CN115412047A - 一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备 - Google Patents

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CN115412047A CN202211064874.4A CN202211064874A CN115412047A CN 115412047 A CN115412047 A CN 115412047A CN 202211064874 A CN202211064874 A CN 202211064874A CN 115412047 A CN115412047 A CN 115412047A
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Abstract

本申请公开了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备，将空腔设置为上凸空腔和下凹空腔两部分，解决了完全下凹空腔研磨时产生的台阶问题，以及解决了完全上凸空腔稳定性差和其上薄膜生长缺陷大的问题。并且设置上凸空腔的高度小于下凹空腔的高度，可以减小薄膜沉积时的应力和形变，最大程度保证了结构的稳定性。另外，顶电极水平向外延伸至有效区域的边界外，且在顶电极下方至少有一个间隙，在谐振器之间连接时可以减少寄生振荡，同时可以抑制在谐振中产生的横波而导致Q因子降低。

Description

一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备。
背景技术
压电薄膜谐振器分为气隙型谐振器(FBAR，film bulk acoustic resonator)和固体装配型谐振器(SMR，solidly mounted resonator)两类。
其中，FBAR的结构包括顶电极、压电层和底电极作为主要器件并且布置在衬底上，在底电极和衬底之间设置有声波反射元件。在FBAR和SMR中，在顶电极和底电极之间施加高频电信号时，在逆压电效应下，压电薄膜将电信号转化为机械声波形成。
当声波反射元件为空腔时形成FBAR，当声波反射元件为布拉格反射镜时形成SMR。布拉格反射镜由具有高声阻抗的薄膜和具有低声阻抗的薄膜交替层叠形成层叠薄膜。根据位置不同，空腔包括位于衬底表面之下的地下型空腔和位于衬底表面之上的地上型空腔。
同时，在空腔边缘处顶电极、压电层和底电极重叠位置存在较大的寄生振荡，如何减小或抑制寄生震荡是器件之间连接时需要解决的问题。对于器件的Q因子有较大影响，谐振器的Q因子是表征其性能的关键因子，Q因子越高越好。而Q因子＝存储声能/损失声能，损失的声能越多，Q因子越低。谐振器在谐振时会产生纵向声波和横向声波，而横向声波由于无法存储在谐振器内部，而泄露出去。因此，横向声波是声能损失的一种方式，如何减少横向声波，提高Q因子，也是需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备，可以避免研磨时产生的台阶和凹陷，提高薄膜的生长质量，并减少寄生振荡，提高Q因子。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种体声波谐振器，所述体声波谐振器包括：衬底，以及在所述衬底上依次生长的底电极、压电层和顶电极，所述衬底与所述底电极之间具有空腔；所述空腔、底电极、压电层和顶电极在厚度方向上的重叠区域构成体声波谐振器的有效区域；其中，所述空腔包括上凸空腔和下凹空腔。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述顶电极的至少一端水平向外延伸至所述有效区域的边界外，且在所述顶电极朝向所述压电层的一侧具有至少一个间隙。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述间隙位于所述压电层上方和/或所述压电层下方。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述上凸空腔的宽度小于所述下凹空腔的宽度；
或，所述上凸空腔的宽度等于所述下凹空腔的宽度；
或，所述上凸空腔的宽度大于所述下凹空腔的宽度。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述上凸空腔的高度不大于所述下凹空腔的高度。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述上凸空腔的高度为所述下凹空腔高度的1/3～1/5。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述上凸空腔的高度为100-500nm。
优选的，在上述的体声波谐振器中，所述上凸空腔的边缘末端为角度形貌或弧形形貌。
本发明还提供一种体声波谐振器的制作方法，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底的一侧表面生长底电极，并在所述底电极和所述衬底之间形成空腔；
在所述底电极背离所述衬底的一侧表面生长压电层；
在所述压电层背离所述底电极的一侧表面生长顶电极；
其中，所述空腔包括上凸空腔和下凹空腔。
优选的，在上述的制作方法中，所述顶电极的至少一端水平向外延伸至所述有效区域的边界外，且在所述顶电极朝向所述压电层的一侧具有至少一个间隙。
优选的，在上述的制作方法中，所述空腔的制作工艺包括：在所述衬底内形成第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上形成第二牺牲层，待所述顶电极形成后，刻蚀所述压电层至所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层形成释放孔，释放溶液通过所述释放孔与所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层接触并反应，释放所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层，形成空腔。
优选的，在上述的制作方法中，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层由一步工艺一体形成。
本发明还提供一种滤波器，所述滤波器包括：至少两个如上述任一项所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器之间的顶电极、底电极或者顶电极与底电极相互连接。
优选的，在上述的滤波器中，所述体声波谐振器的底电极相互连接，所述压电层在体声波谐振器相互连接的区域呈水平状，且所述压电层和所述底电极之间具有间隙。
优选的，在上述的滤波器中，所述体声波谐振器的顶电极相互连接或者顶电极和底电极相互连接，所述顶电极在相互连接的区域呈水平状，且所述顶电极和所述压电层之间具有间隙。
本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：如上述任一项所述的滤波器或如上述任一项所述的体声波谐振器。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备中，将空腔设置为上凸空腔和下凹空腔两部分，解决了完全下凹空腔研磨时产生的台阶问题，以及解决了完全上凸空腔稳定性差和其上薄膜生长缺陷大的问题。并且设置上凸空腔的高度小于下凹空腔的高度，可以减小薄膜沉积时的应力和形变，最大程度保证了结构的稳定性。
另外，顶电极水平向外延伸至有效区域的边界外，且在顶电极下方至少有一个间隙，在谐振器之间连接时可以减少寄生振荡，同时可以抑制在谐振中产生的横波而导致Q因子降低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为一种常规谐振器的俯视图；
图2为图1所示谐振器中A-A的截面图；
图3为图1所示谐振器中B-B的截面图；
图4为图1所示谐振器中C-C的截面图；
图5为一种常规谐振器的制作方法工艺流程图；
图6为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的截面图；
图7为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的截面图；
图8为本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的截面图；
图9为本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的截面图；
图10为图9所示体声波谐振器中空腔的俯视图；
图11-图19为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的制作方法工艺流程图；
图20为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的顶电极与底电极相互连接的截面图；
图21为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的顶电极相互连接的截面图；
图22为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的底电极相互连接的截面图；
图23为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的顶电极与底电极相互连接的截面图；
图24为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的顶电极相互连接的截面图；
图25为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的底电极相互连接的截面图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参考图1-图4，图1为一种常规谐振器的俯视图，图2为图1所示谐振器中A-A的截面图，图3为图1所示谐振器中B-B的截面图，图4为图1所示谐振器中C-C的截面图。
如图1-图4所示，所述谐振器包括：衬底10，以及在所述衬底10上依次层叠设置的底电极12、压电层13和顶电极14，底电极12具有底电极连接部121，顶电极14具有顶电极连接部141。
其中，衬底10与底电极12之间具有空腔11，该空腔11位于衬底10内。空腔10、底电极12、压电层13和顶电极14的重叠区域形成谐振器的有效区域。
该方式中，在空腔11外侧的顶电极连接部141与压电层13、底电极12的重合层叠区域，会产生不希望的寄生震荡，并且顶电极14和压电层13之间没有间隙，不能反射横波以及减少寄生振荡。
如图5所示，图5为一种常规谐振器的制作方法工艺流程图。该方式中，在空腔制作时，首先如图5(a)所示，在衬底上刻蚀形成凹槽，然后如图5(b)所示，在凹槽内填充以在衬底表面覆盖牺牲层，再然后如图5(c)和图5(d)所示，采用化学机械抛光(CMP)工艺平坦化牺牲层，使得牺牲层与衬底的表面尽可能地齐平，最后如图5(e)所示，再进行谐振薄膜(包括底电极、压电层、顶电极等)的加工。
虽然理想情况下，牺牲层表面与衬底表面齐平。然而由于牺牲层和衬底材料不同，材料不同时其物理性质尤其是硬度不同，在研磨时会导致研磨速率不同，因此会在两种材料的交界处产生台阶(如图5(d)所示)。另外，因为研磨压力会导致牺牲层中心部位局部产生轻微的凹陷(即dishing，如图5(d)所示)。这些缺陷会导致底电极生长时的缺陷，同时会传递到压电层上，导致压电层晶格上的生长缺陷(如图5(e)所示)，该缺陷会恶化压电层压电性能最后影响器件性能。同时，dishing问题会导致压电层的压电性一致性不好，对器件一致性有影响，产品良率降低。
虽然台阶上方的生长缺陷可以通过内缩顶电极获得缓解，但是牺牲层中心部位具有凹陷，其上方的压电层依然会存在较大的生长缺陷，影响器件的性能。
而位于衬底之上的空腔无需经历衬底刻蚀步骤，在有效区域内整个平面都是平坦的，没有物理形貌上的缺陷，没有台阶和轻微凹陷，不会导致电极生长和压电薄膜生长时产生缺陷。但是由于受工艺限制其边缘倾斜角度较大，会增加后续底电极、压电层在此边缘位置的生长缺陷，产生裂缝等，并且由于底电极下方是上凸的空腔，上凸的空腔高度一般为1-2μm，在空腔内无任何支撑结构，较大的高度上的形貌变化会导致薄膜沉积和应力距离变化等问题，因此其机械稳定性较差。因此，如何解决研磨时产生的台阶和凹陷是本领域技术人员亟待解决的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备，所述体声波谐振器包括：
衬底，以及在所述衬底上依次生长的底电极、压电层和顶电极，所述衬底与所述底电极之间具有空腔；所述空腔、底电极、压电层和顶电极在厚度方向上的重叠区域构成体声波谐振器的有效区域；其中，所述空腔包括上凸空腔和下凹空腔。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的体声波谐振器及其制作方法、滤波器以及电子设备中，将空腔设置为上凸空腔和下凹空腔两部分，解决了完全下凹空腔(空腔位于衬底内)研磨时产生的台阶问题，以及解决了完全上凸空腔(空腔位于衬底上)稳定性差和其上薄膜生长缺陷大的问题。并且设置上凸空腔的高度小于下凹空腔的高度，可以减小薄膜沉积时的应力和形变，最大程度保证了结构的稳定性。
另外，顶电极水平向外延伸至有效区域的边界外，且在顶电极下方至少设置一个间隙，在谐振器之间连接时由于间隙的隔离作用，可以减少寄生振荡，同时可以抑制在谐振中产生的横波而导致Q因子降低。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参考图6-图9，图6为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的截面图，图7为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的截面图，图8为本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的截面图，图9为本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的截面图。
如图6-图9所示，所述体声波谐振器包括：
衬底21，以及在所述衬底21上依次生长的底电极23、压电层24和顶电极26，衬底21与底电极23之间具有空腔27；所述空腔27、底电极23、压电层24和顶电极26在厚度方向上的重叠区域构成体声波谐振器的有效区域；其中，所述空腔27包括上凸空腔271和下凹空腔272。其中，顶电极26的至少一端水平向外延伸至所述有效区域的边界外，且在顶电极26朝向压电层24的一侧具有至少一个间隙28。间隙28可以位于压电层24的上方和/或压电层24的下方。
本发明实施例中，在顶电极26水平向外延伸，和压电层24之间形成间隙28时，间隙28的起始点可以是位于下凹空腔272边缘的内侧的端点，此端点为水平向外延伸的顶电极26和压电层24最高表面外侧的交界点。
另外，顶电极26和压电层24之间的间隙28在谐振器连接时，由于间隙28将顶电极26和压电层24分离，使得顶电极26、压电层24和底电极23无法重叠，因此可以减少寄生振荡。同时，间隙28周边的压电层24形貌发生变化，可以反射横波，减少声损失，进一步提高Q因子。
本发明实施例中，上凸空腔271的宽度和下凹空腔272的宽度可以相同或者不同，可以基于需求设置，优选上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度。如图6所示，上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度；如图7所示，上凸空腔271的宽度等于下凹空腔272的宽度；如图8所示，上凸空腔271的宽度大于下凹空腔272的宽度。
进一步的，上凸空腔271的边缘末端可以为角度形貌或者弧形形貌。如图6-图8所示，上凸空腔271的边缘末端为角度形貌；如图9所示，上凸空腔271的边缘末端为弧形形貌。
如图10所示，图10为图9所示体声波谐振器中空腔的俯视图。该方式中，上凸空腔271的边缘末端呈弧形且俯视图中拐角呈弧形。
本发明实施例中，形成空腔27的牺牲层边缘形貌为弧形过渡形貌，相比直接是角度的形貌，可以大大降低工艺中的风险。例如，边缘形貌为钝角，且钝角较大时可以减小应力，但是钝角最大时，比如175°时，仍然不如弧形效果好，弧形渐变的过渡形貌，可以大大降低工艺中的风险。
并且，相比于角度形貌，弧形形貌首先大幅减小形貌变化时产生的应力，对于底电极23和压电层24生长都有改善，可以减少薄膜生长缺陷，减缓应力变化，进一步提高空腔的机械稳定性。
图9和图10所示方式中，形成上凸空腔271的牺牲层的边缘末端呈弧型，对应地，其上生长的底电极23、压电层24在此位置也呈弧形。弧形的薄膜层可以减小压电材料的生长缺陷，提高生长质量，压电层24水平向外延伸时，会有一部分在弧形过渡位置和底电极23在垂直投影上重叠，此处通过弧形的过渡，减少了压电层24的缺陷，因此可以最终增大Q因子。
同时，在空腔27的俯视图中，空腔27的外周拐角处呈圆弧型，可以避免出现变化比较尖锐的锐角或者钝角，无论是锐角还是钝角都可以通过弧形过渡，减小形貌上的应力变化，同时也可以避免声波反射路径过短，产生局部横波的振荡导致叠加干扰和寄生振荡。
本发明实施例中，上凸空腔271的高度小于或等于下凹空腔272的高度，优选上凸空腔271的高度小于下凹空腔272的高度。
例如，上凸空腔271的高度为100-500nm，仅为下凹空腔272的1/3～1/5。此时由于上凸空腔271的高度较小，因此在刻蚀后产生的形貌变化较小，减小了薄膜沉积时的应力和形变，防止后续生长的底电极23、压电层24在此位置产生的生长形变较大等问题，最大程度保证了结构稳定性。并且，上凸空腔271由于高度较小，可以制作具有更小倾斜角的末端侧壁，解决完全位于衬底之上的空腔无法制作较小的倾斜角且稳定性较差问题。
本发明通过将空腔设置为上凸空腔和下凹空腔两部分，解决了嵌入衬底内的下凹空腔研磨时产生的台阶问题，以及解决了完全位于衬底之上的上凸空腔稳定性差和其上薄膜生长缺陷大的问题。并且设置上凸空腔的高度小于下凹空腔的高度，可以减小薄膜沉积时的应力和形变，最大程度保证了结构的稳定性。
另外，顶电极水平向外延伸至有效区域的边界外，且在顶电极下方至少设置一个间隙，在谐振器之间连接时可以减少寄生振荡，同时可以抑制在谐振中产生的横波而导致Q因子降低。
由此可知，本发明技术方案带来的有益效果包括：
1、通过优化有效区域的牺牲层形貌，将拐角设置弧形以及截面末端设置弧形，减少或者避免底电极生长的缺陷，进而减少或者避免了有效区域内压电薄膜缺陷，提高器件压电性能和一致性，提高器件良率；
2、和具有嵌入衬底内的空腔的器件相比，避免了研磨时两种材料，表面形貌一致性较好，无台阶无凹陷。和完全位于衬底之上的空腔相比，上凸空腔的高度较小，减小了薄膜沉积应力，最大程度保证了结构稳定性，解决完全地上型空腔无法制作较小的倾斜角且稳定性较差问题；
3、顶电极水平向外延伸，在有效区域的边界外，且在顶电极的下方至少设置一个间隙，下方的间隙可能是在压电层上，也可以是在压电层下方，在谐振器之间连接时减少了寄生振荡，同时可以减少在谐振中产生的横波泄露而导致Q因子降低。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供一种体声波谐振器的制作方法，如图6和图11-图19所示，图11-图19为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的制作方法工艺流程图。
本发明实施例中，以图6所示体声波谐振器为例，所述体声波谐振器的制作方法包括：
步骤S11：如图11所示，提供一衬底21；
步骤S12：如图12所示，对衬底21进行刻蚀，形成凹槽211；刻蚀方法包括干法刻蚀和湿法刻蚀；
步骤S13：如图13所示，在凹槽221内以及衬底21表面形成牺牲层22，牺牲层22包括填充在凹槽221内的第一牺牲层221和位于第一牺牲层221上的第二牺牲层222；
具体的，可以先在凹槽211内填充第一牺牲层221，然后在第一牺牲层221以及衬底21表面形成第二牺牲层222；两层牺牲层材料相同，厚度相同或者不同，优选第二牺牲层222的厚度小于第一牺牲层221的厚度；第一牺牲层221和第二牺牲层222均可以为掺杂磷的SiO2(PSG)牺牲层；
或者，在凹槽211以及凹槽211和衬底21表面同时填充和覆盖较厚的牺牲层(包括第一牺牲层221和第二牺牲层222)；也即，第一牺牲层221和第二牺牲层222可以是两步工艺形成，也可以是同一步工艺形成。
步骤S14：如图14所示，对第二牺牲层222进行刻蚀，形成图形化的第二牺牲层222；
可以采用研磨盘研磨第二牺牲层222，对其进行平坦化处理，但衬底21表面仍留存一定厚度的第二牺牲层222，然后通过刻蚀第二牺牲层222形成如图14所示的第二牺牲层222图案。第二牺牲层222的末端为倾斜侧壁，倾斜角度小于90°。
其中，和具有完全嵌入衬底内的空腔的器件相比，在对第二牺牲层222进行平坦化处理时，研磨盘只与第二牺牲层222一种材料接触，研磨之后不会出现如现有技术中对衬底和牺牲层两种材料同时研磨时产生的台阶和凹陷，第二牺牲层222表面形貌一致性较好，因此，本实施例中牺牲层图案不会影响后续压电薄膜的生长质量，例如压电层24中心区域平坦，基本无生长缺陷。同时，具有完全位于衬底之上的空腔相比，上凸空腔271的高度很小，高度为下凹空腔272高度的1/3～1/5，减小了薄膜沉积时的应力，最大程度保证了结构稳定性。并且，上凸空腔271由于高度较小，可以制作具有更小倾斜角的末端侧壁，解决完全地上型空腔无法制作较小的倾斜角且稳定性较差问题。
步骤S15：如图15和图16所示，在第二牺牲层222和衬底21的整体一侧表面形成底电极23，并对底电极23进行刻蚀，形成图形化的底电极23，露出部分衬底21表面；
其中，底电极23覆盖在牺牲层22上，且两端延伸至衬底21上。底电极23的端部可以通过刻蚀形成倾斜状、弧形或台阶状，减小形貌变化，改善压电层的应力。
步骤S16：如图17所示，在露出的部分衬底21表面和底电极23表面形成压电层24，压电层24背离底电极23的一侧具有第一表面100、第二表面200和第三表面300；
其中，压电层24覆盖底电极23，且两端延伸至衬底21上，压电层24的形貌随着底电极23形貌的变化而变化。
步骤S17：如图18所示，在第一表面100和第三表面300形成第三牺牲层25，第三牺牲层25与第二表面200齐平；
步骤S18：如图19所示，在第二表面200和部分第三牺牲层25表面形成顶电极26，顶电极26的至少一端水平向外延伸至有效区域外；
步骤S19：如图6所示，释放第一牺牲层221、第二牺牲层222和第三牺牲层25，在衬底21和底电极23之间形成空腔27，空腔27包括上凸空腔271和下凹空腔272；在顶电极26和所述压电层24之间形成至少一个间隙28。
其中，顶电极26水平向外延伸，和压电层24之间形成间隙28时，间隙28的起始点可以是位于下凹空腔272边缘的内侧的端点，此端点为水平向外延伸的顶电极26和压电层24最高表面外侧的交界点。
另外，顶电极26和压电层24之间的间隙28在谐振器连接时，由于间隙28将顶电极26和压电层24分离，使得顶电极26、压电层24和底电极23无法重叠，因此可以减少寄生振荡。同时，间隙28周边的压电层24相貌发生变化，可以反射横波，进一步提高Q因子。
本发明实施例中，空腔27的制作工艺包括：在衬底21内形成第一牺牲层221，并在第一牺牲层221上形成第二牺牲层222；待顶电极26形成后，刻蚀压电层24至第一牺牲层221和/或第二牺牲层222形成释放孔，释放溶液通过释放孔与第一牺牲层221和/或第二牺牲层222接触并反应，释放第一牺牲层221和/或第二牺牲层222，形成空腔27，空腔27包括上凸空腔271和下凹空腔272。
其中，第一牺牲层221和第二牺牲层272由一步工艺一体形成。
需要说明的是，本发明实施例仅以图6所示体声波谐振器的制作方法为例进行说明，其他方式中，也可以以图7-图9所示体声波谐振器的制作方法进行说明，制作方法的步骤可以参考图11-图19所示制作方法，在此不再赘述。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的体声波谐振器的制作方法中，将空腔设置为上凸空腔271和下凹空腔272两部分，解决了完全下凹空腔研磨时产生的台阶问题，以及解决了完全上凸空腔稳定性差和其上薄膜生长缺陷大的问题。并且设置上凸空腔271的高度小于下凹空腔272的高度，可以减小薄膜沉积时的应力和形变，最大程度保证了结构的稳定性。
另外，顶电极26水平向外延伸至有效区域的边界外，且在顶电极26下方至少有一个间隙28，在谐振器之间连接时可以减少寄生振荡，同时可以抑制在谐振中产生的横波而导致Q因子降低。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供一种滤波器，如图20-图25所示，滤波器包括至少两个如上述实施例中描述的体声波谐振器，该体声波谐振器之间的顶电极26、底电极23或者顶电极26与底电极23相互连接。
如图20所示，图20为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的顶电极与底电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的顶电极26和另一个体声波谐振器的底电极23相互连接，上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度，间隙28位于顶电极26的相互连接区域与压电层24之间，顶电极26的相互连接区域呈水平状。
如图21所示，图21为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的顶电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的顶电极26和另一个体声波谐振器的顶电极26相互连接，底电极23断开，上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度，间隙28位于顶电极26的相互连接区域与压电层24之间，顶电极26的相互连接区域呈水平状。
如图22所示，图22为本发明实施例提供的一种体声波谐振器的底电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的底电极23和另一个体声波谐振器的底电极23相互连接，顶电极26断开，上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度，间隙28位于压电层24的上方和压电层24的下方，例如间隙28位于顶电极26和压电层24之间，以及位于压电层24和底电极23的连接区域之间，此时位于底电极23的连接区域上方的压电层24呈水平状，减少压电层24形貌变化而导致的应力变化。
如图23所示，图23为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的顶电极与底电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的顶电极26和另一个体声波谐振器的底电极23相互连接，上凸空腔271的宽度大于下凹空腔272的宽度，间隙28位于顶电极26的相互连接区域与压电层24之间，顶电极26的相互连接区域呈水平状。
如图24所示，图24为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的顶电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的顶电极26和另一个体声波谐振器的顶电极26相互连接，底电极23断开，上凸空腔271的宽度大于下凹空腔272的宽度，间隙28位于顶电极26的相互连接区域与压电层24之间，顶电极26的相互连接区域呈水平状。
如图25所示，图25为本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的底电极相互连接的截面图。该方式中，一个体声波谐振器的底电极23和另一个体声波谐振器的底电极23相互连接，顶电极26断开，上凸空腔271的宽度大于下凹空腔272的宽度，间隙28位于压电层24的上方和压电层24的下方。
本发明实施例中，上凸空腔271的宽度和下凹空腔272的宽度和高度可以相同或者不同，可以基于需求设置，优选上凸空腔271的宽度小于下凹空腔272的宽度，上凸空腔271的高度小于下凹空腔272的高度。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述实施例中描述的体声波谐振器或者滤波器。
需要说明的是，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。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：
衬底，以及在所述衬底上依次生长的底电极、压电层和顶电极，所述衬底与所述底电极之间具有空腔；所述空腔、底电极、压电层和顶电极在厚度方向上的重叠区域构成体声波谐振器的有效区域；其中，所述空腔包括上凸空腔和下凹空腔。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述顶电极的至少一端水平向外延伸至所述有效区域的边界外，且在所述顶电极朝向所述压电层的一侧具有至少一个间隙。
3.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述间隙位于所述压电层上方和/或所述压电层下方。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述上凸空腔的宽度小于所述下凹空腔的宽度；
或，所述上凸空腔的宽度等于所述下凹空腔的宽度；
或，所述上凸空腔的宽度大于所述下凹空腔的宽度。
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述上凸空腔的高度不大于所述下凹空腔的高度。
6.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述上凸空腔的高度为所述下凹空腔高度的1/3～1/5。
7.根据权利要求6所述的体声波谐振器，其特征在于，所述上凸空腔的高度为100-500nm。
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述上凸空腔的边缘末端为角度形貌或弧形形貌。
9.一种体声波谐振器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底的一侧表面生长底电极，并在所述底电极和所述衬底之间形成空腔；
在所述底电极背离所述衬底的一侧表面生长压电层；
在所述压电层背离所述底电极的一侧表面生长顶电极；
其中，所述空腔包括上凸空腔和下凹空腔。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述顶电极的至少一端水平向外延伸至所述有效区域的边界外，且在所述顶电极朝向所述压电层的一侧具有至少一个间隙。
11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述空腔的制作工艺包括：在所述衬底内形成第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上形成第二牺牲层，待所述顶电极形成后，刻蚀所述压电层至所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层形成释放孔，释放溶液通过所述释放孔与所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层接触并反应，释放所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层，形成空腔。
12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层由一步工艺一体形成。
13.一种滤波器，其特征在于，包括：至少两个如上述权利要求1-8任一项所述的体声波谐振器，所述体声波谐振器之间的顶电极、底电极或者顶电极与底电极相互连接。
14.根据权利要求13所述的滤波器，其特征在于，所述体声波谐振器的底电极相互连接，所述压电层在体声波谐振器相互连接的区域呈水平状，且所述压电层和所述底电极之间具有间隙。
15.根据权利要求13所述的滤波器，其特征在于，所述体声波谐振器的顶电极相互连接或者顶电极和底电极相互连接，所述顶电极在相互连接的区域呈水平状，且所述顶电极和所述压电层之间具有间隙。
16.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求13-15任一项所述的滤波器或如权利要求1-8任一项所述的体声波谐振器。
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