CN112332799B - 一种薄膜压电声波谐振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薄膜压电声波谐振器，包括：从上至下依次叠置的上电极、压电层和下电极；三者在压电层表面方向上的投影相互重叠的区域构成谐振器的有效谐振区，在有效谐振区外，上电极和下电极在压电层表面方向上的投影相互错开；有效谐振区在压电层的投影为六边形，六边形具有长度最长的第一边、与第一边相对的第二边；通过有效谐振区的第一边界延伸出有效谐振区的上电极定义为上电极引出部，通过有效谐振区的第二边界延伸出有效谐振区的下电极定义为下电极引出部；第一边界和第二边界其中之一为第一边，另一为第二边；谐振器还包括承载衬底，其设有声反射结构，有效谐振区位于声反射结构上方，位于声反射结构上方的压电层为完整的膜层。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜压电声波谐振器。
背景技术
自从射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经逐渐成为通讯设备的核心组件。在所有射频前端模块中，滤波器已成为增长势头最猛、发展前景最大的部件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中，薄膜体声波谐振器其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最适合5G应用的滤波器之一，包括薄膜空腔体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)和表面固定体声波谐振器(Surface Mounted Resonator SMR)。
通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与空气交界面(FBAR)或布拉格反射层(SMR)被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。
但是，目前制作出的薄膜体声波谐振器，两个薄膜电极平铺于压电层的两个表面，有效谐振区外的两个薄膜电极在压电层表面方向上也相互重叠，通电后，有效谐振区外的上下薄膜电极产生高频耦合，影响谐振器的性能。为了减少高频耦合，通常在有效谐振区相对的两侧边界处形成两个一直延伸出薄膜电极重叠区域的沟槽，将有效谐振区外部的区域隔离成两个分离的区域，有效谐振区的两个薄膜电极通过电极引出部分别从两个区域引出，以与外部信号电连接。但是形成的沟槽，破坏了压电层的完整性，影响了谐振器的性能，另外也降低了谐振器的结构强度。
因此，如何在保证谐振器的性能和结构强度的情况下减少高频耦合是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明目的之一是，提供一种性能比较优异的薄膜压电声波谐振器设计，其阻抗Zp和品质因数Qp均比较高；其另一目的，在于提供一种比较便利并可控的体声波谐振器制作工艺，并且也能获得较优性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种薄膜压电声波滤波器，包括：
从上至下依次叠置的上电极、压电层和下电极；
所述上电极、压电层和下电极在所述压电层表面方向上的投影相互重叠的区域构成所述谐振器的有效谐振区，在所述有效谐振区外，所述上电极和所述下电极在所述压电层表面方向上的投影相互错开；
所述有效谐振区在所述压电层的投影为六边形，所述六边形具有长度最长的第一边、与所述第一边相对的第二边；
通过所述有效谐振区的第一边界延伸出所述有效谐振区的上电极定义为上电极引出部，通过所述有效谐振区的第二边界延伸出所述有效谐振区的下电极定义为下电极引出部；所述第一边界和所述第二边界其中之一为所述第一边，另一为所述第二边；
第一外部信号连接端与所述上电极引出部连接，第二外部信号连接端与所述下电极引出部连接；
所述谐振器还包括承载衬底，所述承载衬底中设有声反射结构，所述有效谐振区位于所述声反射结构上方，位于所述声反射结构上方的所述压电层为完整的膜层。
本发明的有益效果在于：
在有效谐振区的外部，上下电极在压电层表面方向上的投影相互错开，上下电极通电后，不会产生高频耦合，不需要形成贯穿压电层和上下电极的沟槽(有效谐振区外部电隔离成两部分)，既可以保证压电层的完整性，提高了谐振器的性能，另外还减少了刻蚀形成沟槽的工艺步骤，简化工艺流程。有效谐振区的形状为六边形，有效谐振区的长边(第一边)以及对边(第二边)分别作为上下电极的外部连接引出边，满足这些条件时，经分析仿真表明体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp均非常好；选用长边连接上下电极，可以获得最小的电极导入导出阻抗。
进一步地，有效谐振区形状采用六边形(尤其是其中最长两边接近平行)，这样就能取得与以氮化铝或其他具有六方晶格结构的压电晶体材料的晶格的空间几何延续的一致性，因为这些压电晶体在水平方向正好呈六边形的晶格形状；同时，六方晶格的C轴保持与压电层平面近乎垂直，而压电层的上下表面在此方案中保持平行并近乎与C轴保持垂直，这样有利于达到最佳的纵向压电感应及体声波相应特性。
进一步地，当采用六方晶格的压电材料，且有效谐振区的六边形的三组对边两两平行，内角均为120度，且相互平行的对边不等长时，谐振器具有非常优异的阻抗Zp和品质因数Qp。压电层材料晶格为六方晶格，原子排列呈现正六边形，6个顶角都为120度，由于晶胞的整体性，晶格振动是以晶胞为单位，如果晶胞的一部分在工作区之外，必然会造成部分机械振动能量流失在工作区以外。当谐振器工作区也设计为顶角为120度的六边形时，与晶格形状最为契合，工作区内可以囊括最多的完整晶格，这种情况下只有最少的晶胞跨在工作区边界上，减少机械振动的能量损失。
进一步的，通过大量的仿真数据发现了不同于业界常规认知的现象：在六边形的对边平行时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。而且，相对于现有技术中不规则的多边形有效谐振区，本方案中，部分或全部对边相互平行的六边形的谐振区，其形状规则，可以解决在生产制造过程中不规则图形中存在的包括光学对准、在线器件尺寸测等方面的问题，为工艺加工和在线检测会提供更多便利。
此外，通过分析压电材料的晶格结构，发现：晶格结构的晶面的边数也为六边形时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。晶格结构的晶面的边数为六边形，且该六边形的形状与有效谐振区的六边形形状基本吻合(两个六边形对应的内角基本相等)时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。
进一步地，通过仿真发现，第一边与第三边相邻第一边的长度大于第三边长度的1.25倍时，谐振器的品质因数较高。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的示意图。
图2为图1沿X-X方向的剖面图。
图3示出了谐振阻抗Zp和品质因数Qp的关系图。
图4为氮化铝晶格结构示意图。
附图标记说明：
100-第一衬底；101-支撑层；105-上电极；103-下电极；104-压电层；110a-第一空腔；201-第一边；202-第二边；203-第三边；204-第四边；301上电极引出部；302-下电极引出部。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
如果本文的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
本发明一实施例提供了一种薄膜压电声波谐振器，图1示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的俯视图，图2为图1沿X-X方向的剖面图，参考图1和图2，所述薄膜压电声波谐振器包括：
从上至下依次叠置的上电极105、压电层和下电极103；
所述上电极105、压电层104和下电极103在所述压电层104表面方向上的投影相互重叠的区域构成所述谐振器的有效谐振区，在所述有效谐振区外，所述上电极105和所述下电极103在所述压电层104表面方向上的投影相互错开；
所述有效谐振区在所述压电层104的投影为六边形，所述六边形具有长度最长的第一边、与所述第一边相对的第二边；
通过所述有效谐振区的第一边界延伸出所述有效谐振区的上电极定义为上电极引出部301，通过所述有效谐振区的第二边界延伸出所述有效谐振区的下电极定义为下电极引出部301；所述第一边界和所述第二边界其中之一为所述第一边，另一为所述第二边；
第一外部信号连接端与所述上电极引出部301连接，第二外部信号连接端与所述下电极引出部连接；
所述谐振器还包括承载衬底，所述承载衬底中设有声反射结构，所述有效谐振区位于所述声反射结构上方，位于所述声反射结构上方的所述压电层为完整的膜层。声反射结构包括布拉格反射层或第一空腔。
本实施例中，声反射结构为第一空腔100a，承载衬底为双层结构，包括第一衬底100和支撑层101，第一空腔100a形成在支撑层101中，第一空腔100a贯穿所述支撑层101，即第一空腔100a的底部暴露出第一衬底100，支撑层101的材料包括介电材料。第一衬底100的材料可以为半导体材料。
在另一个实施例中，承载衬底包括第一衬底100和支撑层101，第一空腔100a形成在支撑层101中，第一空腔100a贯穿部分厚度的所述支撑层101，即第一空腔100a的底部暴露出支撑层101，支撑层100的材料包括半导体材料。第一衬底100的材料包括可以为半导体材料也可以为介电材料。
在再一个实施例中，承载衬底也可以是单层结构，第一空腔100a形成在其上表面，承载衬底材料为半导体材料。以上所提的半导体材料可以为硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳硅(SiC)、碳锗硅(SiGeC)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或者其它III/V化合物半导体。介电材料可以为二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氮化铝、氮氧化硅、碳氮化硅。
支撑层101可以通过键合或沉积的方式与第一衬底100结合，沉积的方式可以为化学气相沉积或物理气相沉积。键合的方式包括：共价键键合、粘结键合或熔融键合。支撑层101和第一衬底100可以通过键合层实现键合，键合层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅或硅酸乙酯。
本实施例中，上电极105包括第一谐振边界，所述下电极103包括第二谐振边界，所述有效谐振区的边界由所述第一谐振边界和所述第二谐振边界构成，所述第一谐振边界和所述第二谐振边界在所述压电层表面方向上的投影为所述六边形。本实施例通过上电极和下电极的边界来确定有效谐振区的边界。继续参考图1和图2，通过所述有效谐振区的第一边界延伸出所述有效谐振区的上电极105定义为上电极引出部301，通过所述有效谐振区的第二边界延伸出所述有效谐振区的下电极103定义为下电极引出部302。上电极引出部301与第一外部信号连接端连接，下电极引出部302与第二外部信号连接端连接。本实施例中所述第一边界为所述第二边202，所述第二边界为所述第一边201。
本实施例中，上电极引出部301沿垂直于第二边202的方向从谐振区内引出，下电极引出部302沿垂直于第一边201的方向从谐振区内引出。第二边202为六边形的次长边，即上电极引出部301和下电极引出部302分别通过六边形2个相对的长边引出。电极从长边引出是方向的相对概念，并不限制其结构。如电极从有效谐振区引出时，其电极引出宽度可以和引出边的宽度一致或者小于引出边的宽度，也可以，电极引出宽度大于引出边的宽度，即有效谐振区内的电极也从与长边相邻的临边延伸出来，共同作用电极引出。通过长边引出电极可以减少串联电阻，当上电极和下电极都通过长边引出时，可以最大程度的减少串联阻抗。
谐振器有效谐振区外部的上电极和下电极在垂直于压电层表面方向上不存在相互重叠的区域(有效谐振区外部的上电极和下电极没有相对的区域)。参照图1，上电极105仅位于有效谐振区和图中的右侧区域，下电极103仅位于有效谐振区和图中的左侧区域。在有效谐振区外上电极105和下电极103在压电层表面方向上的投影没有重复的部分，参照图1，两者投影相对的边界之间可以留用空隙，两者投影的相对的边界形状可以是规则的图形，如为两个平行的直线，也可以是不规则的形状。
上电极和下电极在垂直于压电层表面方向上不存在相互重叠的区域，可以避免上下电极通电后产生高频耦合和寄生效应，使谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。位于第一空腔上方的压电层为完整的膜层是指，第一空腔上方没有贯穿压电层和上下电极的沟槽(将有效谐振区外部电隔离成两部分)，保证压电层的完整性，提高了谐振器的性能，另外还减少了刻蚀形成沟槽的工艺步骤，简化工艺流程。有效谐振区的长边(第一边)以及对边(第二边)分别作为上下电极的外部连接引出边，满足这些条件时，经分析仿真表明体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp均非常好；选用长边连接上下电极，可以获得最小的电极导入导出阻抗。
谐振器的品质因数是用来判断谐振器性能的主要参数。谐振器的品质因数和谐振阻抗Zp具有高度线性关系，参考图3，图3示出了谐振阻抗Zp和品质因数Qp的关系，Qp＝0.3683*Zp-45.125，线性关联系数R2＝0.9995。R2＝1为线性关系。上述关系式可通过‘MBVD模型’和‘粒子群算法拟合’得出。‘MBVD模型’和‘粒子群算法拟合’为本领域技术人员的公知常识，此处不在表述得出结果的推导过程。由以上结果可知因此，当谐振器的Zp较高时意味着谐振器具有较高的品质因数Qp。
发明人对有效谐振区的形状、上电极引出部和下电极引出部从有效谐振区内向有效谐振区外引出的位置，以及形成贯穿上电极、压电层、下电极的开口的位置做了多组仿真模拟实验，发现：当有效谐振区形状为六边形，且有效谐振区的长边(第一边)以及对边(第二边)分别作为上电极引出部和下电极引出部的引出边，满足这些条件时，通过仿真数据发现体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp均非常好。基于上述的结构进行建模，下面通过仿真图加以说明。需要说明的是，本文所提供的仿真图的数据，采用以下模型参数：上电极和下电极的材料为钼，厚度均为0.24微米，压电层的材料为氮化铝，压电层的厚度为0.9微米。标在图形内夹角处的数据为夹角的角度。
发明人做了多组对比仿真实验，本实施例中的结构(有效谐振区为六边形，长边作为电极引出边)，谐振阻抗Zp的值为8000ohm，品质因数Qp的值为3000。有效谐振区为五边形时，谐振阻抗Zp的值为6000ohm，品质因数Qp的值为2000。非长边作为电极引出边时，谐振阻抗Zp的值为5000ohm，品质因数Qp的值为1500。
通过以上数据证明了当有效谐振区形状为六边形，且有效谐振区的长边(第一边)以及对边(第二边)分别作为上电极引出部和下电极引出部的引出边，满足这些条件时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp均非常好。
另外，在谐振器保持上述结构的基础上，对压电层材料的结构做了研究，得出以下结论：
1、晶格结构的晶面的边数也为六边形时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。
2、晶格结构的晶面的边数也为六边形，且该六边形的形状与有效谐振区的六边形形状基本吻合(两个六边形对应的内角基本相等)时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。
3、当采用六方晶格的压电材料，且有效谐振区的六边形的的三组对边两两平行，内角均为120度，且相互平行的对边不等长时，谐振器具有非常优异的阻抗Zp和品质因数Qp。
发明人对压电层的不同材质进行仿真对比(除压电层材质不同外，其它结构均相同)，得出以下数据：当压电材料为氮化铝时，谐振阻抗Zp的值为6700ohm，品质因数Qp的值为2400。压电材料为氧化锌时，谐振阻抗Zp的值为1900ohm，品质因数Qp的值为650。压电材料为锆钛酸铅时，谐振阻抗Zp的值为160ohm,品质因数Qp的值为10。以上仿真结果表明当有效谐振区的形状为六边形，压电层材料为六方晶格结构时谐振器的品质因数更高。下面针对氮化铝的六方晶格结构进行分析：
参考图4，图4为氮化铝晶格结构示意图，氮化铝为共价键化合物，是原子晶体，属类金刚石氮化物、纤锌矿型的晶体结构，氮化铝的晶格为六方晶格，原子排列呈现正六边形，6个顶角都为120度。晶格常数a＝0.3112纳米，c＝0.4980纳米，AL原子与周围四个N原子形成一个四面体,其中三个AL-N键长为1.885A,沿c轴方向的AL-N键键长为1.917A。由于晶胞的整体性，晶格振动是以晶胞为单位，如果晶胞的一部分在工作区之外，必然会造成部分机械振动能量流失在工作区以外。当谐振器工作区也设计为顶角为120度的六边形时(本实施例中，有效谐振区的六边形所有内角都是120度，其他可选方案中，六边形的内角取值范围为最大内角140度，最小内角为100度)，与晶格形状最为契合，工作区内可以囊括最多的完整晶格，这种情况下只有最少的晶胞跨在工作区边界上，减少机械振动的能量损失。这样的设置方式，能取得与以氮化铝或其他具有六方晶格结构的压电晶体材料的晶格的空间几何延续的一致性，因为这些压电晶体在水平方向正好呈六边形的晶格形状；同时，六方晶格的C轴保持与压电层平面近乎垂直，而压电层的上下表面在此方案中保持平行并近乎与C轴保持垂直，这样有利于达到最佳的纵向压电感应及体声波相应特性。
另外，发明人改变六边形的形状，继续做对比实验，实验结果表明在六边形的对边平行时，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp更好。具体仿真结果如下：有效谐振区所有对边都平行时，谐振阻抗Zp的值为8000ohm，品质因数Qp的值为3000，有效谐振区有二组对边平行时谐振阻抗Zp的值为6500ohm，品质因数Qp的值为2500。有效谐振区所有对边都不平行时谐振阻抗Zp的值为6000ohm，品质因数Qp的值为2000。有效谐振区仅一组对边平行时，谐振阻抗Zp的值为7000ohm，品质因数Qp的值为2500。
通过以上数据证明了六边形的对边平行时，无论几组对边平行，体声波谐振器的阻抗Zp和品质因数Qp均比较好。
需要说明的是，在制造薄膜体声波谐振器的工艺流程中要形成不规则多边形有效谐振区，会遇到一些包括光学对准、在线器件尺寸测量方面的问题，而由部分或全部对边相互平行的多边形图案，为工艺加工和在线检测会提供更多便利。当有效谐振区的对边平行时，既提高了谐振器的品质因数也降低了加工难度。
发明人在六边形对边平行的基础上，继续做对比实验，发现当平行的两个对边长度不相等时，谐振器的品质因数更高。具体仿真结果如下：
有效谐振区对边平行且等长时，谐振阻抗Zp的值为7000ohm，品质因数为Qp的值为2400，有效谐振区对边平行且不等长时，谐振阻抗Zp的值为7500ohm，品质因数Qp的值为3000。由以上对比可知，谐振区对边平行且不等长的品质因数高于对边平行且等长的情况。
对于第一边和第二边的长度，发明人也做了仿真研究，发现当第二边为六边形的次长边时，谐振器具有较高的品质因数。具体仿真结果如下：
有效谐振区的第二边为次长边时，谐振阻抗Zp的值为7500ohm，品质因数Qp的值为3000，有效谐振区第二边为非次长边时，谐振阻抗Zp的值为6000ohm，品质因数Qp的值为2000。
本实施例中，有效谐振区还包括最短边第三边和与所述第三边相对的第四边，第三边203和第四边204平行或近似平行，需要说明的是，本发明中所述的“近似平行”意思为两条边的角度允许有正负5度的工艺误差。
经过仿真发现，当六边形的第一边和第三边相邻，且第一边的长度是第三边长度的1.25倍以上时，谐振器具有较高的品质因数。具体仿真结果如下：
第一边和第三边相邻，且第一边的长度大于第三边长度的1.25倍时(以长边是短边的5.15倍为例)，谐振阻抗Zp的值为7500ohm，品质因数Qp的值为3000。第一边和第三边相邻，且第一边的长度不大于第三边长度的1.25倍(以长边是短边的1.13倍为例)，谐振阻抗Zp的值为6500ohm，品质因数Qp的值为2300。
本实施例的薄膜声波谐振器的上电极105和下电极103的材料可以使用本领域技术人员熟知的任意合适的导电材料或半导体材料，其中，导电材料可以为具有导电性能的金属材料，例如，由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成，半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (18)
1.一种薄膜压电声波谐振器，其特征在于，包括：从上至下依次叠置的上电极、压电层和下电极；
所述上电极、压电层和下电极在所述压电层表面方向上的投影相互重叠的区域构成所述谐振器的有效谐振区，在所述有效谐振区外，所述上电极和所述下电极在所述压电层表面方向上的投影相互错开；
所述有效谐振区在所述压电层表面方向上的投影为六边形，所述六边形具有长度最长的第一边、与所述第一边相对的第二边；所述压电层的材料具有晶格结构，所述晶格结构具有六边形晶面，所述六边形晶面的各个内角与六边形有效谐振区的各个对应的内角基本相等；
通过所述有效谐振区的第一边界延伸出所述有效谐振区的上电极定义为上电极引出部，通过所述有效谐振区的第二边界延伸出所述有效谐振区的下电极定义为下电极引出部；所述第一边界和所述第二边界其中之一为所述第一边，另一为所述第二边；
第一外部信号连接端与所述上电极引出部连接，第二外部信号连接端与所述下电极引出部连接；
所述谐振器还包括承载衬底，所述承载衬底中设有声反射结构，所述有效谐振区位于所述声反射结构上方，位于所述声反射结构上方的所述压电层为完整的膜层。
2.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电层的材料具有六方晶格结构。
3.如权利要求2所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述六边形的最大内角不超过140度，最小内角不小于100度。
4.如权利要求2所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述六边形的的三组对边两两平行或近似平行，内角均为120度，且相互平行或近似平行的对边不等长。
5.如权利要求2所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电层的材料包括：氮化铝，其C轴与压电层平面近乎垂直。
6.如权利要求5所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电层上下表面保持相对平行，并与所述C轴垂直。
7.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述六边形包括至少一对相互平行或近似平行的对边，相互平行或近似平行的对边等长或不等长。
8.如权利要求7所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一边和所述第二边为相互平行或近似平行的对边。
9.如权利要求8所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一边和所述第二边不等长。
10.如权利要求8所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第二边为所述六边形的次长边。
11.如权利要求7或8所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于所述六边形还包括最短边第三边和与所述第三边相对的第四边，所述第三边和所述第四边为相互平行或近似平行的对边。
12.如权利要求11所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第四边为所述六边形的次短边。
13.如权利要求11所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一边与所述第三边相邻，且所述第一边的长度与所述第三边长度的比值大于1.25倍。
14.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述上电极包括第一谐振边界，所述下电极包括第二谐振边界，所述有效谐振区的边界包括所述第一谐振边界和所述第二谐振边界。
15.如权利要求14所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述有效谐振区的边界由所述第一谐振边界和所述第二谐振边界构成，所述第一谐振边界和所述第二谐振边界在所述压电层表面方向上的投影构成所述六边形。
16.根据权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述声反射结构包括布拉格反射层或第一空腔。
17.根据权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述承载衬底包括第一衬底和支撑层，所述支撑层设置于所述第一衬底上，所述第一空腔设置于所述支撑层中；或所述承载衬底为单层结构，所述第一空腔设置于所述承载衬底的上表面。
18.根据权利要求17所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一空腔贯穿所述支撑层；或，所述第一空腔延伸至所述支撑层的部分厚度。
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| CN112332799A (zh) | 2021-02-05 |
| WO2022105580A1 (zh) | 2022-05-27 |
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| PB01 | Publication | ||
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