CN114257198A - 具有空隙层的体声波谐振器及组件和制造方法、滤波器和电子设备 - Google Patents

具有空隙层的体声波谐振器及组件和制造方法、滤波器和电子设备 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；压电层；和顶电极，其中：顶电极、压电层、底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；所述压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，第二层处于第一层的上方，所述空隙层的内边缘在水平方向上处于有效区域的边界的内侧，所述空隙层的外边缘位于所述压电层内部且由所述压电层限定，所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径。本发明还涉及体声波谐振器组件，一种体声波谐振器的制造方法，一种滤波器和一种电子设备。

Description

具有空隙层的体声波谐振器及组件和制造方法、滤波器和电 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组件，一种制造体声波谐振器的方法，以及一种滤波器和一种电子设备。
背景技术
随着5G通信技术的日益发展，对数据传输速率的要求越来越高。与数据传输速率相对应的是频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模块，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除掉以满足射频系统和通信协议对于信噪比的要求。
传统的射频滤波器受结构和性能的限制，不能满足高频通信的要求。薄膜体声波谐振器(FBAR)作为一种新型的MEMS器件，具有体积小、质量轻、插入损耗低、频带宽以及品质因子高等优点，很好地适应了无线通信系统的更新换代，使FBAR技术成为通信领域的研究热点之一。
但是，随着5G时代来临，在现有技术中，存在进一步减小FBAR的面积的需要，以及存在在不降低性能的情况下降低滤波器的尺寸的需求。
发明内容
为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，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；
压电层；和
顶电极，
其中：
顶电极、压电层、底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；
所述压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，第二层处于第一层的上方，所述空隙层的内边缘在水平方向上处于有效区域的边界的内侧，所述空隙层的外边缘位于所述压电层内部且由所述压电层限定；
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径。
本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器组件，包括至少两个体声波谐振器，其中至少一个体声波谐振器为上述的谐振器。
本发明的实施例也涉及一种制造体声波谐振器的方法，所述谐振器包括基底、声学镜、底电极、压电层和顶电极，压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，所述方法包括步骤：
在第一层上形成和图形化第一牺牲层；和
利用第二层覆盖第一层以及其上的第一牺牲层，
其中：
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径，所述方法还包括步骤：利用透过第二层的释放剂释放第一牺牲层而形成所述空隙层；或者
所述声学镜为声学镜空腔，所述谐振器包括释放孔和水平延伸通道，所述释放孔在第二层的厚度方向上穿过第一层与第二层而与所述声学镜空腔相通，所述水平延伸通道处于第一层与第二层之间且将空隙层与释放孔相通，所述方法还包括步骤：经由所述释放孔以及所述水平延伸通道释放所述第一牺牲层以形成所述空隙层。
本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的谐振器或组件。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的谐振器或上述的组件。
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示意图；
图2为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图；
图3为根据本发明的一个示例性实施例的类似于沿图1中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图，其中空隙层内设置有牺牲层；
图4示例性示出了AW结构的宽度与机电耦合系数之间的关系图；
图5为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图；
图6为根据本发明的一个示例性实施例的沿图5中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图；
图7为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图；
图8A-8H示例性示出了图2中的体声波谐振器的制作过程的截面示意图。
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。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：
10：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。
20：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。本发明的实施例中采用的是空腔的形式。
20A：释放通道，将释放孔90与声学镜空腔相通。
21：牺牲层，在声学镜为空腔形式的情况下，在制备谐振器的过程中设置在该空腔中，在之后的工艺中被释放以形成声学镜空腔，牺牲层21可选二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅等材料。
30：底电极(包括底电极引脚)，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。
41：第一压电层，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。
42：第二压电层，其材料与第一压电层的材料可以不同也可以相同，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。
50：顶电极(包括顶电极引脚)，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。
70：钝化层或工艺层，其可以是氮化铝、氮化硅或二氧化硅等。
80：空隙层或AW结构。
81：牺牲层，在制备谐振器的过程中设置在该空气隙对应的位置，在后续的工艺中被释放以形成该空气隙，牺牲层81可选二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅等材料。
90：释放孔。
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示意图，图2为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图。
在图1-2中，体声波谐振器包括基底10，设置在基底10中的声学镜空腔20，底电极30，顶电极50和压电层，压电层包括第一压电层41和第二压电层42。在第一压电层与第二压电层之间设置有空隙层80，其为空气隙的形式。图1-2中还示出了钝化层70。
图3为根据本发明的一个示例性实施例的类似于沿图1中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图，图3与图2的区别在于，在图3中，空隙层80内设置有牺牲层81。通过释放掉图3中的空隙层81内的牺牲层来形成图2的结构。
AW结构可以是介质材料，也可以是空气隙。如果是固体介质材料，则不存在后面提到的设置“专门释放路径”的需求，但是固体介质材料和压电层的声阻差小于空气和压电层的声阻差，所以AW结构是空气具有最好的效果，即在本发明的实施例中，附图标记80对应空隙层形式的AW结构。
在现有技术下，制备空气隙需要设置额外的释放孔结构，因此会增加谐振器的面积和工艺复杂度，本发明正是从第二压电层的材料和结构进行创新性的研究，去除“专门释放路径”的需求。
在本发明中，例如如图1-2所示，“第二压电层42不设置有在第二压电层42的厚度方向上延伸穿过第二压电层且与空隙层80直接相通的专门释放路径”中的“专门释放路径”是指为了释放出空隙层80内的牺牲材料而专门在第二压电层中通过例如刻蚀的方式形成的通道。在谐振器的俯视图中，不存在投影处于空隙层80内的释放孔或者专门释放路径。
在本发明中，因为没有为空隙层80设置专门的释放孔或释放路径，所以可以在制备AW结构的同时可以不增加谐振器的面积和工艺复杂度。具体而言，如果需要为空隙层80设置专门的释放孔而释放其内的牺牲材料，则需要在例如顶电极的非电极连接端的外侧设置在竖向方向上与空隙层80相通的释放孔，这会增加谐振器的面积，但是如果省略该专门的释放孔或者释放路径，则可以减少其占用的面积，从而降低谐振器的面积。由于减少了对专门的释放路径的刻蚀，自然也降低了谐振器制造的工艺复杂度。
下面示例性具体说明如何不专门设置用于空隙层80的释放孔来释放空隙层80内的牺牲层81。
在本发明中,AW结构上层的第二压电层42的表面和内部具有微空隙或纳空隙的孔隙结构,或者因为沉积得到的例如氮化铝压电薄膜是沿C轴取向的多晶材料从而有明显的多晶织构。在本发明中，孔隙结构的含义为只要可以实现经由第二压电层对空隙层80内的牺牲层81的释放的孔隙结构即可。
如此，第二压电层42允许释放液或释放剂穿过第二压电层42而与AW结构或空隙层80内的牺牲层81的材料反应，最终反应产物也随着释放剂等通过第二压电层42而流出空隙层80。如本领域技术人员能够理解的，此时，第一压电层41的压电材料与第二压电层42的不同。如前面提及的，在需要通过第一压电层与第二压电层的材料不同来调整谐振器的机电耦合系数的情况下，第一压电层与第二压电层的材料不同还体现在导致机电耦合系数不同的材料不同。
因为可以经由第二压电层42直接释放掉牺牲层81，所以在不需要单独设置专门的穿过第二压电层42的释放孔来释放空隙层80内的牺牲层81的情况下，就可以得到最终的AW结构，即空隙层。
在本发明的一个实施例中,为了便于AW结构或空隙层80内的牺牲材料被有效释放掉,在顶电极非连接端的AW结构或空隙层80的外边缘处于谐振器的有效区域的边界的外侧,例如参见图1。
由于氮化铝/掺杂氮化铝以及氧化锌等压电材料的晶格结构是沿C轴取向的，所以由上述压电材料形成的第二压电层42的截面结构为离散的柱状结构，并且晶粒和晶粒之间存在垂直的晶界，这些晶界是相对疏松的结构，可以通过HF等可以和牺牲层反应的离子，因此能够实现在不开设释放孔的情况下将牺牲层81内的材料释放。
为了达到上述目的，所以第二压电层的结构需要满足以下条件：(1)第二压电层的压电材料为晶格结构沿C轴取向的压电材料；(2)该C轴取向与垂直于基底平面的方向的夹角在±30°以内。相应的，第一压电层的晶格结构沿C轴取向。
图5为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图，图6为根据本发明的一个示例性实施例的沿图5中的MOM’线的体声波谐振器的截面示意图。在图5-6中，通过用于声学镜的释放孔90来释放空隙层80内的牺牲层81。如图6所示，在一些情况下，可以将AW结构或空隙层80和声学镜的释放通道相连接，因此可以进一步增加空隙层内的牺牲层的材料的释放。此种情况下，AW结构或空隙层80可以只和一个释放通道相连也可以和多个释放通道相连。相应的，为了使得空隙层80与释放孔90相通，所述谐振器包括水平延伸通道80A，水平延伸通道80A处于第一压电层与第二压电层之间且将空隙层80与释放孔90相通。
需要指出的是，也可以仅仅利用由释放孔90和水平延伸通道80A形成的通路与空隙层80相通来释放空隙层80内的牺牲材料。此时，第二压电层42可以不必考虑需要允许释放剂以及反应产物通过，而是可以选择与第一压电层的压电材料相同或不同的压电材料。
图7为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图。如图7所示，空隙层80包括多个空隙部，所述多个空隙部沿有效区域在周向方向上间隔开。在如此情况下，最好采用利用第二压电层42来释放空隙层80内的牺牲材料。
通过在第一压电层41与第二压电层42之间设置空隙层80，可以调节谐振器的机电耦合系数的值。因为第一压电层41和第二压电层42分开制备，因此可以将这两压电层制备为不同的材料，进而可以自由调节谐振器的机电耦合系数。例如，第一压电层41为某种材料的压电层(例如氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中的一种材料的压电层)，而第二压电层42则为与第一压电层41的材料相同的材料层中掺杂如上提及的至少一种稀土元素的掺杂层，在一个具体的实施例中，第一压电层41和第二压电层42都是基于氮化铝的压电材料，但是其中一层压电材料是没有任何掺杂的压电材料，另外一层是掺杂元素钪的压电材料。再如，第一压电层与第二压电层均为同一材料的掺杂层，只是第一压电层的掺杂浓度不同于第二压电层的掺杂浓度，在一个具体的实施例中，第一压电层41和第二压电层42都是基于掺杂了稀土元素钪的氮化铝的压电材料，只是第一压电层与第二压电层掺杂浓度不同。又如，第一压电层41的材料为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中的一种材料，而第二压电层42为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中不同于第一压电层材料的材料，在一个具体的实施例中，第一压电层为氮化铝，第二压电层为氧化锌。
上述设置不同掺杂的压电层41和42可以较大幅度的调节谐振器的机电耦合系数。比如在同一个Die内制作双工器，需要发射滤波器Tx中的谐振器的机电耦合系数和接收滤波器Rx中的谐振器的机电耦合系数有较大的差异(大于1％)，但是在发射滤波器Tx或者接收滤波器Rx内部，需要不同的谐振器之间的机电耦合系数有较小差异(小于1％)，此时，可以调整AW结构在谐振器的有效区域内的宽度，也就是通过调节图2中的AW结构的宽度L1和L2来调节滤波器内部的谐振器的机电耦合系数。如图2所示，L1为在顶电极的非电极连接端的AW结构的宽度，其为顶电极的非电极连接端与AW结构的内边缘在水平方向上的距离；L2为在顶电极的电极连接端的AW结构的宽度，其为在顶电极的连接端，声学镜边界与AW结构的内边缘在水平方向上的距离。在本发明的一个实施例中，L1和L2可以相同，也可以不同，但均在0.25-10μm的范围内。
图4示例性示出了AW结构或空气隙的宽度与机电耦合系数之间的关系图。在图4中，横坐标为AW结构的宽度(单位为μm)，纵坐标为机电耦合系数。图4表示当谐振器的有效区域的每个边的AW结构的宽度相同时，谐振器的AW结构的宽度对机电耦合系数的影响，如图4所示，机电耦合系数随AW宽度的增加而逐渐减小。可见，可以通过调节AW结构的宽度来调节谐振器的机电耦合系数。
对于有效区域为多边形的谐振器来说，每个边的AW结构的宽度可以是相同的，也可以是不同的。
在本发明中，AW结构或者空隙层或者空气隙设置在顶电极的非电极连接端，在谐振器的有效区域为多边形的情况下，可以包括仅在非电极连接端的一条边或多条边设置的情况，也可以包括在非电极连接端的所有边设置的情况。在本发明中，AW结构或者空隙层或者空气隙设置在顶电极的电极连接端，在谐振器的有效区域为多边形的情况下，表示在顶电极的电极连接端所在的边设置有AW结构或者空隙层或者空气隙。AW结构或者空隙层或者空气隙也可以围绕谐振器的整个有效区域设置。
在压电层的厚度一定时，当采用在AW结构的上下两侧采用同一种压电材料时，则无论AW结构设置在压电层内的任一位置，在同等条件下，谐振器的机电耦合系数是一个确定的值。但是当AW结构的上下两侧采用不同的压电层材料时，可以增加谐振器的机电耦合系数的设计自由度。例如，第一压电层41采用不掺杂氮化铝材料，第二压电层42采用掺杂钪的氮化铝材料。当压电层厚度固定时，压电层只采用不掺杂氮化铝压电层时其机电耦合系数为6％，而压电层只采用掺杂氮化铝时其机电耦合系数为10％。因此，在压电层厚度不变时，例如，通过控制第一压电层41和第二压电层42的掺杂浓度使得谐振器的机电耦合系数在6％-10％之间自由变化。当两层压电层的厚度分别确定后，接着可以通过控制AW结构的宽度的变化，对滤波器内不同的谐振器的机电耦合系数进行微调，所以该方案能够最大限度的提升滤波器内的谐振器的机电耦合系数的设计自由度。
在本发明中，可以通过选择第一压电层与第二压电层的材料，来调节谐振器的机电耦合系数，对于两个谐振器，可以通过上述方式使得两者的机电耦合系数的差值在0％-10％之间变化。
在图2中，第一压电层41与第二压电层42的材料可不同，在第一压电层41和第二压电层42的厚度固定时，对于谐振器的某一机电耦合系数，可以通过改变压电层的材料即可达到需要的机电耦合系数。在第一压电层41和第二压电层42的掺杂或者材料确定后，可以通过改变图2中的宽度L1和L2的宽度对谐振器的机电耦合系数做进一步的调整。
图2中还示出了第一压电层41和第二压电层42的厚度，其分别为H1和H2。可以通过调节H1和H2的比例来调整两种不同压电材料的占比，从而调节谐振器的机电耦合系数。当H2和H1确定后，类似的，可以通过改变图2中的宽度L1和L2的宽度对谐振器的机电耦合系数做进一步的调整。
如图2所示，AW结构夹在第一压电层41和第二压电层42的位置不是固定的。在本发明的一个实施例中，AW结构的下表面距离第一压电层41下表面的距离要大于
Figure BDA0002694709720000091
AW结构的上表面距离第二压电层42的距离也要大于
Figure BDA0002694709720000092
AW结构的厚度的范围是
Figure BDA0002694709720000093
下面参照图8A-8H示例性说明图2中的体声波谐振器的制作过程。
第一，如图8A所示，在基底10上表面形成作为声学镜20的空腔，接着在基底10的上表面设置牺牲材料，该牺牲材料填充该空腔，然后，通过CMP(化学机械研磨)工艺移除基底10上表面的牺牲材料并且使得空腔内的牺牲材料的上表面与基底10的上表面齐平从而形成牺牲层21。
第二，如图8B所示，在图8A的结构上沉积和图形化电极材料层，以形成底电极30。
第三，如图8C所示，在图8B的结构上沉积第一压电层41，其例如可以为未掺杂压电层。
第四，如图8D所示，在图8C的第一压电层41的上表面沉积和图形化牺牲材料，以形成牺牲层81。该牺牲层81在后期将被释放以用于形成AW结构80。
第五，如图8E所示，在图8D的结构的上表面沉积第二压电层42，其例如可以为掺杂压电层。
第六，如图8F所示，在图8E的结构的上表面制备顶电极50和保护层或钝化层70。
第七，刻蚀压电层以形成穿过第一压电层和第二压电层而与声学镜空腔相通的释放孔90。
第八，释放牺牲层21和牺牲层81，以分别形成声学镜20和AW结构80，如图8G所示。如能够理解的，对牺牲层81的释放，可以基于前面提及的选择第二压电层的材料从而可直接通过第二压电层的释放剂来实现，也可以通过借助声学镜空腔内的牺牲层21的释放通道来实现，或者两者兼而有之。
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(压电层、顶电极、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成有效区域)的中心在横向方向或者径向方向上而言的，一个部件的靠近有效区域的中心的一侧或一端为内侧或内端，而该部件的远离有效区域的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有效区域的中心之间，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有效区域的中心。
如本领域技术人员能够理解的，体声波谐振器可以用于形成滤波器或其他半导体器件。
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；
压电层；和
顶电极，
其中：
顶电极、压电层、底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；
所述压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，第二层处于第一层的上方，所述空隙层的内边缘在水平方向上处于有效区域的边界的内侧，所述空隙层的外边缘位于所述压电层内部且由所述压电层限定；
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径。
2、根据1所述的谐振器，其中：
所述空隙层的外边缘在水平方向上处于所述有效区域的边界的外侧；且
所述第二层的压电材料为为晶格结构沿C轴取向的压电材料；或者所述第二层具有微孔隙或纳空隙的孔隙结构。
3、根据2所述的谐振器，其中：
所述第二层的压电材料包括氮化铝或掺杂氮化铝或氧化锌。
4、根据1-3中任一项所述的谐振器，其中：
所述声学镜为声学镜空腔，所述谐振器包括：
释放孔，所述释放孔在第二层的厚度方向上穿过第一层与第二层而与所述声学镜空腔相通；和
水平延伸通道，所述水平延伸通道处于第一层与第二层之间且将空隙层与释放孔相通。
5、根据1-4中任一项所述的谐振器，其中：
第一层的压电材料不同于第二层的压电材料。
6、根据5所述的谐振器，其中：
第一层与第二层中的一层为另一层的掺杂层；或者
第一层与第二层均为同一材料的掺杂层，第一层的掺杂浓度不同于第二层的掺杂浓度；或者
第一层的材料为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中的一种材料，而第二层为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中不同于第一层材料的材料。
7、根据2-6中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层包括多个空隙部，所述多个空隙部沿有效区域在周向方向上间隔开。
8、一种体声波谐振器组件，包括：
至少两个体声波谐振器，其中至少一个体声波谐振器为根据1-7中任一项所述的谐振器。
9、根据8所述的组件，其中：
所述至少两个体声波谐振器包括第一谐振器和第二谐振器；
第一谐振器和第二谐振器均为根据1-7中任一项所述的谐振器。
10、根据9所述的组件，其中：
第一谐振器和第二谐振器为根据2或6所述的谐振器。
11、根据10所述的组件，其中：
第一谐振器的机电耦合系数与第二谐振器的机电耦合系数的差值在0％-10％的范围内。
12、根据8-11中任一项所述的组件，其中：
第一谐振器的空隙层与第二谐振器的对应空隙层的宽度彼此不同。
13、一种体声波谐振器的制造方法，所述谐振器包括基底、声学镜、底电极、压电层和顶电极，压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，所述方法包括步骤：
在第一层上形成和图形化第一牺牲层；和
利用第二层覆盖第一层以及其上的第一牺牲层，
其中：
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径，所述方法还包括步骤：利用透过第二层的释放剂释放第一牺牲层而形成所述空隙层；或者
所述声学镜为声学镜空腔，所述谐振器包括释放孔和水平延伸通道，所述释放孔在第二层的厚度方向上穿过第一层与第二层而与所述声学镜空腔相通，所述水平延伸通道处于第一层与第二层之间且将空隙层与释放孔相通，所述方法还包括步骤：经由所述释放孔以及所述水平延伸通道释放所述第一牺牲层以形成所述空隙层。
14、根据13所述的方法，其中：
第一层的晶格结构沿C轴取向，且第二层的晶格结构沿C轴取向，第二层的晶格结构的C轴取向与垂直于基底平面的方向的夹角在±30°以内。
15、一种滤波器，包括根据1-7中任一项所述的体声波谐振器，或根据8-12中任一项所述的体声波谐振器组件。
16、一种电子设备，包括根据21所述的滤波器，或根据1-7中任一项所述的体声波谐振器，或根据8-12中任一项所述的体声波谐振器组件。
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 (16)

1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
压电层；和
顶电极，
其中：
顶电极、压电层、底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；
所述压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，第二层处于第一层的上方，所述空隙层的内边缘在水平方向上处于有效区域的边界的内侧，所述空隙层的外边缘位于所述压电层内部且由所述压电层限定；
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述空隙层的外边缘在水平方向上处于所述有效区域的边界的外侧；且
所述第二层的压电材料为晶格结构沿C轴取向的压电材料；或者所述第二层具有微孔隙或纳空隙的孔隙结构。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
所述第二层的压电材料包括氮化铝或掺杂氮化铝或氧化锌。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐振器，其中：
所述声学镜为声学镜空腔，所述谐振器包括：
释放孔，所述释放孔在第二层的厚度方向上穿过第一层与第二层而与所述声学镜空腔相通；和
水平延伸通道，所述水平延伸通道处于第一层与第二层之间且将空隙层与释放孔相通。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的谐振器，其中：
第一层的压电材料不同于第二层的压电材料。
6.根据权利要求5所述的谐振器，其中：
第一层与第二层中的一层为另一层的掺杂层；或者
第一层与第二层均为同一材料的掺杂层，第一层的掺杂浓度不同于第二层的掺杂浓度；或者
第一层的材料为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中的一种材料，而第二层为氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾、钽酸锂中不同于第一层材料的材料。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层包括多个空隙部，所述多个空隙部沿有效区域在周向方向上间隔开。
8.一种体声波谐振器组件，包括：
至少两个体声波谐振器，其中至少一个体声波谐振器为根据权利要求1-7中任一项所述的谐振器。
9.根据权利要求8所述的组件，其中：
所述至少两个体声波谐振器包括第一谐振器和第二谐振器；
第一谐振器和第二谐振器均为根据权利要求1-7中任一项所述的谐振器。
10.根据权利要求9所述的组件，其中：
第一谐振器和第二谐振器为根据权利要求2或6所述的谐振器。
11.根据权利要求10所述的组件，其中：
第一谐振器的机电耦合系数与第二谐振器的机电耦合系数的差值在0％-10％的范围内。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的组件，其中：
第一谐振器的空隙层与第二谐振器的对应空隙层的宽度彼此不同。
13.一种体声波谐振器的制造方法，所述谐振器包括基底、声学镜、底电极、压电层和顶电极，压电层包括第一层和第二层，第一层与第二层之间设置有空隙层，所述方法包括步骤：
在第一层上形成和图形化第一牺牲层；和
利用第二层覆盖第一层以及其上的第一牺牲层，
其中：
所述第二层不设置有在第二层的厚度方向上延伸穿过第二层且与所述空隙层直接相通的专门释放路径，所述方法还包括步骤：利用透过第二层的释放剂释放第一牺牲层而形成所述空隙层；或者
所述声学镜为声学镜空腔，所述谐振器包括释放孔和水平延伸通道，所述释放孔在第二层的厚度方向上穿过第一层与第二层而与所述声学镜空腔相通，所述水平延伸通道处于第一层与第二层之间且将空隙层与释放孔相通，所述方法还包括步骤：经由所述释放孔以及所述水平延伸通道释放所述第一牺牲层以形成所述空隙层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
第一层的晶格结构沿C轴取向，且第二层的晶格结构沿C轴取向，第二层的晶格结构的C轴取向与垂直于基底平面的方向的夹角在±30°以内。
15.一种滤波器，包括根据权利要求1-7中任一项所述的体声波谐振器，或根据权利要求8-12中任一项所述的体声波谐振器组件。
16.一种电子设备，包括根据权利要求21所述的滤波器，或根据权利要求1-7中任一项所述的体声波谐振器，或根据权利要求8-12中任一项所述的体声波谐振器组件。
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