CN114374370A - 体声波谐振器 - Google Patents

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CN114374370A CN202110843829.8A CN202110843829A CN114374370A CN 114374370 A CN114374370 A CN 114374370A CN 202110843829 A CN202110843829 A CN 202110843829A CN 114374370 A CN114374370 A CN 114374370A
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柳廷勳
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Abstract

本公开提供一种体声波谐振器。所述体声波谐振器包括：基板；谐振部，包括顺序堆叠的第一电极、压电层和第二电极；腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及散热部，设置在所述腔中并支撑所述谐振部。所述第二电极包括第一区域和第二区域，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度，并且所述第二区域设置在所述散热部上方。

Description

体声波谐振器
本申请要求于2020年10月16日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0134449号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
以下描述涉及一种体声波谐振器。
背景技术
根据无线通信装置的小型化趋势，高频率组件的小型化技术已经被积极地需要。作为示例，存在使用半导体薄膜晶圆制造技术的体声波(BAW)谐振器型滤波器。
体声波(BAW)谐振器是指利用沉积在硅晶圆(半导体基板)上的压电介电材料的压电特性产生谐振并且被实现为滤波器的薄膜型元件。
对5G通信技术的兴趣已经增加，并且已经积极进行了可在候选频带中实现的体声波谐振器的技术开发。
然而，在使用低于6GHz(4GHz至6GHz)频带的5G通信的情况下，带宽增加并且通信距离缩短，使得体声波谐振器的信号强度或功率可能增加。
当体声波谐振器的功率增加时，谐振部的温度倾向于线性升高。当谐振部的温度如上所述升高时，可能存在频率改变或体声波谐振器由于热而损坏的问题。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍所选择的构思，并在下面的具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容无意明确所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也无意用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
一种可防止由于热而损坏谐振部的体声波谐振器。
在一个总体方面，一种体声波谐振器，包括：基板；谐振部，包括顺序堆叠的第一电极、压电层和第二电极；腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及散热部，设置在所述腔中并支撑所述谐振部，其中，所述第二电极包括第一区域和第二区域，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度，并且所述第二电极的所述第二区域设置在所述散热部上方。
所述第二电极可包括在所述第一区域和所述第二区域之间的边界处的倾斜表面。
所述散热部可结合到所述谐振部，并且所述第二电极的所述第二区域的面积可大于所述散热部的结合到所述谐振部的结合表面的面积，并且所述散热部可设置为使得整个所述结合表面面向所述第二电极的所述第二区域。
所述散热部可包括具有一端结合到所述谐振部并且另一端结合到所述基板的柱状的导热部。
所述散热部可包括围绕所述导热部的侧表面的蚀刻停止层。
所述导热部可包括具有高于所述蚀刻停止层的热导率的热导率的材料。
所述第二电极的所述第一区域与所述第二电极的所述第二区域之间的边界在平行于所述谐振部的表面的方向上可与所述散热部的侧表面间隔开预定距离。
从所述散热部的所述侧表面到所述第二电极的所述第一区域和所述第二电极的所述第二区域之间的所述边界的水平距离可以是λ/4或λ/4的整数倍，其中，λ是从所述谐振部传播到所述散热部的横向波的波长。
所述第二电极可包括在所述第一区域和所述第二区域之间的边界处的垂直表面或台阶表面。
所述第二电极的所述第二区域可具有沿着所述散热部的轮廓的环形圈形状。
所述体声波谐振器可包括设置在所述第一电极和所述压电层之间的插入层，并且所述压电层的至少一部分可通过所述插入层凸起。
所述插入层可包括倾斜表面，所述压电层可包括设置在所述第一电极上的压电部和设置在所述插入层的所述倾斜表面上的倾斜部，并且在所述谐振部的截面中，所述第二电极的末端可设置在所述压电层的所述倾斜部上。
所述压电层可包括设置在所述倾斜部外部的延伸部，并且所述第二电极的至少一部分可设置在所述压电层的所述延伸部上。
所述第二电极的所述第二区域的厚度可大于所述插入层的厚度。
在另一总体方面，一种体声波谐振器包括：基板；谐振部，包括顺序堆叠的第一电极、压电层和第二电极；腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及散热部，设置在所述腔中并支撑所述谐振部，其中，所述第二电极包括堆叠在所述压电层上的电极层和部分地形成在所述电极层的与所述散热部对应的区域上以增加所述第二电极的厚度的增厚层，并且所述增厚层的面积大于所述散热部的结合到所述谐振部的结合表面的面积。
所述增厚层的整个侧表面可设置在所述腔上方。
在另一总体方面，一种体声波谐振器包括：基板；谐振部，包括第一电极、设置在所述第一电极上的压电层和设置在所述压电层上且包括增厚层的第二电极；腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及散热柱，设置在所述腔中并结合到所述谐振部，使得所述第二电极的所述增厚层的至少一部分在所述体声波谐振器的厚度方向上与所述散热柱重叠。
所述第二电极的所述增厚层可具有沿着垂直于所述体声波谐振器的厚度方向的方向的长度，所述长度大于所述散热柱的结合到所述谐振部的表面沿着垂直于所述体声波谐振器的所述厚度方向的方向的长度。
通过具体实施方式、附图和权利要求，其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是根据示例的体声波谐振器的平面图；
图2是沿图1的线I-I'截取的截面图；
图3是沿图1的线II-II'截取的截面图；
图4是沿图1的线III-III'截取的截面图；
图5和图6是图2的部分A的放大图。
图7、图8、图9、图10和图11是示出根据其他示例的体声波谐振器的示意性截面图。
在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型和等同方案对于本领域普通技术人员将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出对于本领域技术人员将显而易见的改变。此外，为了更清楚和简洁，可省略对于本领域普通技术人员已知的功能和结构的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。
在此，应注意关于示例或实施例的术语“可”的使用，例如，关于示例或实施例可包括或实现什么，意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的要素被描述为“在”另一要素“上”、“连接到”另一要素或“结合到”另一要素时，该要素可直接“在”另一要素“上”、直接“连接到”另一要素或直接“结合到”另一要素，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其它要素。相比之下，当要素被描述为“直接在”另一要素“上”、“直接连接到”另一要素或“直接结合到”另一要素时，不存在介于它们之间的其它要素。
如此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个或任意两个或更多个的任意组合。
尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各个示例，并且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示的形状的变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状变化。
在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他构造是可行的。
在下文中，将参考附图详细描述示例。
图1是根据示例的体声波谐振器的平面图，图2是沿着图1的线I-I'截取的截面图，图3是沿图1的线II-II'截取的截面图，并且图4是沿图1的线III-III'截取的截面图。
参照图1至图4，声波谐振器100可以是体声波(BAW)谐振器100，并且可包括基板110谐振部120和散热部130。
基板110可以是硅基板。例如，硅晶圆或绝缘体上硅(SOI)型基板可用作基板110。
绝缘层115可设置在基板110的上表面上，以将基板110和谐振部120彼此电隔离。另外，绝缘层115可防止基板110在制造声波谐振器的工艺中在形成腔C时被蚀刻气体蚀刻。
在这种情况下，绝缘层115可利用二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)中的至少一种形成，并且可通过化学气相沉积工艺、射频(RF)磁控溅射工艺和蒸镀工艺中的任意一种形成。
声波谐振器100还可包括支撑层140，支撑层140可形成在绝缘层115上，并且可设置在腔C和蚀刻防止部145周围，以围绕支撑层140内侧的腔C和蚀刻防止部145。
腔C可形成为空的空间，并且可通过去除在制备支撑层140的工艺中形成的牺牲层的一部分来形成，并且支撑层140可形成为牺牲层的剩余部分。
支撑层140可利用可容易地蚀刻的材料(诸如多晶硅(Poly-Si)或聚合物)形成。然而，支撑层140的材料不限于此。
由于腔C形成在支撑层140中，因此形成在支撑层140上的谐振部120可以是完全平坦的。
蚀刻防止部145可沿着腔C的边界设置。可设置蚀刻防止部145以防止在形成腔C的工艺中超出腔区域执行蚀刻。
膜层150可形成在支撑层140上，并且可形成腔C的上表面。因此，膜层150也可利用在形成腔C的工艺中不容易被去除的材料形成。
例如，当使用诸如氟(F)或氯(Cl)的卤基的蚀刻气体来去除支撑层140的一部分(例如，腔区域)时，膜层150可利用与上述蚀刻气体的反应性低的材料形成。在这种情况下，膜层150可包括二氧化硅(SiO2)和氮化硅(Si3N4)中的至少一种。
另外，膜层150可以是包含氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、锆钛酸铅(PZT)、砷化镓(GaAs)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)中的至少一种的介电层，或者可以是包含铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铂(Pt)、镓(Ga)和铪(Hf)中的至少一种的金属层。然而，膜层150不限于此。
谐振部120可包括第一电极121、压电层123和第二电极125。谐振部120可包括从其下部顺序堆叠的第一电极121、压电层123和第二电极125。因此，在谐振部120中，压电层123可设置在第一电极121和第二电极125之间。
由于第一电极121、压电层123和第二电极125形成在膜层150上，因此膜层150、第一电极121、压电层123和第二电极125可顺序地堆叠在基板110上以形成谐振部120。
谐振部120可根据施加到第一电极121和第二电极125的信号使压电层123谐振，以产生谐振频率和反谐振频率。
声波谐振器100还可包括插入层170。谐振部120可被分为第一电极121、压电层123和第二电极125大致平坦地堆叠的中央部S以及插入层170插入在第一电极121和压电层123之间的延伸部E。
中央部S可以是设置在谐振部120的中央处的区域，并且延伸部E可以是沿着中央部S的外周设置的区域。因此，延伸部E(从中央部S向外延伸的区域)是指沿着中央部S的外周以连续环形形成的区域。可选地，延伸部E可形成为一些区域断开的不连续环形。
因此，如图2中所示，在谐振部120的跨中央部S截取的截面中，延伸部E可分别设置在中央部S的两端。另外，插入层170可插入到设置在中央部S的两端处的两个延伸部E中。
插入层170可具有倾斜表面L，以便具有随着距中央部S的距离变大而变大的厚度。
在延伸部E中，压电层123和第二电极125可设置在插入层170上。因此，位于延伸部E中的压电层123和第二电极125可根据插入层170的形状具有倾斜表面。
另一方面，在本示例中，可定义延伸部E被包括在谐振部120中，因此，也可在延伸部E中产生谐振。然而，产生谐振的位置不限于此。也就是说，根据延伸部E的结构，可不在延伸部E中产生谐振，并且可仅在中央部S中产生谐振。
第一电极121和第二电极125中的每个可利用导体形成，例如金、钼、钌、铱、铝、铂、钛、钨、钯、钽、铬或镍，或者利用包括金、钼、钌、铱、铝、铂、钛、钨、钯、钽、铬和镍中的至少一种的金属形成，但不限于此。
在谐振部120中，第一电极121的面积可形成为大于第二电极125的面积，并且第一金属层180可沿着第一电极121的外侧设置在第一电极121上。因此，第一金属层180可设置为与第二电极125间隔开预定距离，并且可设置为围绕谐振部120。
第一电极121可设置在膜层150上，因此可以是完全平坦的。另一方面，第二电极125可设置在压电层123上，因此可具有形成为对应于压电层123的形状的弯曲状。
第一电极121可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电信号的输出电极中的任意一个。
第二电极125可设置在中央部S中，并且可部分地设置在延伸部E中。因此，第二电极125可被分为设置在将稍后描述的压电层123的压电部123a上的部分和设置在压电层123的弯曲部123b上的部分。
更具体来说，在本示例中，第二电极125可设置为覆盖压电层123的整个压电部123a和倾斜部1231的一部分。因此，设置在延伸部E中的第二电极125的与倾斜部1231接触的第二电极部125a的倾斜表面(参见图4)的面积可小于倾斜部1231的倾斜表面的面积，第二电极125的面积可小于谐振部120中的压电层123的面积。
因此，如图2中所示，在谐振部120的跨中央部S截取的截面中，第二电极125的末端可设置在延伸部E中。另外，第二电极125的设置在延伸部E中的末端的至少一部分可设置为与插入层170重叠。这里，术语“重叠”是指当第二电极125投影在其上设置有插入层170的平面上时，第二电极125投影在平面上的形状与插入层170重叠。在这种情况下，第二电极125的末端可设置在压电层123的倾斜部1231上。
第二电极125可用作输入诸如射频(RF)信号的电信号的输入电极和输出电信号的输出电极中的任意一个。也就是说，当第一电极121用作输入电极时，第二电极125可用作输出电极；当第一电极121用作输出电极时，第二电极125可用作输入电极。
如图4中所示，当第二电极125的末端位于压电层123的倾斜部1231上时，谐振部120的声阻抗可具有从中央部S以稀疏/密集/稀疏/密集结构形成的局部结构(localstructure)，因此可增加从谐振部120向内反射横向波的反射界面。因此，大多数横向波不会从谐振部120向外逸出，而是可从谐振部120向内反射，因此可改善声波谐振器的性能。
压电层123可以是产生将电能转换成具有弹性波形式的机械能的压电效应的部分，并且可形成在第一电极121和插入层170上。
氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)、掺杂氮化铝、锆钛酸铅、石英等可选择性地用作压电层123的材料。掺杂氮化铝还可包括稀土金属、过渡金属或碱土金属。稀土金属可包括钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种。过渡金属可包括铪(Hf)、钛(Ti)、锆(Zr)、钽(Ta)和铌(Nb)中的至少一种。此外，碱土金属可包括镁(Mg)。
当为了改善压电特性而掺杂在氮化铝(AlN)中的元素的含量小于0.1at％时，可能无法实现高于氮化铝(AlN)的压电特性的压电特性，并且当掺杂在氮化铝(AlN)中的元素的含量超过30at％时，难以进行制造和对于沉积的组份控制，使得可能形成非均匀相。
因此，掺杂在氮化铝(AlN)中的元素的含量可在0.1at％至30at％的范围内。
在本示例中，掺杂有钪(Sc)的氮化铝(AlN)可用作压电层的材料。在这种情况下，可增加压电常数以增加声波谐振器的机电耦合系数(Kt 2)。
压电层123可包括设置在中央部S中的压电部123a和设置在延伸部E中的弯曲部123b。
压电部123a可以是直接堆叠在第一电极121的上表面上的部分。因此，压电部123a可插入在第一电极121和第二电极125之间，并且与第一电极121和第二电极125形成为平坦的。
弯曲部123b可指从压电部123a向外延伸并位于延伸部E中的区域。
弯曲部123b可设置在插入层170上，并且可具有根据插入层170的形状凸起的上表面。因此，压电层123可在压电部123a与弯曲部123b之间的边界处弯曲，并且弯曲部123b可根据插入层170的厚度和形状而凸起。
弯曲部123b可被分成倾斜部1231和延伸部1232。
倾斜部1231可指沿着插入层170的倾斜表面L倾斜的部分。另外，延伸部1232可指从倾斜部1231向外延伸的部分。
倾斜部1231可与插入层170的倾斜表面L平行地形成，并且倾斜部1231的倾斜角可与插入层170的倾斜表面L的倾斜角相同。
插入层170可沿着由膜层150、第一电极121和蚀刻防止部145形成的表面设置。因此，插入层170可部分地设置在谐振部120中，并且可设置在第一电极121和压电层123之间。
插入层170可设置在中央部S周围并支撑压电层123的弯曲部123b。因此，压电层123的弯曲部123b可根据插入层170的形状分成倾斜部1231和延伸部1232。
在本示例中，插入层170可设置在除了中央部S之外的区域中。例如，插入层170可设置在基板110上除了中央部S之外的整个区域上，或者可设置在基板110上除了中央部S之外的区域的一部分中。
插入层170的至少一部分可具有随着距中央部S的距离增加而增加的厚度。因此，插入层170的设置为邻近中央部S的侧表面可形成为具有预定倾斜角θ的倾斜表面L。
当插入层170的侧表面的倾斜角θ小于5°时，为了制造侧表面的倾斜角θ小于5°的插入层170，插入层170的厚度需要非常小，或者倾斜表面L的面积需要极其大，这基本上难以实现。
另外，当插入层170的侧表面的倾斜角θ大于70°时，堆叠在插入层170上的压电层123或第二电极125的倾斜角可大于70°。在这种情况下，堆叠在倾斜表面L上的压电层123或第二电极125可能过度弯曲，因此可能在弯曲部中出现裂纹。
因此，在本示例中，插入层170的倾斜表面L的倾斜角θ可在5°或更大至70°或更小的范围内。
在本示例中，压电层123的倾斜部1231可沿着插入层170的倾斜表面L形成，因此可以以与插入层170的倾斜表面L的倾斜角相同的倾斜角形成。因此，类似于插入层170的倾斜表面L，倾斜部1231的倾斜角也可在5°或更大至70°或更小的范围内。这样的构造也可类似地应用于堆叠在插入层170的倾斜表面L上的第二电极125。
插入层170可利用诸如二氧化硅(SiO2)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、锆钛酸铅(PZT)、砷化镓(GaAs)、氧化铪(HfO2)、氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)的介电材料形成，但可利用与压电层123的材料不同的材料形成。
可选地，插入层170可利用金属形成。当体声波谐振器用于5G通信时，在谐振部中可能产生大量的热，因此，在谐振部120中产生的热需要被流畅地消散。为此，插入层170可利用包含钪(Sc)的铝合金材料形成。
谐振部120可设置为通过形成为空的空间的腔C与基板110间隔开。谐振部120的一部分可通过散热部130固定到基板110。
腔C可通过在制造声波谐振器的工艺中向注入孔H(参见图1)供应蚀刻气体(或蚀刻剂)以去除支撑层140的一部分来形成。
保护层160可沿着声波谐振器100的表面设置，以防止声波谐振器100受到外部冲击。保护层160可沿着由第二电极125和压电层123的弯曲部123b形成的表面设置。
在本示例中，保护层160可利用各种材料形成，只要其可保护第二电极125的表面即可。例如，保护层160可利用氧化硅基绝缘材料、氮化硅基绝缘材料、氧化铝基绝缘材料和氮化铝基绝缘材料中的任意一种形成。另外，保护层160可利用具有优异导热性的金刚石材料形成。
如上所述构造的保护层160可利用一层形成，但是如果需要，也可通过堆叠材料彼此不同的两层来形成。另外，可部分地去除保护层160，以便在最终工艺中控制频率。例如，可在制造工艺中控制保护层160的厚度。
第一电极121和第二电极125可从谐振部120向外延伸。另外，第一金属层180和第二金属层190可分别设置在第一电极121和第二电极125向外延伸的部分的上表面上。
第一金属层180和第二金属层190中的每个可利用金(Au)、金-锡(Au-Sn)合金、铜(Cu)、铜-锡(Cu-Sn)合金、铝(Al)和铝合金中的任意一种形成。这里，铝合金可以是铝-锗(Al-Ge)合金或铝-钪(Al-Sc)合金。
第一金属层180和第二金属层190可用作连接布线，所述连接布线将根据本示例的体声波谐振器的第一电极121和第二电极125电连接到在基板110上与根据本示例的体声波谐振器相邻设置的另一体声波谐振器的电极。
第一金属层180可结合到第一电极121。
另外，在谐振部120中，第一电极121的面积可形成为大于第二电极125的面积，并且第一金属层180可形成在第一电极121的外周部分处。
因此，第一金属层180可沿着谐振部120的外周设置，如此可设置为围绕第二电极125。然而，第一金属层180不限于这样的构造。
通过施加到谐振部120的电场和振动可在谐振部120中产生热。由于腔C设置在谐振部120和基板110之间，因此谐振部120中产生的热由于腔C而不会直接传递到基板110，并且可能大多在水平方向上传递。在水平方向上传递的热可通过支撑层140和/或蚀刻防止部145传递到基板110。
根据本示例的体声波谐振器可通过包括散热部130来提供谐振部120中产生的热的附加消散路径。因此，根据本示例的体声波谐振器100可通过提高散热效率而具有进一步提高的鲁棒性，同时具有根据腔C的提高的品质因数。
图5和图6是图2的部分A的放大图，并且图6示出了图5中所示的散热部的变型示例。
首先，参照图5，散热部130可位于腔C中，并且可设置在谐振部120和基板110之间以支撑谐振部120的一部分。为了有效地散热，散热部130可设置在谐振部120的中央部分处(距蚀刻防止部145最远的位置)。
散热部130可包括以柱形状设置在谐振部120和基板110之间的导热部132和围绕导热部132的侧表面的蚀刻停止层134。
导热部132可形成为一端结合到谐振部120并且另一端结合到基板110的柱形状。导热部132可利用与支撑层140的材料相同的材料形成，但不限于此。例如，导热部132可利用热导率高于蚀刻停止层134的热导率的材料形成。在这种情况下，谐振部120中产生的热量可更有效地传递到基板110。
例如，当支撑层140利用多晶硅(poly-Si)形成时，蚀刻停止层134可利用具有高热导率的材料形成，诸如氮化铝(AlN)基材料或掺杂有稀土金属的氮化铝(AlN)。
可设置蚀刻停止层134以防止导热部132在形成腔C的工艺中与牺牲层一起被去除。因此，蚀刻停止层134可设置在导热部132的表面上，以便围绕导热部132的侧表面。
蚀刻停止层134可利用与蚀刻防止部145的材料相同的材料形成，但不限于此。
另一方面，如图6中所示，根据示例的散热部130可仅包括导热部132而不包括蚀刻停止层。在这种情况下，导热部132可利用具有高热导率的金属形成。例如，导热部132可由金(Au)或铜(Cu)形成。因此，谐振部120中产生的热可更有效地传递到基板110。
谐振部120可包括顺序堆叠在散热部130上的第一电极121、压电层123和第二电极125。另外，参照图5，第二电极125可包括根据其厚度划分的第一区域125-1和第二区域125-2。
第二区域125-2(设置在散热部130上方的区域)可形成为具有大于第一区域125-1的厚度的厚度。因此，第一区域125-1可定义为整体上具有均匀厚度并且具有小于第二区域125-2的厚度的厚度的区域。
由于第一区域125-1和第二区域125-2之间的厚度差而形成的第一区域125-1和第二区域125-2之间的边界可形成为倾斜表面N(参见图5)。然而，第一区域125-1和第二区域125-2之间的边界不限于此，并且可进行各种修改。
倾斜表面N可以以第二电极125的厚度朝向第一区域125-1减小的形状形成。
第二区域125-2可位于第一区域125-1之中。因此，第一区域125-1可设置在第二区域125-2周围。
第二区域125-2可部分地设置在第二电极125的区域中的与散热部130对应的区域中，并且可形成为具有大于散热部130的结合到谐振部120的结合表面(例如，散热部130和膜层150之间的结合表面)的面积的面积。因此，散热部130可设置为使得整个结合表面面对第二区域125-2。这里，短语“整个结合表面面对第二区域”表示当散热部130的结合表面突出到第二电极125上时，散热部130的整个结合表面设置为与第二区域125-2重叠。
在本示例中，第二区域125-2可利用与第一区域125-1相同的材料形成。因此，第一区域125-1和第二区域125-2可在制造第二电极125的工艺中一起形成。例如，可通过以第二区域125-2的厚度形成薄膜，然后通过诸如蚀刻的方法减小第一区域125-1的厚度来形成第二电极125。
然而，形成第二电极125的方法不限于上述方法。例如，可使用以第一区域125-1的厚度形成薄膜层，然后通过诸如镀覆、沉积或溅射的方法增加第一区域125-1的一部分以另外形成第二区域125-2的各种方法。
在本示例中，第二区域125-2可被分成以与第一区域125-1的厚度相同的厚度形成的电极层P1和形成在电极层P1上的增厚层P2。因此，第一区域125-1可完全利用电极层P1形成，并且第二区域125-2可以是在电极层P1上还形成有增厚层P2的区域。
电极层P1和增厚层P2可利用相同的材料形成。然而，电极层P1和增厚层P2不限于此，也可利用不同的材料形成。在这种情况下，为了显著降低第二电极125中的电阻，增厚层P2可利用具有与电极层P1的电导率类似的电导率的材料形成。
在示例中，第二电极125的增厚层P2可具有沿着垂直于体声波谐振器100的厚度方向(第一电极121、压电层123和第二电极125的堆叠方向)的方向的长度，该长度大于散热部130(例如，散热柱)的结合到谐振部120的表面沿着垂直于体声波谐振器100的所述厚度方向的方向的长度。
如上所述，沿着第一区域125-1和第二区域125-2之间的边界设置的增厚层P2的侧表面可形成为倾斜表面N。另外，增厚层P2可形成为其中增厚层P2的面积(例如，水平截面积)朝向电极层P1增加的形状。因此，根据本示例的增厚层P2可形成为在其下表面的面积比在其上表面的面积大。
因此，增厚层P2的水平面积可大于散热部130的结合表面的面积，并且第一区域125-1和第二区域125-2之间的整个边界不设置在散热部130上方，而可设置在腔C上方。
增厚层P2的倾斜表面N可被设置为面向设置在倾斜部1231上的第二电极部125a的倾斜表面M(参见图2)。另外，增厚层P2的倾斜表面N可形成为具有与设置在倾斜部1231上的第二电极125的倾斜表面M的倾斜角相同或相似的倾斜角。然而，增厚层P2的倾斜表面N不限于这种构造。
增厚层P2的倾斜表面N(第一区域125-1和第二层125-2之间的边界)可设置在沿与谐振部120的表面(如图5中所示的水平表面)平行的方向与散热部130的侧表面间隔开预定距离D(参见图5)的位置。另外，增厚层P2的设置在散热部130外部的一部分(换言之，增厚层P2的不面向散热部130的结合表面的部分)可用作将从谐振部120传播到散热部130的横向波反射至谐振部120内的框架。
因此，如图5中所示，在谐振部120的跨散热部130切割的截面中，增厚层P2的包括在图5的范围D内的区域可用作框架。为此，增厚层P2的设置在散热部130外部的范围D中的部分的宽度可以是λ/4或λ/4的整数倍，其中λ是上述横向波的波长。
通过这种构造，在根据本示例的体声波谐振器中，可抑制谐振部120的振动能量通过散热部130从谐振部120向外泄漏的现象。
在上述体声波谐振器100中，谐振部120产生的热可通过散热部130消散到基板110，并且可因此改善散热性能。因此，即使将高功率施加到谐振部120，也可确保体声波谐振器100的操作可靠性，使得体声波谐振器100可用作适用于5G通信的体声波谐振器。
另外，谐振部120传播到散热部130的振动能量可通过增厚层P2反射，并且可因此提高体声波谐振器的效率。
另一方面，当第二电极125在散热部130上方被省去时，可增加第二电极125在散热部130上方的电阻。另一方面，在体声波谐振器100中，可增加第二电极125在散热部130上方的厚度，并且可因此抑制第二电极125在散热部130上方的电阻的增加。
因此，在体声波谐振器100中，通过在确保散热性能的同时显著减少能量的泄漏和损失可改善体声波谐振器的基本性能(例如，品质因数(QF)或机电耦合系数(Kt 2))。
另一方面，示例不限于上述构造，并且可进行各种修改。
图7至图11是示出根据其他示例的体声波谐振器的示意性截面图，其中图7至图9示出了对应于图5的截面，并且图10和图11示出了对应于图2的截面。
首先，参照图7，在体声波谐振器中，增厚层P2的形成第一区域125-1和第二区域125-2之间的边界的侧表面可形成为竖直表面而不是倾斜表面。在这种情况下，增厚层P2可形成为其上表面和下表面具有相同的面积。
另外，参照图8，在体声波谐振器中，增厚层P2的形成第一区域125-1和第二区域125-2之间的边界的侧表面可以以台阶形状形成。另外，尽管未示出，但是增厚层P2的侧表面也可形成为凸曲面或凹曲面。
如上所述，在根据各种示例的体声波谐振器中，可以以各种形式修改增厚层P2的侧表面。
参照图9，在体声波谐振器中，增厚层P2不设置在散热部130上方，并且可仅设置在散热部130周围。因此，增厚层P2可沿着散热部130的轮廓以环形圈形状设置在电极层P1上。
在本示例中，增厚层P2整体可设置在散热部130的外部。因此，增厚层P2可设置为使得整个增厚层P2不面向散热部130的结合表面。
然而，增厚层P2的构造不限于此，并且可进行各种修改。例如，增厚层P2可构造为使得其至少一部分位于散热部130上方。
参照图10，在体声波谐振器中，第二电极125可设置在谐振部120内的压电层123的整个上表面上。因此，第二电极125可形成在压电层123的延伸部1232上以及压电层123的倾斜部1231上。
在这种情况下，在设置插入层170的位置，与上述示例相比，谐振部120的厚度可通过第二电极125的厚度增加。在根据本示例的体声波谐振器中，增厚层P2的厚度可与插入层170的厚度相同或相似，并且第二区域125-2的整个厚度因此可大于插入层170的整个厚度。
参照图11，在体声波谐振器中，在谐振部120的跨中央部S切割的截面中，第二电极125的末端可仅形成在压电层123的压电部123a的上表面上，并且不会形成在压电层123的弯曲部123b上。因此，第二电极125的末端可沿着压电部123a和倾斜部1231之间的边界设置。
如上所述，如果需要，根据各种示例的体声波谐振器可以以各种形式修改。
如上所述，在根据各种示例的体声波谐振器中，通过确保散热性能的同时显著减少能量泄漏和损失可提高体声波谐振器的效率。
虽然本公开包括具体示例，但是对于本领域技术人员将易于理解的是，在不脱离权利要求及它们的等同方案的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其它示例中的类似的特征或方面。如果描述的技术执行为具有不同的顺序，和/或如果按照不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或通过其它组件或者它们的等同组件替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及它们的等同方案限定，在权利要求及它们的等同方案的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (18)

1.一种体声波谐振器，包括：
基板；
谐振部，包括顺序堆叠的第一电极、压电层和第二电极；
腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及
散热部，设置在所述腔中并支撑所述谐振部，
其中，所述第二电极包括第一区域和第二区域，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度，并且
所述第二电极的所述第二区域设置在所述散热部上方。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极包括在所述第一区域和所述第二区域之间的边界处的倾斜表面。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述散热部结合到所述谐振部，并且所述第二电极的所述第二区域的面积大于所述散热部的结合到所述谐振部的结合表面的面积，并且
所述散热部设置为使得整个所述结合表面面向所述第二电极的所述第二区域。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述散热部包括具有一端结合到所述谐振部并且另一端结合到所述基板的柱状的导热部。
5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其中，所述散热部包括围绕所述导热部的侧表面的蚀刻停止层。
6.根据权利要求5所述的体声波谐振器，其中，所述导热部包括具有高于所述蚀刻停止层的热导率的热导率的材料。
7.根据权利要求3所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极的所述第一区域与所述第二电极的所述第二区域之间的边界在平行于所述谐振部的表面的方向上与所述散热部的侧表面间隔开预定距离。
8.根据权利要求7所述的体声波谐振器，其中，从所述散热部的所述侧表面到所述第二电极的所述第一区域和所述第二电极的所述第二区域之间的所述边界的水平距离是λ/4或λ/4的整数倍，其中，λ是从所述谐振部传播到所述散热部的横向波的波长。
9.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极包括在所述第一区域和所述第二区域之间的边界处的垂直表面或台阶表面。
10.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极的所述第二区域具有沿着所述散热部的轮廓的环形圈形状。
11.根据权利要求1所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器还包括设置在所述第一电极和所述压电层之间的插入层，
其中，所述压电层的至少一部分通过所述插入层凸起。
12.根据权利要求11所述的体声波谐振器，其中，所述插入层包括倾斜表面，
所述压电层包括设置在所述第一电极上的压电部和设置在所述插入层的所述倾斜表面上的倾斜部，并且
在所述谐振部的截面中，所述第二电极的末端设置在所述压电层的所述倾斜部上。
13.根据权利要求12所述的体声波谐振器，其中，所述压电层包括设置在所述倾斜部外部的延伸部，并且
所述第二电极的至少一部分设置在所述压电层的所述延伸部上。
14.根据权利要求13所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极的所述第二区域的厚度大于所述插入层的厚度。
15.一种体声波谐振器，包括：
基板；
谐振部，包括顺序堆叠的第一电极、压电层和第二电极；
腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及
散热部，设置在所述腔中并支撑所述谐振部，
其中，所述第二电极包括堆叠在所述压电层上的电极层和部分地形成在所述电极层的与所述散热部对应的区域上以增加所述第二电极的厚度的增厚层，并且
所述增厚层的面积大于所述散热部的结合到所述谐振部的结合表面的面积。
16.根据权利要求15所述的体声波谐振器，其中，所述增厚层的整个侧表面设置在所述腔上方。
17.一种体声波谐振器，包括：
基板；
谐振部，包括第一电极、设置在所述第一电极上的压电层和设置在所述压电层上且包括增厚层的第二电极；
腔，限定在所述基板与所述谐振部之间；以及
散热柱，设置在所述腔中并结合到所述谐振部，使得所述第二电极的所述增厚层的至少一部分在所述体声波谐振器的厚度方向上与所述散热柱重叠。
18.根据权利要求17所述的体声波谐振器，其中，所述第二电极的所述增厚层具有沿着垂直于所述体声波谐振器的厚度方向的方向的长度，所述长度大于所述散热柱的结合到所述谐振部的表面沿着垂直于所述体声波谐振器的所述厚度方向的方向的长度。
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