CN114978089B - 一种谐振器及其制备方法、滤波器 - Google Patents
一种谐振器及其制备方法、滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114978089B CN114978089B CN202210555468.1A CN202210555468A CN114978089B CN 114978089 B CN114978089 B CN 114978089B CN 202210555468 A CN202210555468 A CN 202210555468A CN 114978089 B CN114978089 B CN 114978089B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- interdigital
- piezoelectric layer
- electrodes
- interdigital electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02015—Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02047—Treatment of substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02062—Details relating to the vibration mode
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/564—Monolithic crystal filters implemented with thin-film techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/58—Multiple crystal filters
- H03H9/582—Multiple crystal filters implemented with thin-film techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/023—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
本申请公开了一种谐振器及其制备方法、滤波器，涉及无线通讯技术领域。本申请的谐振器，包括衬底以及设置于衬底上的压电层，压电层上设置有第一叉指电极，第一叉指电极的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，压电层内平行于第一叉指电极层叠设置有多个第二叉指电极，第二叉指电极与第一叉指电极在衬底上的投影重叠或部分重叠，多个第二叉指电极的正极分别与第一叉指电极的正极连接，多个第二叉指电极的负极分别与第一叉指电极的负极连接。本申请提供的谐振器及其制备方法、滤波器，能够提高谐振器的机电耦合系数。
Description
技术领域
本申请涉及无线通讯技术领域，具体而言，涉及一种谐振器及其制备方法、滤波器。
背景技术
无线和移动通信系统的迅猛发展，推动着组件性能和系统集成技术的快速创新。为了获得更快的信号处理和减少集成的复杂性,小型化和微机电系统滤波器成为了新一代的核心器件,因此高性能的微机电系统滤波器作为先进的无线通信系统射频前端的基础组件具有很高的需求。
滤波器由谐振器组成，其中，薄膜体声波谐振器因其高Q值、体积小、可集成化等特点而引起了很多研究关注，并且随着移动通信技术的飞速发展，薄膜体声波谐振器不仅在射频前端中得到大量应用，也在传感器检测应用中表现出很大的潜力。薄膜体声波器件的激励方式主要分为两种，一种是采用厚度场激励模式，两个电极分别在压电基片的两面，电场沿着基片的厚度方向；另一种是采用横向场激励模式，两个电极在压电基片的同一面。在实际应用中，这两种激励模式都会引起压电基片体内的质点产生厚度剪切振动，它产生的声波在基片内传播，属于体声波。
就薄膜体声波谐振器本身而言，最关键的性能为机电耦合系数和品质因子(Q值)。谐振器的机电耦合系数决定了滤波器的带宽，品质因子直接影响带内插损和滤波器裙边的陡峭性。同时对于5G射频前端的多频段需求，采用可调滤波器来实现多频段的切换，而制作可调滤波器的前提是实现高频、大机电耦合系数、高q值的谐振器。随着当前5G手机的发展，对谐振器提出了更大带宽即更高机电耦合系数的要求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种谐振器及其制备方法、滤波器，能够提高谐振器的机电耦合系数。
本申请的实施例一方面提供了一种谐振器，包括衬底以及设置于衬底上的压电层，压电层上设置有第一叉指电极，第一叉指电极的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，压电层内平行于第一叉指电极层叠设置有多个第二叉指电极，第二叉指电极与第一叉指电极在衬底上的投影重叠或部分重叠，多个第二叉指电极的正极分别与第一叉指电极的正极连接，多个第二叉指电极的负极分别与第一叉指电极的负极连接。
作为一种可实施的方式，压电层上还罩设有反射罩，反射罩至少罩设第一叉指电极的上表面。
作为一种可实施的方式，第一叉指电极沿第一方向的两端分别设置反射栅，反射栅包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接。
作为一种可实施的方式，反射栅沿谐振器层叠方向的高度大于第一叉指电极沿谐振器层叠方向的高度。
本申请的实施例另一方面提供了一种滤波器，包括上述谐振器。
本申请的实施例再一方面提供了一种谐振器的制备方法，包括：提供衬底；在衬底上形成压电层，压电层内平行于压电层上表面层叠设置有多个第二叉指电极，第二叉指电极的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸；在压电层上沉积形成第一叉指电极和反射栅，第一叉指电极与第二叉指电极在衬底上的投影重叠或部分重叠，反射栅位于第一叉指电极沿第一方向的两端，反射栅包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接；在压电层上形成反射罩，反射罩至少罩设第一叉指电极和反射栅的上表面。
作为一种可实施的方式，在衬底上形成压电层，压电层内平行于压电层上表面层叠设置有多个第二叉指电极，第二叉指电极的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸包括：在衬底上依次沉积第一层第二叉指电极和第一压电子层，第一压电子层包裹第一层第二叉指电极；对第一压电子层的上表面磨平处理；在磨平后的第一压电子层上依次沉积第二层第二叉指电极和第二压电子层，第二压电子层包裹第二叉指电极；第一压电子层和第二压电子层形成压电层。
作为一种可实施的方式，在压电层上沉积形成第一叉指电极和反射栅，第一叉指电极与第二叉指电极在衬底上的投影重叠，反射栅位于第一叉指电极沿第一方向的两端，反射栅包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接包括：在压电层上沉积金属材料并刻蚀形成第一叉指电极和第一栅金属，第一栅金属位于第一叉指电极的沿第一方向的两端；在第一栅金属上沉积第二栅金属，第一栅金属与第二栅金属形成反射栅。
作为一种可实施的方式，在第一栅金属上沉积第二栅金属，第一栅金属与第二栅金属形成反射栅之后，谐振器制备方法还包括：刻蚀压电层形成多个连接孔，其中，多个连接孔的一端与第一叉指电极的正极或负极连接，另一端分别与多个第二叉指电极的正极或负极对应连接；在连接孔内沉积金属连接第二叉指电极的正极和第一叉指电极的正极，或连接第二叉指电极的负极和第二叉指电极的负极。
作为一种可实施的方式，在压电层上形成反射罩，反射罩至少罩设第一叉指电极和反射栅的上表面包括：在第一叉指电极和压电层上沉积牺牲层材料形成牺牲层；在牺牲层上沉积金属材料形成反射层，反射层包围牺牲层；刻蚀反射层形成释放孔，并将牺牲层材料由释放孔释放形成反射罩。
本申请实施例的有益效果包括：
本申请实施例提供的谐振器，包括衬底以及设置于衬底上的压电层，压电层上设置有第一叉指电极，第一叉指电极的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，压电层内平行于第一叉指电极层叠设置有多个第二叉指电极，第二叉指电极与第一叉指电极在衬底上的投影重叠或部分重叠，多个第二叉指电极的正极分别与第一叉指电极的正极连接，多个第二叉指电极的负极分别与第一叉指电极的负极连接，在谐振器工作时，第一叉指电极的正极接入电源信号的正极，第一叉指电极的接入电源信号的负极或接地信号，第二叉指电极的正极和第一叉指电极的正极连接，使得第一叉指的正极和第二叉指电极的正极同时接入电源信号的正极，第二叉指电极的负极和第一叉指电极的负极连接，使得第一叉指电极的负极和第二叉指电极的负极同时接入电源信号的负极或接地信号，由于第一叉指电极和第二叉指电极的正极和负极之间的电压差，进而激发压电层上的沿第一方向传播的声表面波，实现谐振。声表面波在压电层中传播过程中，多层第二叉指电极的设置，使得谐振器的叉指电极的声阻抗增大，谐振器的机电耦合系数与叉指电极的声阻抗成正比，从而增大谐振器的机电耦合系数，另外，多层第二叉指电极的设置能够提高反射声波的效率，降低声波的泄露，提高机电耦合系数。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种谐振器的结构示意图之一；
图2为图1沿B-B的截面图；
图3为本申请实施例提供的一种谐振器制备方法的流程图之一；
图4为本申请实施例提供的一种谐振器制备方法的流程图之二；
图5为本申请实施例提供的一种谐振器制备方法的流程图之三；
图6为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之一；
图7为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之二；
图8为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之三；
图9为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之四；
图10为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之五；
图11本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之六；
图12为本申请实施例提供的一种谐振器的状态图之七；
图13为本申请实施例提供的谐振器的性能模拟对比图。
图标：100-谐振器；110-衬底；120-压电层；121-压电子层；130-第一叉指电极；140-第二叉指电极；150-反射罩；160-反射栅；161-第一栅金属；162-第二栅金属；170-牺牲层；180-连接孔；190-释放孔。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
随着5G通信的发展，对处理速度更快的微机电系统滤波器提出了更高的要求，滤波器由谐振器组成，谐振器的机电耦合系数决定了滤波器的带宽，因此，对谐振器的机电耦合系数提出了更高的要求。
本申请实施例提供了一种谐振器100，如图1、图2所示，包括衬底110以及设置于衬底110上的压电层120，压电层120上设置有第一叉指电极130，第一叉指电极130的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，压电层120内平行于第一叉指电极130层叠设置有多个第二叉指电极140，第二叉指电极140与第一叉指电极130在衬底110上的投影重叠或部分重叠，多个第二叉指电极140的正极分别与第一叉指电极130的正极连接，多个第二叉指电极140的负极分别与第一叉指电极130的负极连接。
压电层120采用具有压电效应的材料组成，压电材料在电场的作用下产生振动，当第一叉指电极130的正极和电源信号的正极连接时，负极与电源信号的负极或接地信号连接时，使得第一叉指电极130的正极和负极之间产生电压差，形成电场，压电层120由于压电效应在电场的作用下振动。
第一叉指电极130包括间隔设置的正电极条和负电极条，正电极条的同侧端通过正极汇流条连接，负电极条的另一端通过负电极汇流条连接，正极汇流条与电源信号的正极连接，负极汇流条与电源信号的负极或接地信号连接，对应的，第二叉指电极140也包括间隔设置的正电极条和负电极条、以及正极汇流条和负极汇流条。为了使得压电层120能够在电场的作用下振动，第一叉指电极130的正电极条需要与第二叉指电极140的正电极条在衬底110上的投影重叠或部分重叠，第一叉指电极130的负电极条需要与第二叉指电极140的负电极条在衬底110上的投影重叠或部分重叠。
本申请实施例提供的谐振器100工作时，第一叉指电极130的正极接入电源信号的正极，第一叉指电极130的接入电源信号的负极或接地信号，第二叉指电极140的正极和第一叉指电极130的正极连接，使得第一叉指的正极和第二叉指电极140的正极同时接入电源信号的正极，第二叉指电极140的负极和第一叉指电极130的负极连接，使得第一叉指电极130的负极和第二叉指电极140的负极同时接入电源信号的负极或接地信号，由于第一叉指电极130和第二叉指电极140的正极和负极之间的电压差，进而激发压电层120上的沿第一方向传播的声表面波，实现谐振。声表面波在压电层120中传播过程中，多层第二叉指电极140的设置，使得谐振器100的叉指电极的声阻抗增大，谐振器100的机电耦合系数与叉指电极的声阻抗成正比，从而增大谐振器100的机电耦合系数，另外，多层第二叉指电极140的设置能够提高反射声波的效率，降低声波的泄露，提高机电耦合系数。
如图13所示，图13为未设置第二叉指电极140的谐振器100与本申请实施例提供的设置第二叉指电极140的谐振器的性能曲线图，由图可以看出，本申请提供的谐振器的峰值明显高于未设置第二叉指电极140的谐振器,也就代表本申请的Q值越大，根据模拟数据计算，本申请实施例提供的谐振器的串联谐振频率下的品质因子Qs＝4331，并联谐振频率下的品质因子Qp＝3986，而未设置第二叉指电极140的谐振器的串联谐振频率下的品质因子Qs＝3764，并联谐振频率下的品质因子Qp＝3684，由此可以看出，本申请实施例提供的谐振器的品质因子大于未设置第二叉指电极的谐振器的品质因子。另外，根据模拟数据计算，本申请实施例提供的谐振器的机电耦合系数K＝0.2464％，而未设置第二叉指电极140的谐振器的机电耦合系数K＝0.0558％，明显高于未设置第二叉指电极的谐振器的机电耦合系数。
可选的，如图2所示，压电层120上还罩设有反射罩150，反射罩150至少罩设第一叉指电极130的上表面。
谐振器100工作时，产生的声表面波在压电层120中传播过程中，既有沿着表面方向的横向波分量、也有沿着压电层120厚度方向的纵向波分量，当纵向波由压电层120的上表面时经空气反射回压电层120中继续传播，但是，空气对纵向波的反射并不完全，使得部分纵向波泄露至空气中，本申请实施例在压电层120上还罩设有反射罩150，反射罩150至少罩设第一叉指电极130的上表面，当纵向波经由空气反射后，泄露的部分纵向波继续向上传播，直到遇到反射罩150，反射罩150能够使得纵向波反射，抑制了纵向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
需要说明的是，为了更清楚的展示谐振器100上表面的具体结构，图1为拆除反射罩150的谐振器100的结构示意图，在实际应用中，反射罩150是罩设在压电层120上，且至少罩设第一叉指电极130的上表面。
本申请实施例的一种可实现的方式中，如图1、图2所示，第一叉指电极130沿第一方向的两端分别设置反射栅160，反射栅160包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接。
由上述可知，谐振器100工作时，产生的声表面波在压电层120中传播过程中，既有沿着表面方向的横向波分量、也有沿着压电层120厚度方向的纵向波分量，由于第一叉指电极130的正电极条与电源信号的正极连接，负电极条与电源信号的负极或接地信号连接，在正电极条和负电极条之间形成电场，从而引起压电层120的波动，所以横向波沿着电极条排列方向传播，当横向波沿着压电层120传播至压电层120边缘时，存在由压电层120边缘泄露的情况，为了减少横向波在压电层120边缘的泄露，在第一叉指电极130沿第一方向的两端分别设置反射栅160，反射栅160包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接，反射栅160的栅条能够反射横向波，使得横向波反向后继续传播，抑制横向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
需要说明的是，为了提高反射栅160的反射效率，将反射栅160设置于反射罩150罩设的区域内，避免了反射罩150的侧壁影响反射栅160的反射效率，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
可选的，反射栅160沿谐振器100层叠方向的高度大于第一叉指电极130沿谐振器100层叠方向的高度。
为了进一步提高反射栅160对横向波传播的抑制，本申请实施例将反射栅160沿谐振器100层叠方向的高度大于第一叉指电极130沿谐振器100层叠方向的高度，使得反射栅160的高度较高，从而加强了反射栅160的栅条对横向波的反射，抑制横向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
本申请实施例还公开了一种滤波器，包括如上任意一项的谐振器100。该滤波器包含与前述实施例中的谐振器100相同的结构和有益效果。谐振器100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
本申请实施例还公开了一种谐振器100的制备方法，如图3所示，包括：
S110:提供衬底110；
S120:如图7所示，在衬底110上形成压电层120，压电层120内平行于压电层120上表面层叠设置有多个第二叉指电极140，第二叉指电极140的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸；
多层第二叉指电极140的设置，使得谐振器100的叉指电极的声阻抗增大，谐振器100的机电耦合系数与叉指电极的声阻抗成正比，从而增大谐振器100的机电耦合系数，另外，多层第二叉指电极140的设置能够提高反射声波的效率，降低声波的泄露，提高机电耦合系数。
S130:如图9所示，在压电层120上沉积形成第一叉指电极130和反射栅160，第一叉指电极130与第二叉指电极140在衬底110上的投影重叠或部分重叠，反射栅160位于第一叉指电极130沿第一方向的两端，反射栅160包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接；
反射栅160包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接，反射栅160的栅条能够反射横向波，使得横向波反向后继续传播，抑制横向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
S140:如图12所示，在压电层120上形成反射罩150，反射罩150至少罩设第一叉指电极130和反射栅160的上表面。
在压电层120上还罩设有反射罩150，当纵向波经由空气反射后，泄露的部分纵向波继续向上传播，直到遇到反射罩150，反射罩150能够使得纵向波反射，抑制了纵向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
可选的，如图4所示，在衬底110上形成压电层120，压电层120内平行于压电层120上表面层叠设置有多个第二叉指电极140，第二叉指电极140的电极条沿第一方向排列，电极条沿第二方向延伸包括：
S121:如图6所示，在衬底110上依次沉积第一层第二叉指电极140和第一压电子层121，第一压电子层121包裹第一层第二叉指电极140；
可以理解的是，第一层第二叉指电极140的形成过程为：在衬底110上沉积金属材料形成金属层，采用掩膜版刻蚀金属层形成第一层第二叉指电极140。其中刻蚀的具体方式本申请实施例不做具体限制，可以是干法刻蚀、湿法刻蚀。本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。
第一层第二叉指电极140成型后，在第一层第二叉指电极140和未被第一层第二叉指电极140覆盖的压电层120上制备第一压电子层121，第一压电子层121采用气相沉积的方法进行，可以是物理气相沉积，也可以是化学气相沉积。
需要说明的是，第一层第二叉指电极140可以直接沉积在衬底110上，也可以预先在衬底110上铺设一层压电子层121后，第一层第二叉指电极140沉积在压电子层121上。
S122:对第一压电子层121的上表面磨平处理；
由于第一压电子层121采用气相沉积的方法制备，沉积的薄膜厚度相同，而由于第一层第二叉指电极140厚度的影响，使得第一压电子层121在第一层第二叉指电极140上凸出，为了使得第一压电子层121的上表面平整，以便第二层第二叉指电极140的制备，在沉积第二层第二叉指电极140之前，对第一压电子层121的上表面磨平处理。
S123:如图7所示，在磨平后的第一压电子层121上依次沉积第二层第二叉指电极140和第二压电子层121，第二压电子层121包裹第二叉指电极140；
第二层第二叉指电极140与第一层第二叉指电极140的制备方式及处理相同，第二压电子层121和第一压电子层121的制备方式及处理相同，再次不做赘述。
需要说明的是，第一层第二叉指电极140在衬底110上的投影与第二层第二叉指电极140在衬底110上的投影重叠，以使位于第二叉指电极140的电极条之间的压电层120振动。
还需要说明的是，第一层第二叉指电极140和第二层第二叉指电极140的厚度不做限制，可以相同设置，也可以不同设置；第一压电子层121的厚度和第二压电子层121可以相同，也可以不同，只要第一压电子层121能够包裹第一层第二叉指电极140，第二压电子层121能够包裹第二层第二叉指电极140即可。
S124:第一压电子层121和第二压电子层121形成压电层120。
第一压电子层121和第二压电子层121的材料相同，使得第一压电子层121和第二压电子层121连接形成压电层120。
需要说明的是，本申请实施例的第一压电子层121和第二压电子层121只是压电子层121个数的列举，并不是对压电子层121个数的限制，示例的，压电子层121的个数可以是三层、四层、五层甚至更多，对应的第二叉指电极140可以是三层第二叉指电极140、四层第二叉指电极140和四层第二叉指电极140。
本申请实施例的一种可实现的方式中，如图5所示，在压电层120上沉积形成第一叉指电极130和反射栅160，第一叉指电极130与第二叉指电极140在衬底110上的投影重叠，反射栅160位于第一叉指电极130沿第一方向的两端，反射栅160包括多个与电极条平行的栅条，多个栅条的同侧端分别连接包括：
S131:如图8所示，在压电层120上沉积金属材料并刻蚀形成第一叉指电极130和第一栅金属161，第一栅金属161位于第一叉指电极130的沿第一方向的两端；
首先在压电层120上沉积金属材料，采用掩膜版光刻形成第一叉指电极130和第一栅金属161，其中，掩膜版与第一叉指电极130和反射栅160对应。因为第一叉指电极130和第一栅金属161位于压电层120上的不同位置，为了减少压电层120上沉积金属材料的次数，可以采用一次沉积，并刻蚀形成第一叉指电极130和第一栅金属161。但是，也可以采用两次沉积并刻蚀分别形成第一叉指电极130和第一栅金属161。
S132:如图9所示，在第一栅金属161上沉积第二栅金属162，第一栅金属161与第二栅金属162形成反射栅160。
在第一栅金属161上沉积第二栅金属162时，首先在沉积有第一叉指电极130和第一栅金属161的压电层120上沉积金属材料，采用掩膜版光刻形成第二栅金属162，掩膜版与反射栅160对应。
第二栅金属162的沉积能够增加反射栅160的高度，使得反射栅160的高度较高，从而加强了反射栅160的栅条对横向波的反射，抑制横向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
可选的，如图5所示，在第一栅金属161上沉积第二栅金属162，第一栅金属161与第二栅金属162形成反射栅160之后，谐振器100制备方法还包括：
S133:如图10所示，刻蚀压电层120形成多个连接孔180，其中，多个连接孔180的一端与第一叉指电极130的正极或负极连接，另一端分别与多个第二叉指电极140的正极或负极对应连接；
第二叉指电极140位于压电层120内部，为了使得第二叉指电极140的正极和负极能够与电源信号连接，需要将第二叉指电极140的正极和负极分别引出至压电层120表面，与第一叉指电极130的正极和负极连接。在压电层120上刻蚀连接孔180，连接孔180的一端与第一叉指电极130的正极连接，另一端与一个第二叉指电极140的正极连接，依次类推，N个第二叉指电极140的正极需要N个连接孔180分别与第一叉指电极130的正极连接，另外，第二叉指电极140的正极需要与第一叉指电极130的正极连接，N个第二叉指电极140的负极需要N个连接孔180分别与第一叉指电极130的负极连接，所以，N个第二叉指电极140对应2N个连接孔180。
另外，为了更清楚的显示连接孔180的位置及结构，图10为图1中沿A-A的截面示意图。
S134:如图10所示，在连接孔180内沉积金属连接第二叉指电极140的正极和第一叉指电极130的正极，或连接第二叉指电极140的负极和第二叉指电极140的负极。
连接孔180内沉积金属使得连接孔180的两端第一叉指电极130的正极与第二叉指电极140的正极连接，第一叉指电极130的负极与第二叉指电极140的负极连接。
本申请实施例的一种可实现的方式中，在压电层120上形成反射罩150，反射罩150至少罩设第一叉指电极130和反射栅160的上表面包括：
S141:如图11所示，在第一叉指电极130和压电层120上沉积牺牲层170材料形成牺牲层170；
牺牲层170的设置为了形成反射罩150，反射罩150需要与压电层120连接并形成一定的空间，所以牺牲层170的面积应当小于压电层120的面积，使得反射层可以沿着牺牲层170的外侧壁与压电层120接触。
S142:如图11所示，在牺牲层170上沉积金属材料形成反射层，反射层包围牺牲层170；
S143:如图12所示，刻蚀反射层形成释放孔190，并将牺牲层170材料由释放孔190释放形成反射罩150。
在压电层120上还罩设有反射罩150，当纵向波经由空气反射后，泄露的部分纵向波继续向上传播，直到遇到反射罩150，反射罩150能够使得纵向波反射，抑制了纵向波的泄露，减少能量的损耗，从而提高谐振器100的Q值。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种谐振器，其特征在于，包括衬底以及设置于所述衬底上的压电层，所述压电层上设置有第一叉指电极，所述第一叉指电极的电极条沿第一方向排列，所述电极条沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述压电层内平行于所述第一叉指电极层叠设置有多个第二叉指电极，所述第二叉指电极与所述第一叉指电极在所述衬底上的投影重叠或部分重叠，多个所述第二叉指电极的正极分别与所述第一叉指电极的正极连接，多个所述第二叉指电极的负极分别与所述第一叉指电极的负极连接;
所述压电层上还罩设有反射罩，所述反射罩至少罩设所述第一叉指电极的上表面；
所述第一叉指电极沿所述第一方向的两端分别设置反射栅，所述反射栅包括多个与所述电极条平行的栅条，多个所述栅条的同侧端分别连接；
所述反射栅沿所述谐振器层叠方向的高度大于所述第一叉指电极沿所述谐振器层叠方向的高度。
2.一种滤波器，其特征在于，包括权利要求1所述的谐振器。
3.一种谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成压电层，所述压电层内平行于所述压电层上表面层叠设置有多个第二叉指电极，所述第二叉指电极的电极条沿第一方向排列，所述电极条沿第二方向延伸；
在所述压电层上沉积形成第一叉指电极和反射栅,所述第一叉指电极与所述第二叉指电极在所述衬底上的投影重叠或部分重叠，所述反射栅位于所述第一叉指电极沿所述第一方向的两端，所述反射栅包括多个与所述电极条平行的栅条，多个所述栅条的同侧端分别连接；
在所述压电层上形成反射罩，所述反射罩至少罩设所述第一叉指电极和所述反射栅的上表面。
4.根据权利要求3所述的谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成压电层，所述压电层内平行于所述压电层上表面层叠设置有多个第二叉指电极，所述第二叉指电极的电极条沿第一方向排列，所述电极条沿第二方向延伸包括：
在所述衬底上依次沉积第一层第二叉指电极和第一压电子层，所述第一压电子层包裹所述第一层第二叉指电极；
对所述第一压电子层的上表面磨平处理；
在磨平后的所述第一压电子层上依次沉积第二层第二叉指电极和第二压电子层，所述第二压电子层包裹第二层第二叉指电极；
所述第一压电子层和所述第二压电子层形成所述压电层。
5.根据权利要求3所述的谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述压电层上沉积形成第一叉指电极和反射栅,所述第一叉指电极与所述第二叉指电极在所述衬底上的投影重叠，所述反射栅位于所述第一叉指电极沿所述第一方向的两端，所述反射栅包括多个与所述电极条平行的栅条，多个所述栅条的同侧端分别连接包括：
在所述压电层上沉积金属材料并刻蚀形成第一叉指电极和第一栅金属，所述第一栅金属位于所述第一叉指电极的沿第一方向的两端；
在所述第一栅金属上沉积第二栅金属，所述第一栅金属与所述第二栅金属形成所述反射栅。
6.根据权利要求5所述的谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述第一栅金属上沉积第二栅金属，所述第一栅金属与所述第二栅金属形成所述反射栅之后，所述方法还包括：
刻蚀所述压电层形成多个连接孔，其中，多个所述连接孔的一端与所述第一叉指电极的正极或负极连接，另一端分别与多个所述第二叉指电极的正极或负极对应连接；
在所述连接孔内沉积金属连接所述第二叉指电极的正极和所述第一叉指电极的正极，或连接所述第二叉指电极的负极和所述第一叉指电极的负极。
7.根据权利要求3所述的谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述压电层上形成反射罩，所述反射罩至少罩设所述第一叉指电极和所述反射栅的上表面包括：
在所述第一叉指电极和所述压电层上沉积牺牲层材料形成牺牲层；
在所述牺牲层上沉积金属材料形成反射层，所述反射层包围所述牺牲层；
刻蚀所述反射层形成释放孔，并将所述牺牲层材料由所述释放孔释放形成反射罩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210555468.1A CN114978089B (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种谐振器及其制备方法、滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210555468.1A CN114978089B (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种谐振器及其制备方法、滤波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114978089A CN114978089A (zh) | 2022-08-30 |
| CN114978089B true CN114978089B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=82985535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210555468.1A Active CN114978089B (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种谐振器及其制备方法、滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114978089B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112968687A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-15 | 浙江大学 | 一种高品质因数声表面波谐振器 |
| CN113783547A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种谐振器 |
| CN113810014A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 武汉敏声新技术有限公司 | 叉指型体声波谐振器及滤波器 |
| CN114094975A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-02-25 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 一种体声波谐振器及其制造方法 |
| CN114124024A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 一种体声波谐振器及其制造方法 |
| WO2022087825A1 (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | 华为技术有限公司 | 谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备 |
| WO2022094743A1 (zh) * | 2020-11-03 | 2022-05-12 | 华为技术有限公司 | 谐振器、滤波器及电子设备 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019095640A1 (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-23 | 安徽云塔电子科技有限公司 | 压电谐振器和压电谐振器的制备方法 |
-
2022
- 2022-05-20 CN CN202210555468.1A patent/CN114978089B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022087825A1 (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | 华为技术有限公司 | 谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备 |
| WO2022094743A1 (zh) * | 2020-11-03 | 2022-05-12 | 华为技术有限公司 | 谐振器、滤波器及电子设备 |
| CN112968687A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-15 | 浙江大学 | 一种高品质因数声表面波谐振器 |
| CN113783547A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种谐振器 |
| CN113810014A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 武汉敏声新技术有限公司 | 叉指型体声波谐振器及滤波器 |
| CN114094975A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-02-25 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 一种体声波谐振器及其制造方法 |
| CN114124024A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 | 一种体声波谐振器及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114978089A (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110324022B (zh) | 谐振器及其制备方法 | |
| KR100906551B1 (ko) | 래더형 필터의 제조 방법 | |
| US6496085B2 (en) | Solidly mounted multi-resonator bulk acoustic wave filter with a patterned acoustic mirror | |
| EP1196990B1 (en) | Resonator structure and a filter comprising such a resonator structure | |
| US8631547B2 (en) | Method of isolation for acoustic resonator device | |
| JP6371518B2 (ja) | 圧電薄膜共振器およびその製造方法、フィルタ並びにデュプレクサ | |
| CN113328723B (zh) | 一种弹性波谐振器及其制备方法 | |
| JP2018182463A (ja) | 圧電薄膜共振器、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| CN113381724B (zh) | 体声波谐振器及其制备方法 | |
| JP2005260964A (ja) | バルク弾性波フィルタおよび不要な側波通過帯域を除去する方法 | |
| EP1748557A2 (en) | Integrated filter including FBAR and SAW resonator and fabrication method therefor | |
| CN111884617A (zh) | 谐振器及其制备方法 | |
| CN113541636B (zh) | 一种声波谐振器及其制备方法 | |
| JP2008236556A (ja) | 薄膜バルク波共振器 | |
| CN114978089B (zh) | 一种谐振器及其制备方法、滤波器 | |
| CN115037263A (zh) | 一种横向激励的薄膜体声波谐振器及滤波器 | |
| JPH11340775A (ja) | 圧電振動子 | |
| JP2005057707A (ja) | 薄膜バルク音響共振子およびマイクロ電気機械システムデバイス | |
| Rosén et al. | Suppression of spurious lateral modes in thickness-excited FBAR resonators | |
| CN112260659A (zh) | 一种高q值薄膜体声波谐振器及其制备方法 | |
| CN215934828U (zh) | 一种具有空气隙的baw谐振器 | |
| CN116111966B (zh) | 一种滤波器、体声波谐振器结构及其制作方法 | |
| CN116054775B (zh) | 一种声波器件的制备方法及声波器件 | |
| CN117728787A (zh) | 一种体声波谐振器及其制备方法 | |
| KR100562544B1 (ko) | 에어 포켓 타입 공진기 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |