CN114978090A - 体声波滤波器、通信器件及体声波滤波器的制备方法 - Google Patents
体声波滤波器、通信器件及体声波滤波器的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种体声波滤波器、通信器件及体声波滤波器的制备方法。该体声波滤波器包括：第一衬底；位于第一衬底上的沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构；第一体声波谐振器和第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；第一体声波谐振器和第二体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极和顶电极中的至少一个；第一体声波谐振器和第二体声波谐振器位于第一衬底的同一表面。本发明实施例提供的技术方案，规避了体声波谐振器间的耦合寄生效应，提升了体声波滤波器的带外抑制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种体声波滤波器、通信器件及体声波滤波器的制备方法。
背景技术
体声波谐振器组包括若干体声波谐振器，可以构成体声波滤波器，由于其工作频率高、功耗低、品质因数高等特点，目前已成为通信器件领域重要的器件被广泛应用。
带外抑制是体声波滤波器重要的性能指标之一。现如今版图中的两体声波谐振器间的耦合寄生效应会对体声波滤波器的带外抑制起到负面的作用，例如带外零点的退化等。
因此，需要规避体声波谐振器间的耦合寄生效应来提升体声波滤波器的带外抑制。
发明内容
本发明提供了一种体声波滤波器、通信器件及体声波滤波器的制备方法，以规避体声波谐振器间的耦合寄生效应来提升体声波滤波器的带外抑制。
根据本发明的一方面，提供了一种体声波滤波器，包括：第一衬底；
位于所述第一衬底上的沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，所述第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器位于所述第一衬底的第一表面。
可选地，所述第二体声波谐振器位于第一衬底上；
所述第一体声波谐振器位于第一衬底上的第一容纳凹槽。
可选地，所述第一体声波谐振器位于第一衬底上的第二容纳凹槽；
所述第二体声波谐振器位于第一衬底上的第三容纳凹槽；
所述第三容纳凹槽的深度小于所述第二容纳凹槽的深度。
可选地，所述第一体声波谐振器的顶电极的上表面低于所述第二体声波谐振器的底电极的下表面。
可选地，所述第一体声波谐振器的压电层和所述第二体声波谐振器的底电极在竖直平面的正投影有交叠；
所述第一体声波谐振器的顶电极和所述第二体声波谐振器的压电层在竖直平面的正投影有交叠；
所述第二体声波谐振器的顶电极与所述第一体声波谐振器的顶电极在竖直平面的正投影无交叠；
所述第二体声波谐振器的底电极与所述第一体声波谐振器的底电极和顶电极在竖直平面的正投影无交叠。
可选地，还包括与所述第一衬底堆叠设置的第二衬底，所述第二衬底远离所述第一衬底的表面设置有第三体声波谐振器。
可选地，还包括与所述第一衬底堆叠设置的第三衬底，所述第三衬底靠近所述第一衬底的表面设置有第四体声波谐振器。
可选地，所述第一体声波谐振器与所述第四体声波谐振器在水平面的正投影重合。
可选地，所述第三衬底靠近所述第一衬底的表面设有与所述第四体声波谐振器沿水平面相邻设置的第五体声波谐振器，所述第五体声波谐振器和所述第四体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；所述第四体声波谐振器和所述第五体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
可选地，所述第一体声波谐振器与所述第四体声波谐振器在水平面的正投影重合，所述第二体声波谐振器与所述第五体声波谐振器在水平面的正投影重合。
可选地，所述第一衬底与第三衬底之间的距离大于位于所述衬底之上的任意一个体声波谐振器的高度，小于水平面的正投影重合的两个体声波谐振器的高度之和。
可选地，位于不同衬底且水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
可选地，还包括电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层位于所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种通信器件，包括本发明实施例任一所述的体声波滤波器；
所述通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
根据本发明的另一方面，提供了一种体声波滤波器的制备方法，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器；
其中，所述第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器位于所述第一衬底的第一表面。
可选地，在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
在所述第一衬底上形成第一容纳凹槽；
在所述第一容纳凹槽内形成所述第一体声波谐振器；
在所述衬底上形成所述第二体声波谐振器。
可选，在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
在所述衬底上形成第二容纳凹槽和第三容纳凹槽，其中，所述第三容纳凹槽的深度小于所述第二容纳凹槽的深度；
在所述第二容纳凹槽内形成所述第一体声波谐振器；
在所述第三容纳凹槽内形成所述第二体声波谐振器。
本实施例提供的体声波滤波器，通过设置第一衬底沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠，且水平方向相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免在第一衬底同一表面的水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据本发明实施例提供的一种体声波滤波器的结构示意图；
图2是根据本发明实施例提供的另一种体声波滤波器的结构示意图；
图3是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图；
图4是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图；
图5是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图；
图6是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图；
图7是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图；
图8是根据本发明实施例提供的一种体声波滤波器的制备方法的流程图；
图9是图8中S120包括的制备方法的流程图；
图10-图16是根据本发明实施例提供的一种体声波滤波器的制备方法各步骤对应的结构示意图；
图17是图8中S120包括的另一种制备方法的流程图；
图18是S120包括的另一种制备方法的流程图各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或器的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或器，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或器。
为了规避体声波谐振器之间的耦合寄生效应来提升体声波滤波器的带外抑制，本发明实施例提供了如下技术方案：
图1是根据本发明实施例提供的一种体声波滤波器的结构示意图。参见图1，该体声波滤波器包括：第一衬底10a；位于第一衬底10a上的水平方向相邻设置的第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002包括底电极20、压电层21和顶电极22的叠层结构；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002在水平面的正投影无交叠；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极20和顶电极22中的至少一个，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002位于第一衬底10a的同一表面。示例性的，第一衬底10a包括相对设置的第一表面101和第二表面102。图1中，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002位于第一衬底10a的第一表面101。
在本发明实施例中，水平面为XOZ所确定的平面，竖直平面为YOZ所确定的平面。
图2是根据本发明实施例提供的另一种体声波滤波器的结构示意图。图3是根据本发明实施例提供的又一种体声波滤波器的结构示意图。示例性的，图1和图2中，位于第一衬底10a第一表面101的第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002在水平方向相邻设置。图3中第一衬底10a第一表面101设置有四个体声波谐振器，分别是第一体声波谐振器001、第二体声波谐振器002、第六体声波谐振器003和第七体声波谐振器004。其中，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002在水平方向相邻设置。第二体声波谐振器002和第六体声波谐振器003在水平方向相邻设置。第六体声波谐振器003和第七体声波谐振器004在水平方向相邻设置。
图1-图3示出的体声波滤波器的共性是：水平方向相邻设置的体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；且水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，可以避免水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容。
本实施例提供的体声波滤波器，通过设置第一衬底沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠，且水平方向相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免在第一衬底同一表面的水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
可选地，为了降低第一衬底10a对于声波的损耗，还可以在第一衬底10a的表面或者内部形成声反射结构。示例性的，在本实施例中，声反射结构为空腔结构11。需要说明的是，在其他实施例中，声反射结构还可以包括采用高低声阻抗层交替堆叠形成的布拉格反射层、第一衬底10a第二表面的凹槽或者第一衬底10a、底电极20以及位于第一衬底10a和底电极20之间的支撑结构围成的空腔结构。
关于水平方向相邻设置的两个体声波谐振器在第一衬底的具体位置，本发明实施例进一步提供了如下技术方案：
可选地，第二体声波谐振器位于第一衬底上；第一体声波谐振器位于第一衬底上的第一容纳凹槽。
示例性的，参见图1，第二体声波谐振器002位于第一衬底10a上；第一体声波谐振器001位于第一衬底10a上的第一容纳凹槽10A，可以保证第一容纳凹槽10A内的第一体声波谐振器001和第一衬底10a上的第二体声波谐振器002在水平面的正投影无交叠，且两者的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免水平方相邻设置的两个体声波谐振器例如是第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
可选地，第一体声波谐振器位于第一衬底上的第二容纳凹槽；第二体声波谐振器位于第一衬底上的第三容纳凹槽；第三容纳凹槽的深度小于第二容纳凹槽的深度。
示例性的，参见图2，第一体声波谐振器001位于第一衬底10a上的第二容纳凹槽10B；第二体声波谐振器002位于第一衬底10a上的第三容纳凹槽10C；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002位于不同的容纳凹槽，使得在两者在水平面的正投影无交叠。由于第三容纳凹槽10C的深度小于第二容纳凹槽10B的深度，可以通过设定第三容纳凹槽10C的深度与第二容纳凹槽10B的深度的差值，以保证第二容纳凹槽10B内的第一体声波谐振器001和第三容纳凹槽10C内的第二体声波谐振器002的电极在竖直平面的正投影无交叠。因此，上述技术方案可以避免水平方相邻设置的两个体声波谐振器例如是第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
在满足水平方向相邻两体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠的情况，水平方向相邻两体声波谐振器各膜层的对应关系可以包括以下两种情况。
可选地，第一体声波谐振器的顶电极的上表面低于第二体声波谐振器的底电极的下表面。
示例性的，参见图1和图2，第一体声波谐振器001的顶电极22的上表面低于第二体声波谐振器002的底电极20的下表面，以保证两者的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
可选地，第一体声波谐振器的压电层和第二体声波谐振器的底电极在竖直平面的正投影有交叠；第一体声波谐振器的顶电极和第二体声波谐振器的压电层在竖直平面的正投影有交叠；第二体声波谐振器的顶电极与第一体声波谐振器的顶电极中在竖直平面的正投影无交叠；第二体声波谐振器的底电极和顶电极与第一体声波谐振器的底电极中在竖直平面的正投影无交叠。
示例性的，参见图4，第一体声波谐振器001的压电层21和第二体声波谐振002器的底电极20在竖直平面的正投影有交叠；第一体声波谐振器001的顶电极22和第二体声波谐振器002的压电层21在竖直平面的正投影有交叠；第二体声波谐振器002的顶电极22与第一体声波谐振器001的顶电极22中在竖直平面的正投影无交叠；第二体声波谐振器002的底电极20与第一体声波谐振器001的底电极20和顶电极22中在竖直平面的正投影无交叠。上述技术方案一方面可以保证水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。上述技术方案另一方面可以减小第一容纳凹槽10A的深度，提高衬底10的机械支撑强度的结构稳定性。
可选地，还包括与第一衬底堆叠设置的第二衬底，第二衬底远离第一衬底的表面设置有第三体声波谐振器。
图5是根据本发明实施例提的又一种体声波滤波器的结构示意图。示例性的，参见图5，该体声波滤波器还包括与第一衬底10a堆叠设置的第二衬底10b，第二衬底10b远离第一衬底10a的表面设置有第三体声波谐振器005。可选地，参见图5，第二衬底10b远离第一衬底10a的表面还设置有与第三体声波谐振器005在水平方向相邻设置的第八体声波谐振器006。示例性的，第二衬底10b包括相对设置的第一表面101和第二表面102。需要说明的是，第三体声波谐振器005和第八体声波谐振器006位于第二衬底10b远离第一衬底10a的表面，两体声波谐振器包括底电极20、压电层21和顶电极22的叠层结构。第三体声波谐振器005和第八体声波谐振器006的电极在竖直平面的正投影无交叠，可以避免水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容。其中，电极包括底电极20和顶电极22中的至少一个。
具体的，体声波滤波器包括至少两个在竖直方向堆叠设置的衬底，随着衬底数量的增加，可以减少体声波滤波器水平方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。需要说明的是，当衬底的数量为至少两个时，可以在相邻衬底之间设置键合结构，用于密封连接不同的衬底。
可选地，还包括与第一衬底堆叠设置的第三衬底，第三衬底靠近第一衬底的表面设置有第四体声波谐振器。
图6是根据本发明实施例提的又一种体声波滤波器的结构示意图。图7是根据本发明实施例提的又一种体声波滤波器的结构示意图。示例性的，参见图6和图7，该体声波滤波器还包括与第一衬底10a堆叠设置的第三衬底10c，第三衬底10c靠近第一衬底10a的表面设置有第四体声波谐振器007。示例性的，第三衬底10c包括相对设置的第一表面101和第二表面102。
具体的，体声波滤波器包括至少两个在竖直方向堆叠设置的衬底，随着衬底数量的增加，可以减少体声波滤波器水平方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。且在上述技术方案的基础上，相邻两衬底相对的表面均设置有体声波谐振器，可以进一步提高体声波滤波器的集成度。
可选地，第一体声波谐振器与第四体声波谐振器在水平面的正投影重合。
示例性的，参见图6和图7，第一体声波谐振器001与第四体声波谐振器007在水平面的正投影重合。
具体的，相邻两衬底相对的表面均设置的体声波谐振器在水平面的正投影重合，且由于第一体声波谐振器内凹于第一衬底，可以减少体声波滤波器竖直方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。
可选地，第三衬底靠近第一衬底的表面设有与第四体声波谐振器沿水平面相邻设置的第五体声波谐振器，第五体声波谐振器和第四体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；第四体声波谐振器和第五体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
示例性的，参见图7，第三衬底10c靠近第一衬底10a的表面设置有与第四体声波谐振器007相邻设置的第五体声波谐振器008，第五体声波谐振器008与第四体声波谐振器007在水平面的正投影无交叠；第五体声波谐振器008与第四体声波谐振器007的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极20和顶电极22中的至少一个。
具体的，第一衬底沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，第三衬底靠近第一衬底的表面设有与第四体声波谐振器沿水方向相邻设置的第五体声波谐振器，且第一衬底与第三衬底上的水平方向两相邻的体声波谐振器在水平面的正投影无交叠，且水平方向相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免在第一衬底与第三衬底同一表面的水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。且随着衬底数量的增加，可以减少体声波滤波器水平方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。
可选地，第一体声波谐振器与第四体声波谐振器在水平面的正投影重合，第二体声波谐振器与第五体声波谐振器在水平面的正投影重合。
示例性的，参见图7，第一体声波谐振器001与第四体声波谐振器007在水平面的正投影重合。第二体声波谐振器002与第五体声波谐振器008在水平面的正投影重合。在水平表面的正投影重合的两个体声波谐振器至少有一个内凹于衬底，可以进一步减少体声波滤波器竖直方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。
可选地，第一衬底与第三衬底之间的距离大于位于衬底之上的任意一个体声波谐振器的高度，小于水平面的正投影重合的两个体声波谐振器的高度之和。
示例性的，参见图7，第一衬底10a和第三衬底10c之间的距离大于第一衬底10a和第三衬底10c上的任意一个体声波谐振器的高度，可以避免第一衬底10a的第二体声波谐振器002和第三衬底10c的第五体声波谐振器008相接触，可以避免第一衬底10a的第一体声波谐振器001和第三衬底10c的第四体声波谐振器007相接触。由于在水平面的正投影重合的两个体声波谐振器至少有一个内凹于衬底，第一衬底10a和第三衬底10c之间的距离小于水平面的正投影重合的第一体声波谐振器001和第四体声波谐振器007的高度之和，第一衬底10a和第三衬底10c之间的距离小于水平面的正投影重合的第二体声波谐振器002和第五体声波谐振器008的高度之和，可以进一步减少体声波滤波器竖直方向的尺寸，从而有助于形成小型化的体声波滤波器。
可选地，位于不同衬底且水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
示例性的，图7中第一衬底10a上的第二体声波谐振器002的压电层和第二衬底10b的第四体声波谐振器007的顶电极在竖直平面的正投影交叠，第一衬底10a之上的第二体声波谐振器002的顶电极和第二衬底10b的第四体声波谐振器007的压电层在竖直平面的正投影交叠，可以避免位于不同衬底且水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
可选地，还包括电磁屏蔽层，电磁屏蔽层位于第一体声波谐振器和第二体声波谐振器之间。
示例性的，参见图4，电磁屏蔽层30位于第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002之间，电磁屏蔽层30接一固定电位，相当于一个等势体，可以屏蔽第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002之间的电磁信号的传递和耦合，可以进一步避免水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
本发明实施例还提供了一种通信器件，包括上述技术方案中任意所述的体声波滤波器；通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
具体的，双工器可以简单的理解为两个体声波滤波器的工作，一个是接收体声波滤波器来接收信号，一个是发射体声波滤波器来发射信号。多工器可以简单的理解为至少两个双工器构成的通信器件。
本发明实施例提供的通信器件包括如上述技术方案中任意所述的体声波滤波器，因此具有上述体声波滤波器所具有的有益效果，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种体声波滤波器的制备方法。图8是根据本发明实施例提供的一种体声波滤波器的制备方法的流程图。参见图8，该体声波滤波器的制备方法包括如下步骤：
S110、提供第一衬底。
参见图10，提供第一衬底10a。示例性的，第一衬底10a可以选择单晶硅、砷化镓、蓝宝石以及石英等材料。第一衬底10a包括第一表面101和与第一表面101相对设置的第二表面102。
S120、在第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器。
参见图1，在第一衬底10a上形成第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002。为了降低第一衬底10a对于声波的损耗，还可以在第一衬底10a的表面或者内部形成声反射结构。示例性的，在本实施例中，声反射结构为空腔结构11。需要说明的是，在其他实施例中，声反射结构还可以包括采用高低声阻抗层交替堆叠形成的布拉格反射层、第一衬底10a背面的凹槽或者第一衬底10a、底电极20以及位于第一衬底10a和底电极20之间的支撑结构围成的空腔结构。
其中，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002包括底电极20、压电层21和顶电极22的叠层结构；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002在水平面的正投影无交叠；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极20和顶电极22中的至少一个，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002位于第一衬底10a的同一表面。
本实施例提供的技术方案，通过设置第一衬底沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠，且水平方向相邻设置的两个体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，以避免在第一衬底同一表面的水平方相邻设置的两个体声波谐振器的电极在水平方向和竖直方向存在寄生电容，来规避体声波谐振器间的耦合寄生效应，进而提升了体声波滤波器的带外抑制。
图9是图8中S120包括的一种制备方法的流程图。可选地，参见图9，S120、在第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
S1201、在第一衬底上形成第一容纳凹槽。
示例性的，参见图11，通过图形化工艺在第一衬底10a内形成第一容纳凹槽10A。
S1202、在第一容纳凹槽内形成第一体声波谐振器。
S1203、在第一衬底上形成第二体声波谐振器。
参见图12，通过图形化工艺在第一衬底10a上形成第二凹槽11a2，在第一容纳凹槽10A内形成第一凹槽11a1。
参见图13，在第一衬底10a之上形成牺牲层所在膜层，然后通过图形化工艺例如是CMP工艺形成填充于在第一凹槽11a1内的第一牺牲层11b1，以及填充于第二凹槽11a2内的第二牺牲层11b2。第一牺牲层11b1和第二牺牲层11b2包含硅的氧化物的材料例如是磷硅酸盐玻璃(Phospho Silicate Glass，PSG)，在后续步骤中通过腐蚀液对牺牲层进行腐蚀并去除。
参见图14，可以先在第一牺牲层11b1和第二牺牲层b2之上沉积薄膜电极，然后通过刻蚀图形的方法形成预设图形的底电极20。或者，先在第一牺牲层11b1和第二牺牲层b2之上沉积薄膜电极，然后通过剥离法形成预设图形的底电极20。具体的，剥离法形成预设图形的底电极20包括：先光刻出与底电极20图形对应的特定区域，再整面沉积薄膜电极，然后剥离掉光刻胶和其上面的薄膜电极，留下特定区域的薄膜电极为底电极20。示例性的，底电极20可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
参见图15，在底电极20之上形成压电层21。示例性的，压电层21可以选择氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅压电陶瓷、铌酸锂、钽酸锂、铌酸钾等单晶压电薄膜材料以及多晶压电薄膜材料中至少一种。还可以在压电层21中掺杂一定比例的稀土元素来提高压电材料层的性能。
参见图16，可以先在压电层21之上沉积薄膜电极，然后通过刻蚀图形的方法形成预设图形的顶电极22。或者，先在压电层21之上沉积薄膜电极，然后通过剥离法形成预设图形的顶电极22。具体的，剥离法形成预设图形的顶电极22包括：先光刻出与顶电极22图形对应的特定区域，再整面沉积薄膜电极，然后剥离掉光刻胶和其上面的薄膜电极，留下特定区域的薄膜电极为顶电极22。体声波谐振器包括底电极20、压电层21和顶电极22的叠层结构。示例性的，顶电极22可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
上述步骤在第一容纳凹槽10A内形成了第一体声波谐振器001，在第一衬底10a上形成了第二体声波谐振器002。体声波谐振器包括底电极20、压电层21和顶电极22的叠层结构；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002在水平面的正投影无交叠；第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的电极在竖直平面的正投影无交叠，电极包括底电极20和顶电极22中的至少一个。
参见图1，通过湿法腐蚀释放第一牺牲层11b1和第二牺牲层11b2，形成了第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002的空腔结构11。
图17是图8中S120包括的另一种制备方法的流程图。参见图17，S120、在第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
S1204、在第一衬底上形成第二容纳凹槽和第三容纳凹槽，其中，第三容纳凹槽的深度小于第二容纳凹槽的深度。
参见图18，通过图形化工艺在第一衬底10a上形成第二容纳凹槽10B和第三容纳凹槽10C，其中，第三容纳凹槽10C的深度小于第二容纳凹槽10B的深度。
S1205、在第二容纳凹槽内形成第一体声波谐振器。
参见图2，在第二容纳凹槽10B内形成第一体声波谐振器001。
S1206、在第三容纳凹槽内形成第二体声波谐振器。
参见图2，在第三容纳凹槽10C内形成第二体声波谐振器002。其中，第一体声波谐振器001和第二体声波谐振器002内部膜层的制备方法可以参见上述体声波滤波器的制备方法。
上述步骤在第二容纳凹槽10B内形成了第一体声波谐振器001，在第三容纳凹槽10C内形成了第二体声波谐振器002，制备出图2示出的体声波滤波器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (17)
1.一种体声波滤波器，其特征在于，包括：
第一衬底；
位于所述第一衬底上的沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器，所述第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个；
所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器位于所述第一衬底的同一表面。
2.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第二体声波谐振器位于第一衬底上；
所述第一体声波谐振器位于第一衬底上的第一容纳凹槽。
3.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一体声波谐振器位于第一衬底上的第二容纳凹槽；
所述第二体声波谐振器位于第一衬底上的第三容纳凹槽；
所述第三容纳凹槽的深度小于所述第二容纳凹槽的深度。
4.根据权利要求1-3任一所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一体声波谐振器的顶电极的上表面低于所述第二体声波谐振器的底电极的下表面。
5.根据权利要求1-3任一所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一体声波谐振器的压电层和所述第二体声波谐振器的底电极在竖直平面的正投影有交叠；
所述第一体声波谐振器的顶电极和所述第二体声波谐振器的压电层在竖直平面的正投影有交叠；
所述第二体声波谐振器的顶电极与所述第一体声波谐振器的顶电极在竖直平面的正投影无交叠；
所述第二体声波谐振器的底电极与所述第一体声波谐振器的底电极和顶电极在竖直平面的正投影无交叠。
6.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，还包括与所述第一衬底堆叠设置的第二衬底，所述第二衬底远离所述第一衬底的表面设置有第三体声波谐振器。
7.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，还包括与所述第一衬底堆叠设置的第三衬底，所述第三衬底靠近所述第一衬底的表面设置有第四体声波谐振器。
8.根据权利要求7所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一体声波谐振器与所述第四体声波谐振器在水平面的正投影重合。
9.根据权利要求7所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第三衬底靠近所述第一衬底的表面设有与所述第四体声波谐振器沿水平面相邻设置的第五体声波谐振器，所述第五体声波谐振器和所述第四体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；所述第四体声波谐振器和所述第五体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一体声波谐振器与所述第四体声波谐振器在水平面的正投影重合，所述第二体声波谐振器与所述第五体声波谐振器在水平面的正投影重合。
11.根据权利要求8所述的体声波滤波器，其特征在于，所述第一衬底与第三衬底之间的距离大于位于衬底上的任意一个体声波谐振器的高度，小于水平面的正投影重合的两个体声波谐振器的高度之和。
12.根据权利要求7所述的体声波滤波器，其特征在于，位于不同衬底且水平方向相邻设置的体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，还包括电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层位于所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器之间。
14.一种通信器件，其特征在于，包括权利要求1-13任一所述的体声波滤波器；
所述通信器件包括滤波器、双工器以及多工器中的至少一种。
15.一种体声波滤波器的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器；
其中，所述第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器在水平面的正投影无交叠；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器的电极在竖直平面的正投影无交叠，所述电极包括底电极和顶电极中的至少一个；所述第一体声波谐振器和所述第二体声波谐振器位于所述第一衬底的第一表面。
16.根据权利要求15所述的体声波滤波器的制备方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
在所述第一衬底上形成第一容纳凹槽；
在所述第一容纳凹槽内形成所述第一体声波谐振器；
在所述第一衬底上形成所述第二体声波谐振器。
17.根据权利要求15所述的体声波滤波器的制备方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成沿水平方向相邻设置的第一体声波谐振器和第二体声波谐振器包括：
在所述第一衬底上形成第二容纳凹槽和第三容纳凹槽，其中，所述第三容纳凹槽的深度小于所述第二容纳凹槽的深度；
在所述第二容纳凹槽内形成所述第一体声波谐振器；
在所述第三容纳凹槽内形成所述第二体声波谐振器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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