CN113872553A - 体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备 - 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；和压电层，其中：所述声学镜、底电极、压电层和顶电极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；所述顶电极上侧的围绕所述有效区域的边缘还设置有导电层，所述导电层与所述顶电极电连接；所述导电层的内端和/或外端的至少一部分底面与所述顶电极的上表面之间存在空隙而形成悬空结构。本发明还涉及一种体声波谐振器的制造方法、一种滤波器以及一种电子设备。

Description

体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备
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及其制造方法，一种具有该谐振器的滤波器，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。
但是，随着谐振器的频率不断增大，谐振器的顶电极和底电极的厚度会逐渐变小，这会使得电极的连接损耗越来越大，即电极的电阻增大。而电极的电阻增大，会导致谐振器的Q值降低。
发明内容
为在谐振器的顶电极的厚度较薄的情况下，提高谐振器的Q值，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；和
压电层，
其中：
所述声学镜、底电极、压电层和顶电极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；
所述顶电极上侧的围绕所述有效区域的边缘还设置有导电层，所述导电层与所述顶电极电连接；
所述导电层的内端和/或外端的至少一部分底面与所述顶电极的上表面之间存在空隙而形成悬空结构。
本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器的制造方法，所述方法包括步骤：在基底上形成底电极、压电层以及顶电极材料层的叠置结构，
所述方法还包括：
步骤1：所述叠置结构上形成和图形化牺牲层；
步骤2：形成覆盖所述图形化的牺牲层和顶电极材料层的导电材料层，所述导电材料层与所述顶电极材料层电连接；
步骤3：在导电材料层上设置和图形化阻挡层，所述图形化的阻挡层的内端在谐振器的横向方向上处于所述牺牲层的对应外端的内侧；
步骤4：移除导电材料层的被图形化的阻挡层覆盖之外的导电材料层和顶电极材料层以形成导电层和顶电极；
步骤5：释放所述牺牲层，以在导电层的内端的底面与所述顶电极的上表面之间形成空隙而形成内端悬空结构，
其中：
所述谐振器包括声学镜，所述谐振器的声学镜、顶电极、压电层、底电极在谐振器的厚度方向上的重叠区域形成谐振器的有效区域，且在步骤4中，所述导电层围绕所述有效区域的边缘设置。
本发明的实施例也涉及一种滤波器，包括上述体声波谐振器。
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1A为现有技术中的体声波谐振器的俯视示意图；
图1B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示意图；
图2为沿图1A中的A-A’截得的示例性截面图；
图3为沿图1B中的B-B’截得的示例性截面图；
图4为现有技术中的体声波谐振器的截面示意图，其中，顶电极设置有桥结构和悬翼；
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截面示意图，其中顶电极设置有桥结构和悬翼，且顶电极上设置有导电层；
图6A和6B分别是图5中的顶电极的连接边和非连接边的放大示意图；
图7-12示例性示出了图5所示的体声波谐振器的制造过程；
图13-30分别示出了根据本发明的变型实施例的体声波谐振器的结构；
图31-33为类似于沿图1B中的B-B’截得的体声波谐振器的多个不同实施例的示例性截面图；
图34-37示例性示出了图33所示的谐振器的制作过程。
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。发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，本发明的附图中的附图标记说明如下：
101:基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等，也可以是铌酸锂、钽酸锂、铌酸钾等单晶压电衬底。
102：底电极(电极引脚或电极连接边)，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。
103：声学镜,可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。
104：压电层，可以为单晶压电材料，可选的，如：单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅(PZT)、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，也可以为多晶压电材料(与单晶相对应，非单晶材料)，可选的，如多晶氮化铝、氧化锌、PZT等，还可是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝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。
105：顶电极(电极引脚或电极连接边)，其材料可与底电极相同，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。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。
106：导电层，材料可选钼，钌，金，铝，镁，钨，铜，钛，铱，锇，铬或以上金属的符合或其合金等。
107：顶电极的表面介质层，材料可以是AlN、SiN、SiO2、Al2O3。
108：压电层上方空气隙。
109：压电层上方凸起层：材料可选钼，钌，金，铝，镁，钨，铜，钛，铱，锇，铬或以上金属的符合或其合金等。
110：牺牲层，材料可选SiO2，掺杂二氧化硅，多晶硅，非晶硅等材料。
111：导电层表面介质层，材料可以是AlN、SiN、SiO2、Al2O3。
112以及112A：导电层牺牲层，材料可选SiO2，掺杂二氧化硅，多晶硅，非晶硅等材料。
在本发明中，通过在顶电极增加厚度的同时做出合适的边缘结构来降低其连接损耗，即降低顶电极的连接电阻，同时提升谐振器的Q值。
图1A示出了为常规谐振器结构的俯视图，图1B为本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视图。在图1B中，在常规谐振器的顶电极增加了一层导电层106，该导电层106仅在顶电极连接边和非连接边的边缘部分区域设置。
将图1A中的谐振器沿着AA’方向剖开，可以得到其剖面图，如图2所示。图2中示出了普通谐振器的三明治结构，其中包含基底101、底电极102、声学镜103、压电层104、顶电极105，顶电极表面介质层107。如本领域技术人员能够理解的，也可以不设置介质层107。
将图1B中所示的谐振器沿着BB’的方向剖开，可以得到其剖面图，如图3所示。在图3中，相对于图2所示的普通谐振器多了导电层106和导电层表面介质层111。在图2和图3中，声学镜、底电极、压电层和顶电极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。在图3中，a和b的尺寸为导电层106的悬空部分的宽度尺寸，其中a为顶电极的连接边处悬空部分的宽度尺寸，b为顶电极的非连接边处的悬空部分的宽度尺寸。a和b的值会影响谐振器的Q值，并且与谐振器的具体叠层厚度有关，且均比普通谐振器Q值大。此时，在顶电极的非连接边，导电层106与顶电极105接触部分，即图3中距离c对应区间，其层叠结构与谐振器内侧层叠不同，从而产生一个声阻抗不匹配界面，有利于横向声波在此界面反射回谐振器内部，从而提高Q值，同时该部分导电层增加了局部顶电极的厚度，从而有利于降低顶电极的整体电阻；另一方面，导电层106悬空部分，即图3中距离b对应区间，相当于一个悬臂梁结构，它会在距离c对应区间的声波激励下产生谐振，从而将泄露到c区间的一部分声波能量束缚在悬空结构内，进一步减少从c区间继续向谐振器外侧传播的声波能量，从而进一步提高Q值。在顶电极的连接边，导电层106分为三部分，一部分导电层106完全覆盖空腔外侧顶电极延伸区域，从而通过增加顶电极厚度减小顶电极电阻，一部分导电层106与空腔内侧顶电极边缘接触，即图3中距离o对应区间，其作用与距离c区间的作用相似，一部分导电层106为悬空结构，及图3中距离a对应区间，其作用与距离b区间的作用相似。
另外，如后面参照图7-12所述的，在导电层106和顶电极105是在同一步刻蚀的情况下，刻蚀导电层以及顶电极并未使用两步单独刻蚀工艺，因此，刻蚀不会停止在顶电极105，如果a或者b的尺寸过小，在对顶电极执行刻蚀时，如果光刻对准存在的偏差会使得顶电极被刻断，导致信号没法传输，影响谐振器性能。例如，参见图12，在刻蚀的时候，在谐振器的上方没有光刻胶保护的地方刻蚀会停止在牺牲层112，其余的地方刻蚀会停止在压电层104，如果在光刻对位的时候，对位偏移会导致谐振器上方的位置开口跨在牺牲层112的边缘，从而在牺牲层112以外开口的地方会将顶电极刻开，这导致谐振器失效。a、b值也不宜过大，过大会有可能导致导电层106的悬空部分塌陷，另外a、b值过大还可能影响后期的频率调节。综合考虑，在本发明的一个实施例中，a、b值在0.2μm-20μm的范围内。
如图3所示，c表示在顶电极的非连接边，导电层与顶电极的接触宽度。c值不宜过小，过小就相当于导电层106与顶电极105的在顶电极的非连接边处接触面积小，导电效果变差。c值不能太大，大了之后谐振器占的面积会增大。另外c值增大相当于顶电极与底电极间的并联电容增大，谐振器的机电耦合系数会变小。在本发明的一个可选实施例中，c值在0.2μm-10μm的范围内。
图3中o值为在顶电极连接边，声学镜103的边缘到导电层106的悬空位置起始处的横向距离，在本发明的一个实施例中，o值在0.2μm-10μm的范围内。
图4为现有技术中的体声波谐振器的截面示意图，其中，顶电极设置有桥结构和悬翼。图4示出了谐振器包括压电层上方空气隙108和压电层上方凸起层109的普通谐振器的三明治结构，其包含基底101、底电极102、声学镜103、压电层104、顶电极105、顶电极表面介质层107、压电层上方空气隙108和压电层上方凸起层109。在图4中，由于空气隙的存在，形成了顶电极的桥结构和悬翼。相比于图2和图3，图4中的桥结构和悬翼的内边缘进一步限定了有效区域的边界，即桥结构和悬翼的内边缘处于图2/3所述的有效区域内侧。其余含桥结构和/或悬翼的实施例中有效区域的边界也具有相同限定。
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截面示意图，其中顶电极设置有桥结构和悬翼，且顶电极上设置有导电层106和导电层表面介质层111。
将图5左右两侧分为A区域(对应于连接边区域)和B区域(对应于非连接边区域)，对A区域和B区域局部放大以得到图6A和图6B。在图6A和6B中，d(对应于在电极连接边)和h(对应于在电极非连接边)的尺寸为顶电极与导电层的连接边缘(或者悬空结构的外侧边缘)与压电层上方空气隙的内边缘之间的横向距离，该距离大于或等于0。为避免悬空结构坍塌，d和h值也不能过大，在一个可选的实施例中，d和h的取值在0.2μm-10μm的范围内。如能理解的，d和h可以相同，也可以不同。
图6A中，e的尺寸为导电层106的悬空部分的宽度尺寸，与图3中a、b类似，其值可以在0.2μm-20μm的范围内。图6B中，f的尺寸为导电层106的悬空部分的横向尺寸，与前面所提到的a、b、e类似，其取值可以在0.2μm-20μm的范围内。图6B中g值为在顶电极非连接边处，顶电极105与导电层106连接宽度，与前面提到的c值类似，其取值在0.2μm-10μm的范围内。如前面图3中所述，在电极非连接边引入导电层106会产生一个阻抗不匹配界面从而提升Q值，但该提升效果与导电层106的厚度及其与顶电极接触部分的宽度c均有关，在c一定的条件下，一般Q值会随着导电层106的厚度增加先增加后减小，在厚度不变的情况下，一般Q值会随着宽度c值的变化而周期增大和减小，另一方面导电层越厚，电极的电阻就越小，因此，二者之间需要做一个权衡，才能选择一个较合适的导电层厚度，从而限制了电极损耗的进一步减小以及Q值的进一步增大。而桥结构和/或悬翼结构的引入，可以使导电层106落在有效区域外侧，减少了导电层厚度对谐振器Q值的影响，从而可以选择更优的厚度值来保证电极损耗进一步减小，另一方面，通过在有效区域边缘设置凸起结构109，选择合适的凸起结构宽度和厚度可以实现Q值的优化提升，而桥结构和/或悬翼结构与导电层106的悬空部分可以进一步构成一个类似音叉的结构，从而可以形成二次谐振，把更多的声波能量限制在导电层106和桥结构或悬翼中，从而进一步提高Q值。
下面参照图7-12示例性简要说明图5所示的体声波谐振器的制造过程。
首先，在基底上制作底电极102、压电层104后，制作压电层上方凸起层109、牺牲层110，然后，沉积顶电极105，沉积顶电极表面介质层107，沉积用于导电层悬空结构的牺牲层112。
其次，经过例如涂胶、曝光、显影以及刻蚀等工艺，对牺牲层112图形化，得到图8所示结构。对牺牲层112的刻蚀停在顶电极表面介质层107之上。如图8所示，图形化后的牺牲层至少一部分位于谐振器的有效区域内。
接着，用牺牲层112作为阻挡层，对顶电极表面介质层107进行刻蚀和图形化，得到如图9结构。
然后，依次沉积导电层106和导电层表面介质层111，得到如图10所示的结构。导电层106与顶电极105电连接。
再接着，经过例如涂胶、曝光、显影以及刻蚀，对导电层表面介质层111处理和图形化以得到图11所示结构，对导电层表面介质层111刻蚀，会停在导电层106上。在图11中，导电层表面介质层111具有预定的形状。如图11所示，图形化后的导电层表面介质层111的内端在谐振器的横向方向上处于图形化后的牺牲层112的对应外端的内侧。
之后，以导电层表面介质层111为阻挡层对导电层106刻蚀，得到如图12所示的结构。
最后，通过湿法刻蚀等去除牺牲层(包括牺牲层110、牺牲层112以及声学镜中的牺牲层)，得到如图5所示的最终的结构。
需要指出的是，以上的方法仅仅是示例性的。例如，谐振器也可以不设置悬翼和桥结构，可以不设置凸起结构。再如，可以不设置顶电极表面介质层107，也可以不设置导电层表面介质层111，而是以其他的图形化的材料层涂覆在导电层106上。
此外，如能够理解的，在上述方法中，在例如将导电层表面介质层111作为阻挡层的情况下，在刻蚀导电层106后，释放牺牲层112的过程中，对于牺牲层112的释放不影响导电层表面介质层111。
图13-30分别示出了根据本发明的变型实施例的体声波谐振器的结构。下面具体说明。
图13所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图13中，导电层106的下边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图3中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图14所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图14中，导电层106的内侧为圆弧形，而在图3中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图15所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图15中，导电层106的上边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图3中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图16所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图16中，导电层106的下边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图5中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图17所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图17中，导电层106的内侧为圆弧形，而在图5中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图18所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图18中，导电层106的上边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图5中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。图19所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图19中，导电层106限定悬空结构的底面不包括台阶面，而在图5中，导电层106的限定悬空结构的底面包括台阶面。此时，如本领域技术人员能够理解的，需要在沉积完牺牲层112后，利用CMP(chemical mechanical polishing，化学机械抛光)工艺形成表面平坦的牺牲层，再继续对牺牲层图形化的工艺。
图20所示的实施例与图19中相似，不同在于，在图20中，导电层106的下边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图19中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图21所示的实施例与图19中相似，不同在于，在图21中，导电层106的内侧为圆弧形，而在图19中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图22所示的实施例与图19中相似，不同在于，在图22中，导电层106的上边缘与内侧面的夹角为锐角，而在图19中，导电层106的侧面为竖向或平行于谐振器的厚度方向。
图13至图22所示导电层106悬空结构的侧面形貌可以通过调节刻蚀方案(例如：改变干法刻蚀的气体配比以及刻蚀时间等参数)来实现。
图23所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图23中，介质层111的内侧延伸到导电层106的内侧面的内侧，而且，在顶电极的非连接边，介质层111还延伸到导电层106的外侧面的外侧，而在图3中，介质层111的内侧与导电层106的内侧面齐平，在顶电极的非连接边，介质层111的外侧与导电层106的外侧面齐平。
图24所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图24中，介质层111的内侧延伸到导电层106的内侧面的内侧，而在图3中，介质层111的内侧与导电层106的内侧面齐平。
图25所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图25中，在顶电极的非连接边，介质层111还延伸到导电层106的外侧面的外侧，而在图3中，在顶电极的非连接边，介质层111的外侧与导电层106的外侧面齐平。
图26所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图26中，介质层111的内侧延伸到导电层106的内侧面的内侧，而且，在顶电极的非连接边，介质层111还延伸到导电层106的外侧面的外侧，而在图5中，介质层111的内侧与导电层106的内侧面齐平，在顶电极的非连接边，介质层111的外侧与导电层106的外侧面齐平。
图27所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图27中，介质层111的内侧延伸到导电层106的内侧面的内侧，而在图5中，介质层111的内侧与导电层106的内侧面齐平。
图28所示的实施例与图5中相似，不同在于，在图28中，在顶电极的非连接边，介质层111还延伸到导电层106的外侧面的外侧，而在图5中，在顶电极的非连接边，介质层111的外侧与导电层106的外侧面齐平。
图23至图28所示介质层111边缘与导电层106不平齐的情况，可以通过控制刻蚀导电层106的横向速率来控制形成。
图29所示的实施例与图3中相似，不同在于，在图29中，在顶电极的连接边，悬空结构的外侧边缘在横向方向上处于声学镜的外侧，两者之间的横向距离o例如可以在0.2μm-10μm的范围内，而在图3中，在顶电极的连接边，悬空结构的外侧边缘在横向方向上处于声学镜的内侧。
在图30所示的实施例中，在顶电极的非连接边，导电部106可以局部断开，而非环形布置。在一个可选的实施例中，断开位置的长度之和不大于整个谐振器的有效区域的周长的90％。图30所示的方案也可以应用到以上参照图示说明的实施例中。
在本发明给出的图示的实施例中，悬空结构设置在导电层的内端(即内端悬空结构)，但是，如本领域技术人员能够理解的，悬空结构也可以设置在导电层的外端(即外端悬空结构)。下面参照附图31-37示例性描述具有外端悬空结构的体声波谐振器。
图31-33为类似于沿图1B中的B-B’截得的体声波谐振器的多个不同实施例的示例性截面图。在这些图中，101为基底，102为底电极，103为声学镜，104为压电层，105为顶电极，106为导电层，107为顶电极的表面介质层，111为导电层表面介质层。
在图31中，在顶电极的非连接边，导电层的外端设置有悬空结构，悬空结构与顶电极表面形成空隙。
在图32中，导电层同时设置有内端悬空结构和外端悬空结构。
在图33中，与图32中不同的是，谐振器还设置有悬翼、桥结构和凸起。
导电层外端悬空结构与前文中所述的内端悬空结构的作用类似，且同时具有内端和外端悬空结构时，两个悬臂梁也会进一步形成共振，从而协同工作提升谐振器Q值。
此外，导电层外端悬空结构的侧壁也可以像图13至图22中所示的内端悬空结构的侧壁形貌，外端悬空结构顶层的介质层111相对与导电层106的位置关系也可以像图23至图28中所示的出现端面不平齐情况。
下面参照图34-37示例性说明图33所示的谐振器的制作过程。
首先，形成图7所示的结构，然后，类似于图8，形成和图形化牺牲层112，与图8不同的是，与牺牲层112同层布置的还有外侧牺牲层112A，外侧牺牲层112A位于牺牲层112的外侧且与其间隔开。接着，类似于图10，设置导电材料层以及导电层表面介质材料层，从而形成图34所示的结构。
其次，类似于图11，对导电层表面介质材料层图形化以形成导电层表面介质层111，接着，移除(例如采用刻蚀的方式)导电材料层的被导电层表面介质层111(其此时作为刻蚀的第一阻挡层)覆盖之外的导电材料层以形成导电层106，在移除过程中，牺牲层112上方的导电材料层被移除，以及处于导电层外侧的外侧牺牲层112A上方的导电材料层被移除，换言之，在移除过程中，刻蚀过程停止于牺牲层112和外牺牲层112A。最终，形成如图35所示的结构。
再次，如图36所示，提供光刻胶113，其作为第二刻蚀阻挡层，光刻胶113覆盖了导电层表面介质层111及露出的牺牲层112，但是没有覆盖露出的外牺牲层112A。
接着，执行刻蚀，以移除处于导电层106外侧的外牺牲层112A，以及移除处于导电层106外侧的顶电极材料层以形成所述顶电极105，从而形成如图37所示的结构。
最后，释放牺牲层112,外牺牲层112A，以及用于形成悬翼和桥结构的牺牲层110，以形成图33所示的谐振器结构。
需要指出的是，在本发明中，各个数值范围，除了明确指出不包含端点值之外，除了可以为端点值，还可以为各个数值范围的中值，这些均在本发明的保护范围之内。
在本发明中，上和下是相对于谐振器的基底的底面而言的，对于一个部件，其靠近该底面的一侧为下侧，远离该底面的一侧为上侧。
在本发明中，内和外是相对于谐振器的有效区域的中心在横向方向或者径向方向上而言的，一个部件的靠近该中心的一侧或一端为内侧或内端，而该部件的远离该中心的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言，位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与该中心之间，位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离该中心。
如本领域技术人员能够理解的，根据本发明的体声波谐振器可以用于形成滤波器或电子设备。
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。
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：
所述声学镜、底电极、压电层和顶电极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；
所述顶电极上侧的围绕所述有效区域的边缘还设置有导电层，所述导电层与所述顶电极电连接；
所述导电层的内端和/或外端的至少一部分底面与所述顶电极的上表面之间存在空隙而形成悬空结构。
2、根据1所述的谐振器，其中：
在所述顶电极的连接边和/或顶电极的非连接边设置所述悬空结构。
3、根据2所述的谐振器，其中：
所述悬空结构为环形悬空结构；或
所述悬空结构设置在所述顶电极的连接边，以及顶电极的部分非连接边。
4、根据3所述的谐振器，其中：
所述悬空结构在所述顶电极的非连接边周向上断续设置，且断开位置的长度之和不大于整个谐振器的有效区域的周长的90％。
5、根据1所述的谐振器，其中：
所述悬空结构的宽度在0.2μm-20μm的范围内。
6、根据1-5中任一项所述的谐振器，其中：
所述顶电极的非连接边设置有所述悬空结构，且所述导电层与所述非连接边的接触部分的宽度在0.2μm-10μm的范围内。
7、根据1-6中任一项所述的谐振器，其中：所述顶电极的连接边设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构，且所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘与声学镜的边缘之间存在的横向距离在0.2μm-10μm的范围内。
8、根据7所述的谐振器，其中：
所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在谐振器的横向方向上处于所述声学镜边缘的内侧；或者
所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在谐振器的横向方向上处于所述声学镜边缘的外侧。
9、根据1-7中任一项所述的谐振器，其中：
所述顶电极在顶电极的连接边设置有桥结构，和/或所述顶电极在顶电极的非连接边设置有悬翼；
所述桥结构和/或悬翼结构的内侧边缘处于所述有效区内侧；和/或
所述顶电极还包括至少围绕所述桥结构和/或悬翼结构内侧边缘设置的凸起结构。
10、根据9所述的谐振器，其中：
所述顶电极设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构；且
所述悬翼和/或桥结构的内侧边缘在横向方向上处于所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘的内侧或齐平。
11、根据10所述的谐振器，其中：
所述悬翼或桥结构的内侧边缘与所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在横向方向上的距离在0.2μm-10μm的范围内。
12、根据1-11中任一项所述的谐振器，其中：
所述导电层的内端和/或外端悬空结构的侧面平行于谐振器的厚度方向或者与所述厚度方向成一角度，或者所述导电层的内端和/或外端悬空结构的侧面包括弧面。
13、根据1所述的谐振器，其中：
所述顶电极的上表面和/或所述导电层的上表面设置有不导电介质层。
14、根据13所述的谐振器，其中：
在顶电极的连接边和/或非连接边，所述导电层的不导电介质层的内端延伸到导电层的内侧；和/或
在顶电极的非连接边，所述导电层的不导电介质层的外端延伸到导电层的外侧。
15、根据13所述的谐振器，其中：
所述顶电极的连接边设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构；且
所述顶电极的不导电介质层的内端在横向方向上处于所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘的内侧。
16、根据1所述的谐振器，其中：
所述导电层的限定悬空结构的底面包括台阶面和/或水平面。
17、一种滤波器，包括根据1-16中任一项所述的谐振器。
18、一种电子设备，包括根据17所述的滤波器或根据1-16中任一项所述的谐振器。
19、一种体声波谐振器的制造方法，其中：
所述方法包括步骤：在基底上形成底电极、压电层以及顶电极材料层的叠置结构；
所述方法还包括：
步骤1：所述叠置结构上形成和图形化牺牲层；
步骤2：形成覆盖所述图形化的牺牲层和顶电极材料层的导电材料层，所述导电材料层与所述顶电极材料层电连接；
步骤3：在导电材料层上设置和图形化阻挡层，所述图形化的阻挡层的内端在谐振器的横向方向上处于所述牺牲层的对应外端的内侧；
步骤4：移除导电材料层的被图形化的阻挡层覆盖之外的导电材料层和顶电极材料层以形成导电层和顶电极；
步骤5：释放所述牺牲层，以在导电层的内端的底面与所述顶电极的上表面之间形成空隙而形成内端悬空结构，
其中：
所述谐振器包括声学镜，所述谐振器的声学镜、顶电极、压电层、底电极在谐振器的厚度方向上的重叠区域形成谐振器的有效区域，在步骤4中，所述导电层围绕所述有效区域的边缘设置。
20、根据19所述的方法，其中：
在步骤3中，所述阻挡层为所述导电层的不导电介质层。
21、根据19所述的方法，其中：
所述顶电极材料层的上表面设置有顶电极的所述不导电介质层；
在步骤1与步骤2之间还包括步骤1A：以图形化的牺牲层作为阻挡层，移除未被图形化的牺牲层覆盖的顶电极的所述不导电介质层。
22、根据19所述的方法，其中：
所述顶电极在顶电极的连接边设置有桥结构，和/或所述顶电极在顶电极的非连接边设置有悬翼；且
在步骤1中，在谐振器的横向方向上，所述桥结构和/或悬翼的内侧边缘位于所述图形化后的牺牲层的外端的内侧或齐平。
23、根据19所述的方法，其中：
步骤1中，图形化的牺牲层包括第一牺牲层部和第二牺牲层部，第二牺牲层部与第一牺牲层部在横向方向上间隔开而处于第一牺牲层部的外侧，所述第一牺牲层部用于形成所述内端悬空结构；
在步骤3中，所述阻挡层为第一阻挡层；
所述步骤4包括：
步骤41：移除导电材料层的被图形化的第一阻挡层覆盖之外的导电材料层以形成导电层，步骤41中，第一牺牲层部上方的导电材料层被移除，以及处于导电层外侧的第二牺牲层部上方的导电材料层被移除；
步骤42：提供第二阻挡层，所述第二阻挡层覆盖被图形化的第一阻挡层以及第一牺牲层部的因为导电材料层被移除而露出的部分；
步骤43：移除处于导电层外侧的第二牺牲层部以及顶电极材料层以形成所述顶电极；
所述步骤5包括：释放所述第一牺牲层部以形成所述内端悬空结构，以及释放剩余的第二牺牲层部以形成外端悬空结构。
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 (23)

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：
所述声学镜、底电极、压电层和顶电极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；
所述顶电极上侧的围绕所述有效区域的边缘还设置有导电层，所述导电层与所述顶电极电连接；
所述导电层的内端和/或外端的至少一部分底面与所述顶电极的上表面之间存在空隙而形成悬空结构。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
在所述顶电极的连接边和/或顶电极的非连接边设置所述悬空结构。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
所述悬空结构为环形悬空结构；或
所述悬空结构设置在所述顶电极的连接边，以及顶电极的部分非连接边。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其中：
所述悬空结构在所述顶电极的非连接边周向上断续设置，且断开位置的长度之和不大于整个谐振器的有效区域的周长的90％。
5.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述悬空结构的宽度在0.2μm-20μm的范围内。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的谐振器，其中：
所述顶电极的非连接边设置有所述悬空结构，且所述导电层与所述非连接边的接触部分的宽度在0.2μm-10μm的范围内。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的谐振器，其中：所述顶电极的连接边设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构，且所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘与声学镜的边缘之间存在的横向距离在0.2μm-10μm的范围内。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在谐振器的横向方向上处于所述声学镜边缘的内侧；或者
所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在谐振器的横向方向上处于所述声学镜边缘的外侧。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的谐振器，其中：
所述顶电极在顶电极的连接边设置有桥结构，和/或所述顶电极在顶电极的非连接边设置有悬翼；
所述桥结构和/或悬翼结构的内侧边缘处于所述有效区内侧；和/或
所述顶电极还包括至少围绕所述桥结构和/或悬翼结构内侧边缘设置的凸起结构。
10.根据权利要求9所述的谐振器，其中：
所述顶电极设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构；且
所述悬翼和/或桥结构的内侧边缘在横向方向上处于所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘的内侧或齐平。
11.根据权利要求10所述的谐振器，其中：
所述悬翼或桥结构的内侧边缘与所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘在横向方向上的距离在0.2μm-10μm的范围内。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的谐振器，其中：
所述导电层的内端和/或外端悬空结构的侧面平行于谐振器的厚度方向或者与所述厚度方向成一角度，或者所述导电层的内端和/或外端悬空结构的侧面包括弧面。
13.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述顶电极的上表面和/或所述导电层的上表面设置有不导电介质层。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
在顶电极的连接边和/或非连接边，所述导电层的不导电介质层的内端延伸到导电层的内侧；和/或
在顶电极的非连接边，所述导电层的不导电介质层的外端延伸到导电层的外侧。
15.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述顶电极的连接边设置有形成在导电层的内端的内端悬空结构；且
所述顶电极的不导电介质层的内端在横向方向上处于所述内端悬空结构的空隙的外侧边缘的内侧。
16.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述导电层的限定悬空结构的底面包括台阶面和/或水平面。
17.一种滤波器，包括根据权利要求1-16中任一项所述的谐振器。
18.一种电子设备，包括根据权利要求17所述的滤波器或根据权利要求1-16中任一项所述的谐振器。
19.一种体声波谐振器的制造方法，其中：
所述方法包括步骤：在基底上形成底电极、压电层以及顶电极材料层的叠置结构；
所述方法还包括：
步骤1：所述叠置结构上形成和图形化牺牲层；
步骤2：形成覆盖所述图形化的牺牲层和顶电极材料层的导电材料层，所述导电材料层与所述顶电极材料层电连接；
步骤3：在导电材料层上设置和图形化阻挡层，所述图形化的阻挡层的内端在谐振器的横向方向上处于所述牺牲层的对应外端的内侧；
步骤4：移除导电材料层的被图形化的阻挡层覆盖之外的导电材料层和顶电极材料层以形成导电层和顶电极；
步骤5：释放所述牺牲层，以在导电层的内端的底面与所述顶电极的上表面之间形成空隙而形成内端悬空结构，
其中：
所述谐振器包括声学镜，所述谐振器的声学镜、顶电极、压电层、底电极在谐振器的厚度方向上的重叠区域形成谐振器的有效区域，在步骤4中，所述导电层围绕所述有效区域的边缘设置。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
在步骤3中，所述阻挡层为所述导电层的不导电介质层。
21.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述顶电极材料层的上表面设置有顶电极的所述不导电介质层；
在步骤1与步骤2之间还包括步骤1A：以图形化的牺牲层作为阻挡层，移除未被图形化的牺牲层覆盖的顶电极的所述不导电介质层。
22.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述顶电极在顶电极的连接边设置有桥结构，和/或所述顶电极在顶电极的非连接边设置有悬翼；且
在步骤1中，在谐振器的横向方向上，所述桥结构和/或悬翼的内侧边缘位于所述图形化后的牺牲层的外端的内侧或齐平。
23.根据权利要求19所述的方法，其中：
步骤1中，图形化的牺牲层包括第一牺牲层部和第二牺牲层部，第二牺牲层部与第一牺牲层部在横向方向上间隔开而处于第一牺牲层部的外侧，所述第一牺牲层部用于形成所述内端悬空结构；
在步骤3中，所述阻挡层为第一阻挡层；
所述步骤4包括：
步骤41：移除导电材料层的被图形化的第一阻挡层覆盖之外的导电材料层以形成导电层，步骤41中，第一牺牲层部上方的导电材料层被移除，以及处于导电层外侧的第二牺牲层部上方的导电材料层被移除；
步骤42：提供第二阻挡层，所述第二阻挡层覆盖被图形化的第一阻挡层以及第一牺牲层部的因为导电材料层被移除而露出的部分；
步骤43：移除处于导电层外侧的第二牺牲层部以及顶电极材料层以形成所述顶电极；
所述步骤5包括：释放所述第一牺牲层部以形成所述内端悬空结构，以及释放剩余的第二牺牲层部以形成外端悬空结构。
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