CN117081533A - 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 - Google Patents

一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117081533A
CN117081533A CN202211609919.1A CN202211609919A CN117081533A CN 117081533 A CN117081533 A CN 117081533A CN 202211609919 A CN202211609919 A CN 202211609919A CN 117081533 A CN117081533 A CN 117081533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acoustic wave
bulk acoustic
wave resonator
frame structure
sub
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.)
Granted
Application number
CN202211609919.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117081533B (zh
Inventor
万晨庚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Xinxi Semiconductor Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Xinxi Semiconductor Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Xinxi Semiconductor Technology Co ltd filed Critical Beijing Xinxi Semiconductor Technology Co ltd
Priority to CN202211609919.1A priority Critical patent/CN117081533B/zh
Priority claimed from CN202211609919.1A external-priority patent/CN117081533B/zh
Publication of CN117081533A publication Critical patent/CN117081533A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117081533B publication Critical patent/CN117081533B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02007Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02015Characteristics of piezoelectric layers, e.g. cutting angles
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/02007Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02047Treatment of substrates
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0504Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
    • H03H9/0514Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/56Monolithic crystal filters
    • H03H9/564Monolithic crystal filters implemented with thin-film techniques
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • H03H9/54Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/58Multiple crystal filters
    • H03H9/582Multiple crystal filters implemented with thin-film techniques
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus 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
    • H03H2003/023Apparatus 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

本公开实施例中提供了一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器以及电子设备。所述体声波谐振器包括:衬底(10);声学镜(19);底电极(12);压电层(13);顶电极(16),其中所述声学镜(19)、所述底电极(12)、所述压电层(13)和所述顶电极(16)在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;所述体声波谐振器还包括框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构。

Description

一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域,更具体地,涉及一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备。
背景技术
薄膜腔声谐振滤波器(film bulk acoustic resonator,FBAR)作为射频(RadioFrequency,RF)前端的核心器件之一,正在受到越来越大的关注,主要是因为FBAR滤波器的高功率、高带宽以及优异的滚降等性能,可以很好的满足当下对于射频性能的需求。特别是和SAW(surface acoustic wave,声表面波)滤波器相比,FABR滤波器的高功率方面有很大的优势,因为FBAR属于体声波的纵波传播方式,可以利用AlN材料优异的e33性能,对声波能量有更好的转化。
然而,对于FBAR来说,压电层材料和电极材料并非是完美的Z轴晶型取向的完美单晶,因此会存在一定的缺陷,从而导致纵波传播过程会耦合出横波。如果不对这部分能量进行限制,其就会从横向泄露出去,进而降低谐振器的品质因数(Q值)。
为了限制能量的横向泄露,提升FBAR谐振器的Q值,现有技术一般是在压电层的上方制备空气环结构,以及在FBAR谐振器的顶电极附近设置边界结构,也就是设置框架结构,以限制谐振器边缘的震动并增加横向声波的反射,从而提升Q值。空气环结构和框架结构能够限制能量的横向泄露的原因在于:1、这些边界结构能够限制谐振器边缘的振动强度;2、制备边界结构会改变声学传播路径,特别是对横波来说,横波遇到这些结构后反射到谐振器内部,从而减少泄露。
但是,在现有技术中,框架结构只存在一个厚度且是连续的,而且为了能够进一步降低声波的泄露,所以通常制备两层或者两层以上的框架结构来达到提升谐振器的性能。但这种方法虽然可以增强对横向声波泄露的抑制,但是会增加制备的成本。
因此,期望一种能够在不增加制造成本的基础上降低声波横向泄漏的谐振器、滤波器及电子设备。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种体声波谐振器及其制备方法,至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本公开实施例提供了一种体声波谐振器,包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构在非连接边包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构和所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向总宽度为所述体声波谐振器内横波半波长的奇数倍。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,
所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,
所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,
所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,以及
所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构位于所述压电层13的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述框架结构位于所述顶电极16的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
根据本公开第一方面的一些实现方式,所述体声波谐振器还包括空气环结构14,形成在所述体声波谐振器的边缘,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
根据本公开第一方面的一些实现方式,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
第二方面,本公开实施例提供了一种制备体声波谐振器的方法,其特征在于,包括:
在衬底10的一侧形成声学镜19;
在所述声学镜19上方形成覆盖所述声学镜19的底电极12,其中将所述底电极12的面向所述声学镜19的面设置为水平的,并且在所述底电极12下方形成种子层;
在所述底电极12的上方形成覆盖所述底电极12的压电层13;以及
在所述压电层13和所述框架结构上方形成顶电极16;其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述方法还包括在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
根据本公开第二方面的一些实现方式,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
根据本公开第二方面的一些实现方式,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
根据本公开第二方面的一些实现方式,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,以及将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中
将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,以及
将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
根据本公开第二方面的一些实现方式,在所述压电层13的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
根据本公开第二方面的一些实现方式,在所述顶电极16的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
根据本公开第二方面的一些实现方式,所述方法还包括:形成空气环结构14,形成在所述体声波谐振器的边缘,其中所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
根据本公开第二方面的一些实现方式,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
第三方面,本公开实施例提供了一种滤波器,包括根据本公开实施例第一方面或其任一具体实现方式所述的体声波谐振器。
第四方面,本公开实施例提供了一种电子设备,包括根据本公开实施例第一方面或其任一具体实现方式所述的体声波谐振器或者包括本公开实施例第三方面所述的滤波器。
根据本公开的体声波谐振器、滤波器及电子设备,通过将框架结构设置为间断式分布的多个子框架结构,在有效地提升谐振器、滤波器及电子设备的Q值的同时极大的降低了必须制备多层框架结构和多层空气环结构的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,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它的附图。
图1-1为本公开提供的体声波谐振器的第一实施例的俯视图;
图1-2为本公开提供的体声波谐振器的第一实施例的纵向截面结构图;
图1-3为本公开提供的体声波谐振器的第一实施例中不同间隔宽度的性能对比图;
图2为本公开提供的体声波谐振器的第二实施例的结构图;
图3为本公开提供的体声波谐振器的第三实施例的结构图;
图4为本公开提供的体声波谐振器的第四实施例的结构图;
图5为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图6为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图7为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图8为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图9为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图10为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图11为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图12为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图13为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图;
图14为制备根据本公开的第四实施例的体声波谐振器的方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,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,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想,图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
接下来,将参考附图,具体描述本公开实施例的体声波谐振器的结构。
首先,描述本公开实施例中的附图标记。
10:衬底,可选材料为单晶硅、砷化镓、蓝宝石、石英,碳化硅,SOI等。
12:底电极,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。
13:压电层,可选单晶压电材料、多晶压电材料,或者是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料。
具体地,单晶压电材料可选的是单晶氮化铝、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;多晶压电材料(与单晶相对应,非单晶材料),可选地是多晶氮化铝、氧化锌、PZT等;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。
14:空气环结构,其为由空气或者其他低声阻的介质材料(例如,SiO)形成的环状结构。具体地,在本公开实施例中,在非连接边,空气环结构14和框架结构配合或顶电极16形成的结构为悬臂结构,即翼式结构;在连接边,空气环结构14和框架结构或顶电极16配合形成的结构为桥梁结构,即桥式结构。
15:非连接边框架结构,框架结构在体声波谐振器的非连接边的部分。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。翼式结构为非连接边框架结构15的一部分。
16:顶电极,其材料可与底电极12材料相同,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。但是应当理解,顶电极16和底电极12材料也可以不同。
17:保护层,其材料不做限制,其作用是修频和保护顶电极16,材料优选可以选自氮化铝、氧化硅等材料。
18:上凸结构,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,其能够限制谐振器的寄生模式,提升性能。
19:声学反射镜,简称为声学镜,由空气组成的反射结构。声学镜19的作为谐振器的下表面和组成谐振器的压电层以及电极具有较大的声阻抗差,能够将谐振器内部的声波反射,将声波能量限制在声学镜中,形成谐振。应当理解的是,也可采用布拉格反射层及其他等效形式。进一步的,声学镜可以形成在衬底的上表面侧,也可以形成在衬底上方的支撑层侧,由衬底、支撑层和底电极组成。在本公开实施例中采用的是空腔形式,在衬底上表面侧或衬底上方的支撑层侧形成声学镜结构。
11、20:牺牲材料,可以是氧化硅及其掺杂物。
21:连接边框架结构:框架结构在体声波谐振器的连接边的部分。桥式结构为连接边框架结构的一部分。
第一实施例
接下来,参考图1-1和1-2,描述本公开提供的体声波谐振器的第一实施例的结构。图1-2所示的是体声波谐振器的纵向截面结构图,具体而言,为图1-1所示的体声波谐振器的俯视图中沿着AOA’切割得到的纵向截面结构图,其中AO方向切割得到的是连接边,A’O方向切割得到的是非连接边。
如图1-2所示,本公开提供的体声波谐振器的第一实施例的结构包括衬底10、声学镜19、底电极12、压电层13、非连接边框架结构15、连接边框架结构21、顶电极16、保护层17以及上凸结构18。
衬底10可以是单晶硅、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、SOI等中任一材料制成的单层或者复合膜层。
在衬底10的一侧,即图中所示的上方一侧,刻蚀有声学镜19,声学镜19能够将谐振器内部的声波反射,将声波能量限制在谐振器中,形成谐振。具体而言,声学镜19的作为谐振器的下表面和组成谐振器的压电层以及电极具有较大的声阻抗差,能够将谐振器内部的声波反射,将声波能量限制在谐振器中,形成谐振。
此外,值得注意的是,虽然未示出,但也可以先在衬底10上方沉积支撑层,进而通过对支撑层的一侧进行刻蚀而形成声学镜19。支撑层的材料可选氮化硅、氧化硅、多晶硅及其掺杂物、以及有机物。
在声学镜19的上方沉积有覆盖声学镜19的底电极12。底电极12的下表面(即面向所述电极环11和所述声学镜19的面)是水平的。
此外,虽然图中未示出,但在声学镜19的上方、底电极12的下方还可以沉积有种子层。
在底电极12的上方(即底电极12的远离所述声学镜19的面上)沉积有压电层13。压电层13可选单晶压电材料、多晶压电材料,或者是包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料。
声学镜(19)、底电极(12)、压电层(13)和顶电极(16)在体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成体声波谐振器的有效区域。也就是说,在非连接边,顶电极刻蚀边界以内是有效区域;在连接边,声学镜边界以内是有效区域。
在本公开实施例中,术语“连接边”是指谐振器与其他谐振器或者测试电极连接的边,一般通过底电极12或顶电极16相连接,所以这个边的顶电极或者底电极并未被刻蚀(如图1-2的右侧所示,其顶电极16未被刻蚀);术语“非连接边”是指谐振器在这个边的顶电极16或者底电极12被刻蚀掉,没有和其他谐振器或者Pad相连接(如图1-2的左侧所示,其顶电极16被刻蚀)。也就是说,在图1-2中,左侧为非连接边,右边为连接边。
在体声波谐振器的边缘形成框架结构,框架结构在体声波谐振器的非连接边的部分为非连接边框架结构15,在体声波谐振器的连接边的部分为连接边框架结构21。
框架结构的形成使得从截面方向看体声波谐振器的边缘位置有一个或者多个凸起状的结构。
在根据本公开的一些实现方面中,在压电层13上方沉积形成所述框架结构。框架结构在体声波谐振器的非连接边的部分(即非连接边框架结构)包括间断式分布的多个子框架结构,且在体声波谐振器的连接边的部分(即连接边框架结构)包括间断式分布的多个子框架结构。在该实施例中,各个子框架结构之间由顶电极16(下文中将详细描述)进行间隔。每个子框架结构的侧面的刻蚀角度α的通常为60°至120°。
进一步而言,如图1-2所示,非连接边的d1和d3分别是非连接边框架结构15的子框架结构的横向宽度,d2是子框架结构之间的间隔的横向宽度。d1和d3的总宽度是框架结构在体声波谐振器的非连接边的有效宽度,并且d1和d3的宽度可以是相同的,也可以是不同的,但其宽度范围均是0.1um至10um。间隔的横向宽度d2的宽度也是0.1um至10um。
此外,对于连接边框架结构21的设置方式和定义方式和非连接边框架结构15相同。连接边的d4和d6分别是连接边框架结构21的子框架结构的横向宽度,d5是子框架结构之间的间隔的横向宽度。d4和d6的总宽度是框架结构在体声波谐振器的连接边的有效宽度,并且d4和d6的宽度可以是相同的,也可以是不同的,但其宽度范围均是0.1um至10um。间隔的横向宽度d5的宽度也是0.1um至10um。
在此值得说明的是,只有在有效区域边界沿水平方向朝向体声波谐振器中央以里的部分才是框架结构的有效宽度。
对于d1至d6的值,在不同的产品中可以是不一样的,并且在同一款滤波器产品中,并联谐振器和串联谐振器框架结构宽度也可以是不一样的。此外,虽然d1至d6的值可以根据不同产品的需要进行不同的设计,但一般要求d1+d2+d3的横向总宽度为在其中走过的横波的半波长的奇数倍,也就是说,d1+d2+d3的横向总宽度满足在其所示宽度的各子框架结构和间隔走过的横波的半波长的奇数倍。
此外,虽然上述实施例以4个子框架结构为例示出了间断式设置的框架结构,但子框架结构的数量并不受限制,其可以根据需要为任意数量,诸如5个、6个、7个、8个等等。
进一步而言,子框架结构的纵向厚度可以是相同的,也可以是不同的,但优选的是,将靠近谐振器中心区域的子框架结构的厚度设置为小于远离谐振器中心区域的子框架结构的厚度。
此外,对于间隔的宽度设置对谐振器性能的影响而言,如图1-3所示,将间隔的宽度从0um设置到1um,通过仿真观察间隔的宽度对谐振器性能的影响。具体而言,图1-3中的性能是在2.4G频段下,将体声波谐振器的非连接边的框架结构和连接边的框架结构的总有效宽度设置为1.5um。从图1-3可以看到,在框架结构间隔宽度为0时,也就是不设置间隔的基础结构,谐振器的并联谐振点阻抗值(Rp)约为3450Ω,当增加间隔的宽度之后,Rp的值随着间隔的宽度的增加呈现出先下降后上升的趋势,并且在间隔的宽度为0.8um时,Rp的值达到3850Ω,这相较于基础结构来说,提升了约11.6%。由此可见,在设置了间隔后,谐振器的性能得到显著的提升,并且在间隔的宽度为0.8um时,谐振器的性提升最大。当然,要理解的是,这并不构成对间隔的最优宽度的限制,随着框架结构的纵横向宽度的变化,其可以不同。
进一步地,如图1-2所示,在压电层13和框架结构上方,还形成有顶电极16和相关联的上凸结构18,顶电极16材料可与底电极12材料相同或者不同,并且上凸结构18为顶电极16上的上凸结构,并且可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜,钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
但要理解的是,上凸结构18并不是必须的,省略上凸结构18并不影响本发明所提供实施例的实现。
此外,为了保护体声波谐振器,还在体声波谐振器的最顶部形成有保护层17,保护层17的结构不做限制。
但要理解的是,保护层17并不是必须的,省略保护层17并不影响本发明所提供实施例的实现。
此外,要说明的是,虽然上述以在压电层13和顶电极16之间形成框架结构描述了本公开的第一实施例,但可以理解的是,框架结构同样可以形成在顶电极16上,而不背离本发明的构思精神。也就是说,可以在压电层13上形成顶电极16之后在顶电极16上沉积形成所述框架结构。换句话说,只要形成在体声波谐振器的边缘,框架结构无论位于压电层13和顶电极16之间,还是位于顶电极16上,都能够有效地降低声波的横向泄漏。
换句话说,在本公开的第一实施例中,体声波谐振器包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括
框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构在非连接边包括间断式分布的第一多个子框架结构,且在连接边包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°;
与顶电极16关联形成的上凸结构18;以及
保护层17,形成在所述体声波谐振器的最顶部。
根据本公开的第一实施例的体声波谐振器、滤波器及电子设备,通过将框架结构设置为间断式分布的多个子框架结构,在有效地提升谐振器、滤波器及电子设备的Q值的同时极大的降低了必须制备多层框架结构和多层空气环结构的成本。
第二实施例
接下来,将参照图2描述本公开的第二实施例。如图2所示,与图1-2中所示的第一实施例相比,可以只将框架结构位于体声波谐振器的非连接边的部分(即非连接边框架结构15)设置为间断式分布的多个子框架结构,而将框架结构位于体声波谐振器的连接边的部分(即连接边框架结构21)设置为一体化结构。具体而言,如图3所示,在非连接边,非连接边框架结构15为间断式分布的多个子框架结构,其横向宽度分别为d1和d3,其两者之间的间隔的横向宽度为d2;而在连接边,连接边框架结构21为一体化结构,其有效宽度为d4。
换句话说,在本公开的第二实施例中,体声波谐振器包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括:
框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构在非连接边包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中,所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°;
与顶电极16关联形成的上凸结构18;
保护层17,形成在所述体声波谐振器的最顶部。
要注意的是,虽然在根据本公开的第二实施例的体声波谐振器中只将位于非连接边的框架结构设置为间断式分布的多个子框架结构,但其已经能够有效地提升谐振器、滤波器及电子设备的Q值,而不增加体声波谐振器的制造成本。
此外,为了避免造成对本发明的模糊,在此只描述第二实施例与第一实施例的不同之处,其余相同结构的描述将被省略,诸如对框架结构的位置设置的描述等等。
第三实施例
接下来,将参照图3描述本公开的第三实施例。如图3所示,与图1-2中所示的第一实施例相比,可以只将框架结构位于体声波谐振器的连接边的部分(即连接边框架结构21)设置为间断式分布的多个子框架结构,而将框架结构位于体声波谐振器的非连接边的部分(即非连接边框架结构15)设置为一体化结构。具体而言,如图4所示,在连接边,连接边框架结构21为间断式分布的多个子框架结构,其横向宽度分别为d4和d6,其两者之间的间隔的横向宽度为d5;而在非连接边,非连接边框架结构15为一体化结构,其有效宽度为d1。
换句话说,在本公开的第三实施例中,体声波谐振器包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括:
框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构在连接边包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°;
与顶电极16关联形成的上凸结构18;
保护层17,形成在所述体声波谐振器的最顶部。
要注意的是,虽然在根据本公开的第二实施例的体声波谐振器中只将位于连接边的框架结构设置为间断式分布的多个子框架结构,但其已经能够有效地提升谐振器、滤波器及电子设备的Q值,而不增加体声波谐振器的制造成本。
此外,为了避免造成对本发明的模糊,在此只描述第三实施例与第一实施例的不同之处,其余相同结构的描述将被省略,诸如对框架结构的位置设置的描述等等。
第四实施例
接下来,将参照图4描述本公开的第四实施例。如图4所示,与图1-2中所示的第一实施例相比,除了框架结构之外,还设置有空气环结构14。如上所述,在本公开实施例中,其为由空气或者其他低声阻的介质材料(例如,SiO)形成的环状结构。
更具体地,如图5所示,空气环结构14与框架结构相关联,空气环结构14和框架结构相配合在非连接边形成翼式结构,而在连接边形成桥式结构。翼式结构和桥式结构分别为非连接边框架结构15和连接边框架结构21的一部分。在本实施例中,空气环结构14在连接边的左右两侧都被桥式结构包围,而空气环结构14在非连接边只有靠近体声波谐振器中心的一侧被翼式结构包围。换句话说,空气环结构14被翼式结构部分包围,而被桥式结构全部包围。
换句话说,在本公开的第四实施例中,体声波谐振器包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括
框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构在非连接边包括间断式分布的第一多个子框架结构,且在连接边包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°;
空气环结构14,所述空气环结构14和所述框架结构配合在非连接边形成翼式结构,所述空气环结构14和所述框架结构配合在连接边形成桥式结构;
与顶电极16关联形成的上凸结构18;
保护层17,形成在所述体声波谐振器的最顶部。
要注意的是,与根据本公开的第一实施例相比,在根据本公开的第四实施例的体声波谐振器中,空气环结构14的增加将进一步防止声波的横向泄漏,从而更加有效地提升了谐振器、滤波器及电子设备的Q值。
此外,为了避免造成对本发明的模糊,在此只描述第四实施例与第一实施例的不同之处,其余相同结构的描述将被省略,诸如对子框架结构的设置位置的描述等等。
另外,如上参照第一实施例所述,框架结构可以形成在压电层13上或顶电极16上,因此空气环结构14也相应的可以形成在压电层13上或顶电极16上。
值得注意的是,虽然未图示,但可以理解的是,同样可以在根据本公开的第二实施例的体声波谐振器和第三实施例的体声波谐振器中增加空气环结构14的设置。
进一步而言,上述第一实施例至第四实施例仅仅是例示出本发明与现有技术相比的改进部分,这并不构成对本发明的限制,本发明所示出的谐振器结构同样可以结合其他谐振器结构一同呈现,例如,可以结合不同的声学镜结构、不同的底电极结构等等。
制备根据本公开实施例的体声波谐振器的方法实施例
如上结合图1-1至图4对本发明所提供的第一实施例至第四实施例的详细描述可见,第四实施例中的体声波谐振器的结构体现最为全面。因此,接下来,将参考图5至图14详细描述根据本发明第四实施例的体声波谐振器的制作工艺。
步骤1:如图5所示,在衬底10上刻蚀出声学镜19的结构,刻蚀工艺可以选用干法刻蚀或者湿法刻蚀,干法刻蚀可以选择溅射与离子束铣蚀、等离子刻蚀(Plasma Etching)、高压等离子刻蚀、高密度等离子体(HDP)刻蚀、反应离子刻蚀(RIE)。如上所述,虽然未示出,但同样可以现在衬底10上沉积支撑层,然后在支撑层的一侧进行刻蚀来得到声学镜19的结构。
步骤2:如图6所示,在上述刻蚀完成的衬底10上沉积一层磷硅玻璃PSG作为牺牲材料层20,该牺牲材料层20的厚度大于声学镜19(为了不必要的模糊,图6-图13中省略了对声学镜19的标注)结构的深度。沉积的方式例如可以是化学气相沉积CVD。
步骤3:如图7所示,将图6所示的结构进行化学机械研磨(CMP),以露出被牺牲材料层20覆盖的衬底10的上表面,并使得牺牲材料层20的上表面和衬底10的上表面平齐,此时声学镜19被牺牲材料20填充,因此省略了对声学镜19的标注。
步骤4:如图8所示,在图7所示的结构上,沉积种子层(图中未示出)和底电极12材料并刻蚀,得到底电极12。具体地,可以在衬底10和牺牲材料的表面以溅射或蒸镀工艺等沉积一层金属层,并通过光刻及刻蚀工艺将金属层图形化而形成底电极12。
步骤5:如图9所示,在图8所示的结构上沉积压电层13。
步骤6:如图10所示,在压电层13上沉积空气环结构牺牲层11材料并进行图形化。
步骤7:如图11所示,在边缘制备框架结构。例如,通过在压电层13和空气环结构牺牲层11材料上沉积一层金属层并对其进行图形化来制备框架结构,框架结构包括间隔式分布的多个子框架结构。
步骤8:如图12所示,在图11所示结构的上表面沉积一层金属层并将该金属层图形化和刻蚀形成顶电极16和上凸结构18。
步骤9:如图13所示,在图12所示结构的上表面设置和图形化钝化层材料而形成保护层17。
步骤10:如图14所示,将牺牲层20和空气环结构牺牲层11的材料释放掉,得到空气环结构14、翼式结构和桥式结构,即得到最终的体声波谐振器。
如上参照图5至图14,描述了根据本公开第四实施例的体声波谐振器的制备方法。虽然未详尽描述,但值得注意的是,上述参照图5描述的本公开第四实施例的体声波谐振器的各结构特征、材料等同样适用于该制备方法。
值得注意的是,虽然上述在步骤6至步骤10中例示的是在压电层上制备空气环结构14、非连接边框架结构15和非连接边框架结构21,但如参照本公开第一实施例所述,同样可以在压电层13上沉积形成顶电极16之后,在顶电极16上制备空气环结构14、非连接边框架结构15和非连接边框架结构21,而不背离本发明的发明构思精神。为了避免造成对本发明不必要的模糊,在此省略对其的详细描述。
虽然以上通过图示描述的是根据本公开第四实施例的体声波谐振器的制备工艺,但是应当理解的是,可以类似地制备第一实施例、第二实施例和第三实施例的体声波谐振器。
例如,制备第一实施例中的体声波谐振器的方法与第四实施例中的方法类似,不同的是省略步骤6,即省略制备空气环结构的步骤。
例如,制备第二实施例中的体声波谐振器的方法与第一实施例中的方法类似,不同的是在步骤7中只在非连接边将将非连接边框架结构15设置为间隔式分布的多个子框架结构,而在连接边将连接边框架结构21设置为一体化结构。
例如,制备第三实施例中的体声波谐振器的方法与第一实施例中的方法类似,不同的是在步骤7中只在连接边将连接边框架结构21设置为间隔式分布的多个子框架结构,而在非连接边将非连接边框架结构15设置为一体化结构。
值得注意的是,为了避免造成对本发明不必要的模糊,在此省略对制备实施例一至实施例三中的体声波谐振器的方法的详细描述。通过参照本申请的上下文,其制备方法是清楚的。
此外,如本领域技术人员能够理解的,根据本公开的体声波谐振器可以用于形成滤波器或电子设备。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。
此外,本公开还可以具有以下配置:
(1)一种体声波谐振器,其特征在于,包括:
衬底10,所述衬底10一侧形成有声学镜19;
底电极12,形成在所述声学镜19上方,并覆盖所述声学镜19,其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的,并且所述底电极12下方形成有种子层;
压电层13,形成在所述底电极12上方,并覆盖所述底电极12;
顶电极16,形成在所述压电层13上方,其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构。
(2)根据(1)所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
(3)根据(1)所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
(4)根据(1)所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,
所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,
所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,
所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,以及
所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
(5)根据(1)所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构位于所述压电层13的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
(6)根据(1)所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构位于所述顶电极16的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括空气环结构14,形成在所述体声波谐振器的边缘,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
(8)根据(1)至(6)中任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
(9)一种制备体声波谐振器的方法,其特征在于,包括:
在衬底10的一侧形成声学镜19;
在所述声学镜19上方形成覆盖所述声学镜19的底电极12,其中将所述底电极12的面向所述声学镜19的面设置为水平的,并且在所述底电极12下方形成种子层;
在所述底电极12的上方形成覆盖所述底电极12的压电层13;以及
在所述压电层13和所述框架结构上方形成顶电极16;其中
所述声学镜19、所述底电极12、所述压电层13和所述顶电极16在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述方法还包括在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
(10)根据(9)所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
(11)根据(9)所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
(12)根据(9)所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,以及将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中
将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,以及
将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
(13)根据(9)所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,在所述压电层13的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
(14)根据(9)所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,在所述顶电极16的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
(15)根据(9)至(14)中任一项所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述方法还包括:形成空气环结构14,形成在所述体声波谐振器的边缘,其中所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构14和所述框架结构或所述顶电极16配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
(16)根据(9)至(14)中任一项所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
(17)一种滤波器,其特征在于,包括根据(1)至(8)中任一项所述的体声波谐振器。
(18)一种电子设备,其特征在于,包括根据(1)至(8)中任一项所述的体声波谐振器或者包括根据(17)所述的滤波器。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种体声波谐振器,其特征在于,包括:
衬底(10),所述衬底(10)一侧形成有声学镜(19);
底电极(12),形成在所述声学镜(19)上方,并覆盖所述声学镜(19),其中所述底电极(12)的面向所述声学镜(19)的面是水平的,并且所述底电极(12)下方形成有种子层;
压电层(13),形成在所述底电极(12)上方,并覆盖所述底电极(12);
顶电极(16),形成在所述压电层(13)上方,其中
所述声学镜(19)、所述底电极(12)、所述压电层(13)和所述顶电极(16)在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述体声波谐振器还包括框架结构,形成在所述体声波谐振器的边缘,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构,所述框架结构包括间断式分布的多个子框架结构。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中,
所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,
所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um,
所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度为0.1um至10um,以及
所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度为0.1um至10um。
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构位于所述压电层(13)的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
6.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述框架结构位于所述顶电极(16)的至少部分上,并且所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括空气环结构(14),形成在所述体声波谐振器的边缘,所述空气环结构(14)和所述框架结构或所述顶电极(16)配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构(14)和所述框架结构或所述顶电极(16)配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
9.一种制备体声波谐振器的方法,其特征在于,包括:
在衬底(10)的一侧形成声学镜(19);
在所述声学镜(19)上方形成覆盖所述声学镜(19)的底电极(12),其中将所述底电极(12)的面向所述声学镜(19)的面设置为水平的,并且在所述底电极(12)下方形成种子层;
在所述底电极(12)的上方形成覆盖所述底电极(12)的压电层(13);以及
在所述压电层(13)和所述框架结构上方形成顶电极(16);其中
所述声学镜(19)、所述底电极(12)、所述压电层(13)和所述顶电极(16)在所述体声波谐振器的纵向方向上的重叠区域构成所述体声波谐振器的有效区域;
所述方法还包括在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
10.根据权利要求9所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,其中将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
11.根据权利要求9所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
12.根据权利要求9所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述在所述体声波谐振器的边缘形成包括间断式分布的多个子框架结构的框架结构包括:将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的非连接边的有效区域包括间断式分布的第一多个子框架结构,以及将所述框架结构形成为在所述体声波谐振器的连接边的有效区域包括间断式分布的第二多个子框架结构,其中
将所述第一多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第一多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um,
将所述第二多个子框架结构中的每一个的横向宽度设置为0.1um至10um,以及
将所述第二多个子框架结构彼此之间的间隔的横向宽度设置为0.1um至10um。
13.根据权利要求9所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,在所述压电层(13)的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
14.根据权利要求9所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,在所述顶电极(16)的至少部分上形成所述框架结构,从而在所述体声波谐振器的上表面与所述框架结构对应的位置形成凸起状结构。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,所述方法还包括:形成空气环结构(14),形成在所述体声波谐振器的边缘,其中所述空气环结构(14)和所述框架结构或所述顶电极(16)配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构,所述空气环结构(14)和所述框架结构或所述顶电极(16)配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。
16.根据权利要求9至14中任一项所述的制备体声波谐振器的方法,其特征在于,子框架结构的侧面的刻蚀角度α为60°至120°。
17.一种滤波器,其特征在于,包括根据权利要求1-8中任一项所述的体声波谐振器。
18.一种电子设备,其特征在于,包括根据权利要求1-8中任一项所述的体声波谐振器或者包括根据权利要求17所述的滤波器。
CN202211609919.1A 2022-12-14 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备 Active CN117081533B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211609919.1A CN117081533B (zh) 2022-12-14 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211609919.1A CN117081533B (zh) 2022-12-14 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117081533A true CN117081533A (zh) 2023-11-17
CN117081533B CN117081533B (zh) 2024-06-04

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180309427A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Bulk acoustic wave resonator
CN111313859A (zh) * 2019-11-29 2020-06-19 天津大学 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备
CN111786645A (zh) * 2020-05-07 2020-10-16 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器、滤波器、电子设备和调整机电耦合系数的方法
CN114070251A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 诺思(天津)微系统有限责任公司 压电层双侧设置声学结构的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114070233A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 诺思(天津)微系统有限责任公司 降低寄生模式的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114257204A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 诺思(天津)微系统有限责任公司 具有声阻层的体声波谐振器及其组件和制造方法、滤波器和电子设备
CN114389559A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备
CN115622526A (zh) * 2022-10-20 2023-01-17 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法
CN117013978A (zh) * 2022-12-14 2023-11-07 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN117013979A (zh) * 2022-12-14 2023-11-07 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN117176101A (zh) * 2022-10-27 2023-12-05 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180309427A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd Bulk acoustic wave resonator
CN111313859A (zh) * 2019-11-29 2020-06-19 天津大学 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备
CN111786645A (zh) * 2020-05-07 2020-10-16 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器、滤波器、电子设备和调整机电耦合系数的方法
CN114070251A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 诺思(天津)微系统有限责任公司 压电层双侧设置声学结构的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114070233A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 诺思(天津)微系统有限责任公司 降低寄生模式的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114257204A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 诺思(天津)微系统有限责任公司 具有声阻层的体声波谐振器及其组件和制造方法、滤波器和电子设备
CN114389559A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 诺思(天津)微系统有限责任公司 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备
CN115622526A (zh) * 2022-10-20 2023-01-17 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法
CN117176101A (zh) * 2022-10-27 2023-12-05 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN117013978A (zh) * 2022-12-14 2023-11-07 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN117013979A (zh) * 2022-12-14 2023-11-07 北京芯溪半导体科技有限公司 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111865248B (zh) 谐振器组件及其制造方法、半导体器件、电子设备
CN110061712B (zh) 包括环形凸起梁檐结构的声学谐振器、滤波器和电子设备
CN113497596B (zh) 体声波谐振器、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备
CN112383286B (zh) 体声波谐振器组件及其制造方法、滤波器及电子设备
CN111756351B (zh) 体声波谐振器及其制造方法、滤波器和电子设备
CN112087216B (zh) 具有声学孔的体声波谐振器及组件、滤波器及电子设备
CN114070224A (zh) 带声学解耦层的体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备
CN114070233A (zh) 降低寄生模式的体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114257198A (zh) 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
CN113630099A (zh) 体声波谐振器及制造方法、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备
WO2022062910A1 (zh) 体声波谐振器及组件、机电耦合系数差值调整方法、滤波器、电子设备
WO2022083352A1 (zh) 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备
CN111917393B (zh) 体声波谐振器及制造方法、体声波谐振器组件、滤波器及电子设备
CN114744974A (zh) 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备
CN117081533B (zh) 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN115622526A (zh) 一种体声波谐振器及其制备方法
EP3907884A1 (en) Apparatus and method for adjusting performance of acoustic resonator on the basis of beam and eave dimension
CN115498096A (zh) 半导体器件及其制造方法、具有半导体器件的电子设备
CN117559939A (zh) 体声波谐振器及其形成方法、滤波器
CN117081533A (zh) 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
CN115882812A (zh) 选择凸起结构的角度以提升性能的体声波谐振器
CN116208113A (zh) 中空底电极彼此绝缘的体声波谐振器组件
CN117013979B (zh) 一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备
WO2022037572A1 (zh) 顶电极具有上下空隙的体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备
CN115276598A (zh) 体声波谐振器及制造方法、滤波器及电子设备

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