另外一个边的宽度为5μm时，kt2＝7.9％；当凸起结构的3个边的宽度均为2μm时，另外2个边的宽度为5μm时，kt2＝7.8％；当凸起结构的2个边的宽度均为2μm时，另外3个边的宽度为5μm时，kt2＝7.7％；当凸起结构的1个边的宽度均为2μm时，另外4个边的宽度为5μm时，kt2＝7.6％；当凸起结构的5个边的宽度均为5μm时，kt2＝7.5％。
图12为设置了传统凸起结构的谐振器的并联阻抗Rp与该凸起结构的宽度W的变化曲线图。传统凸起结构是指在一个谐振器中各边凸起结构的宽度均相同的情况。如图12所示，并联阻抗Rp值随宽度W的增大呈现周期特性，每一周期都具有峰值点。如图12所示，局部峰值对应的突起结构宽度a1、a2、a3、a4、a5等近似满足比例关系a1:a2:a3:a4:a5:…＝1:3:5:7:9:…。且同时机电耦合系数随凸起结构的宽度增大而单调减小。因此，在一个谐振器中，为了调节kt2且同时保证并联阻抗Rp值基本不变，可以采用不同周期中峰值所对应的凸起结构的宽度来进行组合，如上述情况中，2μm为第一个周期的峰值对应的凸起结构宽度，5μm为第二个周期的峰值对应的凸起结构宽度，则选择这两个宽度的凸起结构在一个谐振器上做组合，可以在调节kt2的基础上，保持并联阻抗Rp在峰值水平。
本发明可以在不改变谐振器的工艺制备步骤的前提下，实现对谐振器的机电耦合系数在一定范围内的自由调整，且不影响其他性能。
换言之，一款滤波器因为具有特定的频率和带宽，因此对于组成滤波器的谐振器来说，可以通过设置特定的底电极、压电层和顶电极的厚度来满足此要求，因此其机电耦合系数基本上也是确定的。但是在滤波器实际的设计过程中，为了达到优异的性能，需要不同的谐振器间的机电耦合系数存在差异。本发明中，可以在不增加工艺难度的条件下，通过在谐振器的每个边上设置不同的凸起结构、以及不同的悬翼和桥结构的宽度来实现机电耦合系数在一定的范围内调整。因此，在谐振器不同的边上选定两个及以上的凸起结构或者悬翼或桥的宽度，并通过控制每个宽度占据五个边的比例来实现机电耦合系数的灵活调整。
底电极、压电层和顶电极可以决定谐振器的机电耦合系数大的调整，而本发明提供的方案可以在这个基础上实现对机电耦合系数的小范围调整。
如图3A所示，该凸起结构105的边界为直线型。换言之，凸起结构105的内侧边界和外侧边界均为直线。但是，本发明不限于此。如图3B所示，凸起结构105的两条边的内侧设置有凹凸形状。需要指出的是，这里的凹凸形状，包括权利要求中的凹凸形状，不仅包含了图3A中所示的凸截面或凹截面为矩形的锯齿形形状，还包括了凸截面或凹截面为其他非直线形状的形状。
还需要指出的是，在图3B中示出了凹凸形状设置在凸起结构的内侧，但是本发明不限于此，凹凸形状也可以设置在凸起结构的外侧。此外，可以凸起结构的一个边的内侧和外侧均设置凹凸形状，也可以一个边的外侧设置凹凸形状，而另一个边的内侧设置凹凸形状。
在本发明所示的实施例中，在插入框的框边存在凹凸形状的情况下，插入框的的框边的宽度由其最大宽度处确定。
在图1-3所示的实施例中，凸起结构105是位于顶电极与压电层之间的插入层。该插入层设置在顶电极107与压电层104之间，抬高部包括位于顶电极连接端的桥部或桥结构114以及位于非顶电极连接端的悬翼部或悬翼结构113，所述插入层包括在横向方向上位于声学镜内的插入框(对应于图3A或3B中的凸起结构105)，插入框与上述电极框在横向方向具有相同的内侧边界和外侧边界。
图4为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图。与图2中不同的是，图4中的凸起结构的截面为阶梯形状，换言之，凸起结构包括了第一凸起结构105和第二凸起结构106。在图4中，第一凸起结构105位于外侧，而第二凸起结构106位于内侧。在本发明中，在横向方向上靠近谐振器的中心的一侧为内侧，远离谐振器的中心的一侧为外侧。
在图4中，第一凸起结构105和第二凸起结构106构成插入层，其中第一凸起结构105为第一插入子层，而第二凸起结构106为第二插入子层。明显的，在图4中，插入层的在声学镜的边界内侧的插入框的框边形成从内侧到外侧高度变大的台阶框边，每一个插入子层形成对应的插入子框。
图5A-5C分别为示例性说明图4中的插入层的横截面图，其中，插入子框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
图5D-5F分别为示例性说明图4中的插入层的横截面图，其中，可以是第二插入子框(对应于106)的内侧设置有凹凸形状而第一插入子框(对应于105)为直边，如图5D所示；可以是第一插入子框(对应于105)的外侧设置有凹凸形状而第二插入子框(对应于106)为直边，如图5E所示；还可以是第一插入子框(对应于105)的外侧设置有凹凸形状且第二插入子框(对应于106)的内侧设置有凹凸形状，如图5F所示。本发明不限于此，而是包括如下方案：至少一个插入子框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界包括凹凸形状。
如图5A-5F所示，对于插入框的框边的宽度，可以是如图5A所示第二插入子框(对应于106)的框边的宽度不同(例如图4中的d31与d32不同)而第一插入子框(对应于105)的框边的宽度相同，可以是如图5B所示第一插入子框(对应于105)的框边的宽度不同(例如图4中的d21和d22不同)而第二插入子框(对应于106)的框边的宽度相同，还可以是如图5C所示第一插入子框的框边的宽度不同且第二插入子框的框边的宽度不同。
还需要指出的是，图4和5A-5F所示的实施例中，可以在各个插入子框的框边的宽度变化时，插入框的框边的总宽度(第一插入子框和第二插入子框在同一框边的宽度之和)不变，或者插入框的框边的总宽度发生变化。
还需要指出的是，在图4所示的示例中，仅仅示出了由两个插入子框形成插入框的实施例，但是本发明不限于此，插入框也可以由更多在横向方向上依次相接的更多个插入子框构成。
还需要指出的是，在图4中，虽然在横向方向上将第一插入子框和第二插入子框分别表示，但是在实际的制作过程中，可以先沉积和图形化第一和第二插入子框的相同厚度部分，然后在该厚度部分上沉积和图形化第一插入子框的高出第二插入子框的部分。
插入层也可以不是导电材料，其还可以是不导电介质。
图6为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图，在图6中，顶电极的抬高部与压电层的顶面之间设置有空气隙109。
图7A-7B分别为示例性说明图6中的插入层的横截面图。在图7A中，示出了由空气隙109形成的插入框的框边的宽度的变化，如本领域技术人员能够理解的，参照图3A所做的对金属插入框的宽度变化的说明也适用于图7A的空气隙插入框。在图7B中，示出了示出了由空气隙109形成的插入框的框边的宽度的变化以及框边的边界的凹凸形状的设置，如本领域技术人员能够理解的，参照图3B所做的对金属插入框的宽度变化的说明也适用于图7B的空气隙插入框。
图6以空气为不导电介质，但本发明不限于此，不导电介质还可以为，例如氮化铝、二氧化硅、氮化硅。
也可以将图4所示插入层与图6所示的插入层相结合。图8为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图。
图8中示出了插入层包括在横向方向上从内侧到外侧依次布置的第二插入子层(对应于106)和第一插入子层(对应于105)，所述插入层的框边形成从内侧到外侧的台阶框边，每一个插入子层由导电材料形成且形成对应的插入子框，在横向方向上最外侧的插入子层与压电层顶面之间形成有空气隙，所述空气隙构成不导电框。需要指出的是，本发明不限于此，例如台阶框边可以有多个台阶，可以是空气隙与导电的插入子层的结合，也可以是不导电介质构成的不导电框与导电材料形成的插入子层的结合。
图9A-9D分别为示例性说明图8中的插入层的横截面图。如能够理解的，第一插入子框(对应于105)，第二插入子框(对应于106)和不导电框(对应于109)的宽度可以各自变化或不同，也可以同时变化或不同，即，图8中的插入框的框边的宽度，或者是各个子框的宽度均可以变化。下面更具体的予以说明。
图9A中，第二插入子框(对应于106)的框边的宽度有变化(如图8中的d31与d32不同)，而第一插入子框(对应于105)和不导电框(对应于109)的宽度则没有变化(例如，图8中的d21与d22相同，d11和d12相同)。图9A中，凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度不同，即至少有一个框边的宽度d31和其余边上的例如宽度d32不同，通过改变凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
在图9B中，第二插入子框(对应于106)的框边的宽度没有变化(例如，图8中的d31与d32相同)，而不导电框(对应于109)的框边的宽度有变化(如图8中的d11与d12不同)，相应边对应的第一插入子框(对应于105)的宽度也有变化(如图8中的d21和d22不同)，但第一插入子框和不导电框的宽度差值不变(即，d21-d11＝d22-d12)。图9B中，空气隙109形成的插入子框的框边的宽度不同，即至少有一个框边的宽度d11和其余框边的宽度例如d12不同，通过改变空气隙109形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
在图9C中，不导电框(对应于109)的框边的宽度不变(例如图8中的d11与d12相同)，而第二插入子框(对应于106)的框边的宽度以及第一插入子框(对应于105)的框边的宽度有变化(如图8中的d31与d32不同，d21与d22不同)。图9C中，凸起结构105形成的插入子框的框边的宽度不同，且凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度不同，而空气隙109形成的插入子框的框边的宽度相同。通过改变凸起结构105形成的插入子框的框边的宽度，改变凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
在图9D中，第二插入子框(对应于106)和不导电框(对应于109)的框边的宽度发生变化(例如，图8中的d11与d12不同，d31与d32不同)，不导电框相应边对应的第一插入子框(对应于105)的宽度也有变化(如图8中的d21和d22不同)，但第一插入子框和不导电框的宽度差值不变(即，d21-d11＝d22-d12)。图9D中，空气隙109形成的插入子框的框边的宽度不同，且相应边的凸起结构105形成的插入子框的框边的宽度不同，同时凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度不同。通过改变凸起结构106和凸起结构105形成的插入子框的框边的宽度，改变空气隙109形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
图9A-9D的插入框的框边为直线型，虽然没有示出，图9A-9D的插入框的框边也可以设置凹凸形状。
如图8所示，顶电极的一侧，空气隙109的宽度小于凹凸结构105的宽度，但是如图10所示，空气隙109的宽度也可以与凹凸结构105的宽度一致。图10为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的1A-1A线截得的示意性截面图，图11A-11C分别为示例性说明图10中的插入层的横截面图。
图11A中，凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度不同，即至少有一个框边的宽度d21和其余边上的例如宽度d22不同，通过改变凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
图11B中，空气隙109形成的插入子框的框边的宽度不同，即至少有一个框边的宽度d11和其余框边的宽度例如d12不同，通过改变空气隙109形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
图11C中，凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度不同且空气隙109形成的插入子框的框边的宽度不同。通过改变凸起结构106形成的插入子框的框边的宽度，改变空气隙109形成的插入子框的框边的宽度，以及每个宽度的框边的数量所占五个边的数量的比例，可以进一步调整或选择机电耦合系数。
图11A-11C的插入框的框边为直线型，虽然没有示出，图11A-11C的插入框的框边也可以设置凹凸形状。
在以上示出和说明的实施例中，插入层设置在压电层与顶电极之间。但是本发明不限于此。例如，插入层还可以设置在压电层与底电极之间。
在以上示出和说明的实施例中，插入层的插入框的框边在该框边的长度方向上的宽度不变，但是也可以使得插入层的插入框的单个框边在其长度方向上变化。
在本发明的一个实施例中，插入层的厚度小于顶电极的厚度。
在本发明中，在不增加工艺步骤的基础上，可以通过更改插入层(例如对应于105,106和109中的一个或多个)在谐振器的不同边上的宽度值就可以进一步调整谐振器的机电耦合系数，如此可以更好的满足设计需求，降低了设计难度。设计人员在做设计时有了更多的选择，打破了谐振器频率对机电耦合系数的限制。
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；和
压电层，
其中：
所述顶电极在顶电极连接端和非顶电极连接端均具有抬高部，所述抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分的顶面；
所述内侧部分为具有多条边的凸多边形区域，所述抬高部围绕所述凸多边形区域设置而形成多边形的电极框，所述电极框包括多个框边；且
所述电极框的框边在声学镜内存在横向宽度变化。
2、根据1所述的谐振器，其中：
所述电极框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
3、根据2所述的谐振器，其中：
所述电极框的框边的多个横向宽度为在谐振器的并联阻抗值随凸起结构的宽度变化的曲线中对应于并联阻抗值的峰值的宽度的组合。
4、根据1-3中任一项所述的谐振器，其中：
所述谐振器包括位于顶电极下方的插入层，所述插入层使得所述抬高部高出顶电极的内侧部分的顶面。
5、根据4所述的谐振器，其中：
所述插入层设置在顶电极与压电层之间，所述抬高部包括位于顶电极连接端的桥部以及位于非顶电极连接端的悬翼部，所述插入层包括在横向方向上位于声学镜内的插入框，所述插入框与所述电极框在横向方向具有相同的内侧边界和外侧边界。
6、根据5所述的谐振器，其中：
所述插入层由导电材料形成且在横向方向上在声学镜内填充顶电极与压电层之间在谐振器的厚度方向上的空间。
7、根据6所述的谐振器，其中：
所述插入层为单层。
8、根据7所述的谐振器，其中：
所述插入框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
9、根据7所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界包括凹凸形状。
10、根据6所述的谐振器，其中：
所述插入层包括在横向方向上从内侧到外侧依次布置的多个插入子层，所述插入框的框边形成从内侧到外侧高度变大的台阶框边，每一个插入子层形成对应的插入子框。
11、根据10所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度；和/或
至少一个插入子框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
12、根据11所述的谐振器，其中：
所述插入子框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
13、根据11所述的谐振器，其中：
至少一个插入子框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界包括凹凸形状。
14、根据5所述的谐振器，其中：
所述插入层由不导电介质形成且在横向方向上在声学镜内填充顶电极与压电层之间在谐振器的厚度方向上的空间，所述不导电介质为固态介质或空气。
15、根据14所述的谐振器，其中：
所述插入层的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
16、根据14所述的谐振器，其中：
所述插入层的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界为凹凸形状。
17、根据14所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
18、根据5所述的谐振器，其中：
所述插入层包括在横向方向上从内侧到外侧依次布置的多个插入子层，所述插入层的框边形成从内侧到外侧的台阶框边，每一个插入子层由导电材料形成且形成对应的插入子框，在横向方向上最外侧的插入子层与压电层顶面之间形成有不导电介质层，所述不导电介质层构成不导电框，所述不导电介质层为固态介质层或空气。
19、根据18所述的谐振器，其中：
所述插入子框和所述不导电框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
20、根据18所述的谐振器，其中：
所述插入子框或所述不导电框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界为凹凸形状。
21、根据18所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度；和/或
插入子框中至少一个和/或不导电框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
22、根据18所述的谐振器，其中：
所述多个插入子层仅包括内侧子层和外侧子层，所述不导电介质层的宽度等于所述外侧子层的宽度；或者
所述多个插入子层仅包括内侧子层和外侧子层，所述不导电介质层的宽度小于所述外侧子层的宽度。
23、根据4所述的谐振器，其中：
所述插入层设置在压电层与底电极之间。
24、根据1所述的谐振器，其中：
所述电极框的至少一条框边在框边的延伸方向上存在宽度变化。
25、根据5或14所述的谐振器，其中：
所述插入层的厚度小于所述顶电极的厚度。
26、一种调整根据1-25中任一项所述的体声波谐振器的机电耦合系数的方法，包括步骤：
通过调整所述电极框的框边在声学镜内在横向方向上的宽度，调节所述机电耦合系数。
27、根据26所述的方法，还包括步骤：
选择调整了宽度的框边的数量与所述电极框的框边总数量的比值，以调节所述机电耦合系数。
28、一种滤波器，包括：
串联支路，包括多个串联谐振器；
多个并联支路，每个并联支路包括并联谐振器，
其中：
所述并联谐振器和所述多个串联谐振器中的至少一个谐振器的机电耦合系数不同于其他谐振器的机电耦合系数，所述至少一个谐振器为根据1-25中任一项所述的体声波谐振器。
29、根据28所述的滤波器，其中：
所述并联谐振器和所述多个串联谐振器中的至少两个谐振器为根据1-26中任一项所述的谐振器，且所述至少两个谐振器基于所述电极框的框边在声学镜内存在横向宽度变化，而具有彼此不同的机电耦合系数。
30、一种电子设备，包括根据28或29所述的滤波器或者根据1-25中任一项所述的体声波谐振器。
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 (30)

1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，
其中：
所述顶电极在顶电极连接端和非顶电极连接端均具有抬高部，所述抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分的顶面；
所述内侧部分为具有多条边的凸多边形区域，所述抬高部围绕所述凸多边形区域设置而形成多边形的电极框，所述电极框包括多个框边；且
所述电极框的边框在声学镜内存在横向宽度变化，所述横向宽度变化包括所述电极框的至少一条框边在横向方向上处于声学镜内的部分的横向宽度不同于其至少一条其余框边在横向方向上处于声学镜内的部分的横向宽度。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述电极框的框边的多个横向宽度为在谐振器的并联阻抗值随凸起结构的宽度变化的曲线中对应于并联阻抗值的峰值的宽度的组合。
3.根据权利要求1或2所述的谐振器，其中：
所述谐振器包括位于顶电极下方的插入层，所述插入层使得所述抬高部高出顶电极的内侧部分的顶面。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其中：
所述插入层设置在顶电极与压电层之间，所述抬高部包括位于顶电极连接端的桥部以及位于非顶电极连接端的悬翼部，所述插入层包括在横向方向上位于声学镜内的插入框，所述插入框与所述电极框在横向方向具有相同的内侧边界和外侧边界。
5.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述插入层由导电材料形成且在横向方向上在声学镜内填充顶电极与压电层之间在谐振器的厚度方向上的空间。
6.根据权利要求5所述的谐振器，其中：
所述插入层为单层。
7.根据权利要求6所述的谐振器，其中：
所述插入框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
8.根据权利要求6所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界包括凹凸形状。
9.根据权利要求5所述的谐振器，其中：
所述插入层包括在横向方向上从内侧到外侧依次布置的多个插入子层，所述插入框的框边形成从内侧到外侧高度变大的台阶框边，每一个插入子层形成对应的插入子框。
10.根据权利要求9所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度；和/或
至少一个插入子框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
11.根据权利要求10所述的谐振器，其中：
所述插入子框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
12.根据权利要求10所述的谐振器，其中：
至少一个插入子框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界包括凹凸形状。
13.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述插入层由不导电介质形成且在横向方向上在声学镜内填充顶电极与压电层之间在谐振器的厚度方向上的空间，所述不导电介质为固态介质或空气。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述插入层的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
15.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述插入层的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界为凹凸形状。
16.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
17.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述插入层包括在横向方向上从内侧到外侧依次布置的多个插入子层，所述插入层的框边形成从内侧到外侧的台阶框边，每一个插入子层由导电材料形成且形成对应的插入子框，在横向方向上最外侧的插入子层与压电层顶面之间形成有不导电介质层，所述不导电介质层构成不导电框，所述不导电介质层为固态介质层或空气。
18.根据权利要求17所述的谐振器，其中：
所述插入子框和所述不导电框的框边均为内侧边界和外侧边界为直线的直框边。
19.根据权利要求17所述的谐振器，其中：
所述插入子框或所述不导电框的至少一个框边的内侧边界和/或外侧边界为凹凸形状。
20.根据权利要求17所述的谐振器，其中：
所述插入框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度；和/或
插入子框中至少一个和/或不导电框的至少一条框边在声学镜内的横向宽度不同于其至少一条其余框边在声学镜内的横向宽度。
21.根据权利要求17所述的谐振器，其中：
所述多个插入子层仅包括内侧子层和外侧子层，所述不导电介质层的宽度等于所述外侧子层的宽度；或者
所述多个插入子层仅包括内侧子层和外侧子层，所述不导电介质层的宽度小于所述外侧子层的宽度。
22.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述插入层的厚度小于所述顶电极的厚度。
23.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述插入层的厚度小于所述顶电极的厚度。
24.根据权利要求4所述的谐振器，其中：
所述插入层设置在压电层与底电极之间。
25.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，
其中：
所述顶电极在顶电极连接端和非顶电极连接端均具有抬高部，所述抬高部的顶面高出顶电极的内侧部分的顶面；
所述内侧部分为具有多条边的凸多边形区域，所述抬高部围绕所述凸多边形区域设置而形成多边形的电极框，所述电极框包括多个框边；且
所述电极框的边框在声学镜内存在横向宽度变化，所述横向宽度变化包括所述电极框的至少一条框边在框边的延伸方向上存在宽度变化。
26.一种调整根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器的机电耦合系数的方法，包括步骤：
通过调整所述电极框的框边在声学镜内在横向方向上的宽度，调节所述机电耦合系数。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括步骤：
选择调整了宽度的框边的数量与所述电极框的框边总数量的比值，以调节所述机电耦合系数。
28.一种滤波器，包括：
串联支路，包括多个串联谐振器；
多个并联支路，每个并联支路包括并联谐振器，
其中：
所述并联谐振器和所述多个串联谐振器中的至少一个谐振器的机电耦合系数不同于其他谐振器的机电耦合系数，所述至少一个谐振器为根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器。
29.根据权利要求28所述的滤波器，其中：
所述并联谐振器和所述多个串联谐振器中的至少两个谐振器为根据权利要求1-25中任一项所述的谐振器，且所述至少两个谐振器基于所述电极框的边框在声学镜内存在横向宽度变化，而具有彼此不同的机电耦合系数。
30.一种电子设备，包括根据权利要求28或29所述的滤波器或者根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器。
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