CN117097296B - 声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器 - Google Patents

声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器 Download PDF

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Abstract

一种声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器,声表面波谐振器装置包括:压电基板;叉指换能器,设置于压电基板上,且包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,每个叉指电极结构包括彼此相连的叉指电极和叉指电极引出部;第一温度补偿层,设置于压电基板上,且包括主体部和凸出部,主体部覆盖叉指换能器,凸出部在垂直于压电基板的主表面的第三方向上朝向压电基板凸出于主体部,且在平行于压电基板的主表面的方向上被压电基板环绕,其中压电基板包括第一压电部和第二压电部,第一压电部的第一压电表面和第二压电部的第二压电表面各自连续延伸且分别接触第一叉指电极结构的第一电极表面和第二叉指电极结构的第二电极表面。

Description

声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器
技术领域
本公开的实施例涉及一种声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器。
背景技术
随着移动通讯技术快速发展,以谐振器为基本单元的滤波器越来越广泛且大量的应用在智能手机等通讯装置中。声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)滤波器作为一种声波滤波器具有体积小、质量轻等优点,在目前的通讯装置中得到广泛应用,其中温度补偿型声表面波(temperature compensated SAW, TC-SAW)滤波器具有高品质因子、低损耗、低温漂的特点,因而具有优越的性能。如何通过温度补偿层来提高滤波器的谐振频率温度系数是本领域的重要研究课题。
发明内容
根据本公开的至少一个实施例提供一种声表面波谐振器装置,包括:压电基板;叉指换能器,设置于所述压电基板上,且包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,所述第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,所述第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;所述第一叉指电极和所述第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列;第一温度补偿层,设置于所述压电基板上,且包括主体部和凸出部,所述主体部覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,所述凸出部在垂直于所述压电基板的主表面的第三方向上朝向所述压电基板凸出于所述主体部,且在平行于所述压电基板的主表面的方向上被所述压电基板环绕,其中所述压电基板包括第一压电部和第二压电部,所述第一压电部的第一压电表面和所述第二压电部的第二压电表面分别接触所述第一叉指电极结构的第一电极表面和所述第二叉指电极结构的第二电极表面,并分别沿着所述第一电极表面和所述第二电极表面连续延伸。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一叉指电极结构与所述第一压电部之间的接触面积等于所述第一电极表面的面积;或所述第二叉指电极结构与所述第二压电部之间的接触面积等于所述第二电极表面的面积。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一压电表面和所述第二压电表面被所述第一温度补偿层的所述凸出部间隔开。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述压电基板还包括第三压电部,所述第三压电部在所述第三方向上与所述第一温度补偿层的所述凸出部交叠;且所述第一压电部的高度和所述第二压电部的高度大于所述第三压电部的高度。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述凸出部在所述第三方向上靠近所述压电基板一侧的表面与所述第三压电部接触,且所述凸出部的侧壁与所述第一压电部和所述第二压电部接触。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一压电部和所述第二压电部被所述第三压电部间隔开。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层与所述压电基板的接触面积大于所述第三压电部在所述压电基板的主表面上的正投影面积。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层的所述凸出部在所述压电基板的主表面上的正投影与所述叉指换能器在所述压电基板的所述主表面上的正投影偏置。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层的所述凸出部包括主凸起和多个子凸起,所述主凸起与所述主体部相连,所述多个子凸起在所述第三方向上位于所述主凸起的远离所述主体部的一侧,且嵌置于所述压电基板的第三压电部中。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述多个子凸起中的部分子凸起沿所述第一方向间隔排列,且所述部分子凸起在所述压电基板的主表面上的正投影在所述第二方向上位于相邻的所述第一叉指电极和所述第二叉指电极在所述压电基板的所述主表面上的正投影之间。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,从俯视图来看,所述第一压电部的轮廓形状与所述第一叉指电极结构的轮廓形状相同,所述第二压电部的轮廓形状与所述第二叉指电极结构的轮廓形状相同。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一压电部包括分别与所述第一叉指电极和所述第一叉指电极引出部接触的第一条状压电部和第一块状压电部,且所述第一条状压电部和所述第一块状压电部直接相连;或者所述第二压电部包括分别与所述第二叉指电极和所述第二叉指电极引出部接触的第二条状压电部和第二块状压电部,且所述第二条状压电部和所述第二块状压电部直接相连。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层包括第一温度补偿子层和第二温度补偿子层,所述第一温度补偿子层至少位于所述主体部中,且覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,并将所述叉指换能器和所述第二温度补偿子层间隔开。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿子层还延伸至覆盖压电基板的部分表面,并将所述第二温度补偿子层和所述压电基板间隔开。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿子层具有开口,且所述第二温度补偿子层穿过所述开口以与所述压电基板接触。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层的所述凸出部包括所述第一温度补偿子层的部分和所述第二温度补偿子层的部分;所述第一温度补偿子层的所述部分覆盖所述第一压电部的侧壁和所述第二压电部的侧壁;所述第二温度补偿子层的所述部分与所述压电基板的第三压电部直接接触。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,所述第一温度补偿层的所述凸出部包括所述第二温度补偿子层的部分,所述第二温度补偿子层的所述部分位于所述压电基板的第三压电部上,且接触所述第一压电部的侧壁和所述第二压电部的侧壁。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,还包括:杂波抑制结构,设置于所述第一温度补偿层的远离所述压电基板的一侧。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置中,还包括:第二温度补偿层,设置于所述第一温度补偿层的远离所述压电基板的一侧,且覆盖所述杂波抑制结构。
本公开实施例提供一种滤波器,包括上述任一项所述的声表面波谐振器装置。
本公开实施例提供一种声表面波谐振器装置的制造方法,包括:提供压电基板;在所述压电基板上形成叉指换能器,所述叉指换能器包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,所述第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,所述第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;所述第一叉指电极和所述第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列,其中所述压电基板具有第一压电区域、第二压电区域和第三压电区域,所述第一压电区域和所述第二压电区域分别被所述第一叉指电极结构和所述第二叉指电极结构覆盖,且所述第三压电区域被所述叉指换能器暴露出;使用所述叉指换能器作为刻蚀掩膜对所述压电基板进行刻蚀工艺,以移除所述压电基板的位于所述第三压电区域的一部分,在进行所述刻蚀工艺后,所述压电基板包括分别位于所述第一压电区域、第二压电区域和所述第三压电区域的第一压电部、第二压电部和第三压电部,且所述第三压电部的高度小于所述第一压电部和所述第二压电部的高度;以及在所述压电基板上形成第一温度补偿层,其中所述第一温度补偿层包括主体部和凸出部,所述主体部覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,所述凸出部在垂直于所述压电基板的主表面的第三方向上朝向所述压电基板凸出于所述主体部,且在平行于所述压电基板的主表面的方向上被所述压电基板环绕。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,所述压电基板的位于所述第一压电区域和所述第二压电区域的部分在所述刻蚀工艺中不被移除。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,所述刻蚀工艺仅使用所述叉指换能器作为刻蚀掩膜,且所述第三压电部在不同区域被移除的部分的高度相同。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,所述刻蚀工艺包括:使用所述叉指换能器作为第一刻蚀掩模进行第一刻蚀工艺,以移除所述压电基板的被所述叉指换能器暴露出的部分;以及使用所述叉指换能器和附加掩膜共同作为第二刻蚀掩膜进行第二刻蚀工艺,所述附加掩膜包括多个掩膜开口,所述多个掩膜开口暴露出所述第三压电区域的一些部分,所述第二刻蚀工艺进一步移除所述第三压电部的被所述第二刻蚀掩模暴露出的部分。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,形成所述第一温度补偿层包括:形成第一温度补偿子层,以至少覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面;以及在压电基板和所述第一温度补偿子层上形成第二温度补偿子层。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,形成所述第一温度补偿子层包括:在所述压电基板和所述叉指换能器上形成所述第一温度补偿子层;以及在所述第一温度补偿子层中形成开口,以暴露出所述压电基板的位于所述第三压电区域中的部分。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,所述第一温度补偿子层和所述第二温度补偿子层均是在所述刻蚀工艺之后形成。
根据本公开至少一个实施例提供的声表面波谐振器装置的制造方法中,所述第一温度补偿子层是在所述刻蚀工艺之前形成,且所述第二温度补偿子层是在所述刻蚀工艺之后形成
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。
图1A示出根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性俯视图;图1B和图1C分别示出沿图1A的线B-B’和线C-C’截取的根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。
图2至图13示出根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置的制造方法中各个步骤的中间结构的示意图,其中图2、图3、图4A、图5A、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13分别示出所述制造方法中对应图1A的线B-B’截取的各个步骤的中间结构的示意性截面图;图4B和图5B分别对应图4A和图5A示出在刻蚀工艺前后压电基板的俯视图。
图14示出根据本公开另一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。
图15示出根据本公开又一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。
图16A至图16C示出根据本公开又一些实施例的声表面波谐振器装置的制造方法中各个步骤的中间结构的示意性截面图。
图17A示出根据本公开再一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性俯视图;图17B示出沿图17A的线I-I’截取的根据本公开再一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
本公开实施例提供一种声表面波谐振器装置及其制造方法、滤波器,所述声表面波谐振器装置包括:压电基板;叉指换能器,设置于压电基板上,且包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;第一叉指电极和第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列;第一温度补偿层,设置于压电基板上,且包括主体部和凸出部,主体部覆盖叉指换能器的侧壁及其远离压电基板一侧的表面,凸出部在垂直于压电基板的主表面的第三方向上朝向压电基板凸出于主体部,且在平行于压电基板的主表面的方向上被压电基板环绕,其中压电基板包括第一压电部和第二压电部,第一压电部的第一压电表面和第二压电部的第二压电表面分别接触第一叉指电极结构的第一电极表面和第二叉指电极结构的第二电极表面,并分别沿着第一电极表面和第二电极表面连续延伸。
在本公开实施例中,通过声表面波谐振器的上述设置,可至少达到以下技术效果:通过将第一温度补偿层设置成具有所述凸出部,可提高温度补偿层与压电基板之间的接触面积,从而提高谐振器装置及包括其的滤波器的频率温度系数(temperature coefficientof frequency,TCF);而且,压电基板的第一压电部和第二压电部的分别与第一电极结构和第二电极结构的电极表面接触的压电表面各自设置成连续延伸,可确保叉指换能器与压电基板之间声电换能的稳定性、可靠性等性能。也就是说,本公开实施例可在提高谐振器装置及包括其的滤波器的频率温度系数的同时确保声电换能的稳定性、可靠性等性能。
图1A示出根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性俯视图;图1B和图1C分别示出沿图1A的线B-B’和线C-C’截取的根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。
参考图1A至图1C,在一些实施例中,声表面波谐振器装置500a可为或包括温度补偿型声表面波(temperature compensated SAW, TC-SAW)谐振器。举例来说,声表面波谐振器装置500a包括压电基板100、叉指换能器(interdigital transducer,IDT)105、温度补偿结构TC、第一导电连接件121、第二导电连接件112b以及钝化层116。温度补偿结构TC可为单层或多层结构。在一些实施例中,温度补偿结构TC为包括多个温度补偿层的多层结构,例如,温度补偿结构TC可包括第一温度补偿层108和第二温度补偿层110。
在一些实施例中,叉指换能器105设置于压电基板100的一侧,且包括第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102。第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102彼此电性隔离。例如,第一叉指电极结构101包括一或多个第一叉指电极101a和第一叉指电极引出部101b;第二叉指电极结构102包括一或多个第二叉指电极102a和第二叉指电极引出部102b。第一叉指电极101a和第二叉指电极102a可彼此大致平行的沿第一方向D1延伸,并沿第二方向D2交替排列且彼此间隔开。第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b在第一方向D1上位于多个叉指电极的相对两侧,并与相应的叉指电极连接。
例如,多个第一叉指电极101a沿第二方向D2间隔排列,且通过第一叉指电极引出部101b彼此电连接;多个第二叉指电极102a沿第二方向D2间隔排列,且通过第二叉指电极引出部102b彼此电连接。在第一叉指电极101a和第二叉指电极102a中,每个叉指电极具有在第一方向D1上彼此相对的第一边缘和第二边缘。例如,多个第一叉指电极101a的第一边缘与第一叉指电极引出部101b连接,且多个第一叉指电极101a的第二边缘面向第二叉指电极引出部102b并与第二叉指电极引出部102b间隔开。多个第二叉指电极102a的第一边缘与第二叉指电极引出部102b连接,且多个第二叉指电极102a的第二边缘面向第一叉指电极引出部101b并与第一叉指电极引出部101b间隔开。
第一温度补偿层108设置于压电基板100上,且包括主体部108a和凸出部108b,主体部108a覆盖叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面,凸出部108b在垂直于压电基板100主表面的第三方向D3上朝向压电基板100凸出于所述主体部108a,且在平行于压电基板100主表面的方向(例如,包括第一方向D1和第二方向D2的水平方向)上被压电基板100环绕。在本文中,压电基板的主表面可为其靠近叉指换能器且沿图中所示的水平方向延伸的表面(即,图中所示的顶表面的水平延伸部分),或者也可为压电基板的远离叉指换能器一侧的表面(即,图中所示的底表面)。第三方向D3垂直于第一方向D1和第二方向D2所在的平面;例如,在一些示例中,第一方向D1和第二方向D2为水平方向,且第三方向D3为垂直方向。
在一些实施例中,压电基板100包括第一压电部100a、第二压电部100b和第三压电部100c;第一压电部100a和第二压电部100b分别被叉指换能器的第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102覆盖,第三压电部100c被叉指换能器105暴露出,且被第一温度补偿层108的凸出部108b覆盖。即,第一压电部100a、第二压电部100b和第三压电部100c可分别在第三方向D3上与第一叉指电极结构101、第二叉指电极结构102和第一温度补偿层108的凸出部108b交叠。例如,第一压电部100a的第一压电表面(即,图中所示的顶表面)与第一叉指电极结构101的第一电极表面(即,图中所示的底表面)接触;第二压电部100b的第二压电表面(即,图中所示的顶表面)与第二叉指电极结构102的第二电极表面(即,图中所示的底表面)接触,第一压电表面和第二压电表面分别沿着第一电极表面和第二电极表面连续延伸。第一温度补偿层的凸出部的至少部分可在平行于压电基板主表面的方向上位于第一压电表面和第二压电表面之间,且将第一压电表面和第二压电表面间隔开。
在一些实施例中,叉指换能器105与压电基板100之间的接触面积大致等于叉指换能器105的靠近压电基板一侧的表面(即,图中所示的底表面)的面积。具体来说,第一叉指电极结构101与压电基板100的第一压电部100a之间的接触面积大致等于第一叉指电极结构101的靠近压电基板一侧的表面(即,所述第一电极表面)的面积。第二叉指电极结构102与压电基板100的第二压电部100b之间的接触面积可大致等于第二叉指电极结构102的靠近压电基板一侧的表面(即,所述第二电极表面)的面积。
例如,第一电极表面包括第一叉指电极101a和第一叉指电极引出部101b的靠近压电基板100一侧的表面,且第一压电表面的面积可大致等于第一电极表面的面积。第二电极表面包括第二叉指电极102a和第二叉指电极引出部102b的靠近压电基板100一侧的表面,且第二压电表面的面积可大致等于第二电极表面的面积。在一些实施例中,第一压电部100a的所述第一压电表面和第二压电部100b的所述第二压电表面可被第一温度补偿层108的凸出部108b间隔开。
在一些实施例中,第一压电部100a和第二压电部100b可具有彼此大致相同的第一高度H1,第三压电部100c具有第二高度H2,且所述第一高度H1大于第二高度H2。在本文中,各个压电部的高度是指其在第三方向D3上的厚度,即,所述压电部的顶表面和底表面之间在第三方向D3上的距离。第一温度补偿层108的凸出部108b在第三方向D3上的厚度大致等于第一高度H1和第二高度H2之差。在一些实施例中,第一高度H1和第二高度H2之差相对于第一高度H1的比值可大于零,且小于等于1/3。将第一高度H1和第二高度H2之差设置在上述范围可在提高谐振器装置的温度补偿性能的同时保证压电基板的结构稳定性以及叉指换能器与压电基板之间的声电换能的可靠性和稳定性等性能。
换句话说,第一压电部100a和第二压电部100b具有压电凸起100p,压电凸起100p在垂直于压电基板主表面的第三方向上相对于第三压电部100c的主表面朝向叉指换能器105凸起。压电凸起100p在第三方向上的厚度大致等于第一高度H1和第二高度H2之差。
在一些实施例中,叉指换能器105的侧壁可与压电凸起100p的相应侧壁在第三方向上大致对齐。例如,第一叉指电极结构101的侧壁可与第一压电部100a的压电凸起100p的侧壁在第三方向上大致对齐;第二叉指电极结构102的侧壁可与第二压电部100b的压电凸起100p的侧壁在第三方向上大致对齐,但本公开并不以此为限。
第一温度补偿层108的凸出部108b在垂直于压电基板主表面的第三方向D3上位于第三压电部100c上,且在平行于压电基板主表面的方向(例如,包括第一方向D1和第二方向D2的水平方向)上位于第一压电部100a和第二压电部100b的侧边。也就是说,第一温度补偿层108的凸出部108b可在平行于压电基板主表面的方向上与第一压电部100a和第二压电部100b的部分(例如,压电凸起100p)交叠。
例如,第一温度补偿层108的凸出部108b在第三方向D3上靠近压电基板一侧的表面(即,图中所示的底表面)与第三压电部100c接触,且凸出部108b的侧壁与第一压电部100a和第二压电部100b接触,例如与第一压电部和第二压电部的压电凸起100p的侧壁接触。也就是说,第一温度补偿层108与压电基板100之间的接触面积大于第三压电部100c在压电基板100的主表面上的正投影面积,第三压电部的所述正投影面积大致等于其顶表面面积。在本公开实施例中,将第一温度补偿层108设置成具有凸出部,并将该凸出部嵌置于压电基板中,使得凸出部的侧壁及其在第三方向上靠近压电基板的表面均与压电基板接触,从而提高了温度补偿层与压电基板之间的接触面积,因此有利于提高谐振器装置及包括其的滤波器的频率温度系数。
在一些实施例中,第一温度补偿层108的凸出部108b以及第三压电部100c在压电基板100的主表面(例如,图中所示的底表面)上的正投影与叉指换能器105在压电基板100的所述主表面上的正投影偏置,即,不交叠。凸出部108b和第三压电部100c的所述正投影可与叉指换能器105的所述正投影相接。如此设置可确保与叉指换能器的各个叉指电极结构接触的压电部是连续的,从而确保叉指换能器声电换能的稳定性和可靠性等性能,同时还可最大化温度补偿层与压电基板之间的接触面积,提高谐振器装置和滤波器的频率温度系数。
图5B示出压电基板100的俯视图,其中还示出叉指换能器在压电基板的正投影。
参考图1A、图1B和图5B,在一些实施例中,从俯视图来看,第一压电部100a的轮廓形状可与第一叉指电极结构101的轮廓形状大致相同,第二压电部100b的轮廓形状可与第二叉指电极结构102的轮廓形状大致相同。也就是说,第一压电部100a和第二压电部100b在压电基板主表面上的正投影的轮廓形状可分别与第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102在压电基板主表面上的正投影的轮廓形状大致相同。例如,第一压电部100a和第二压电部100b在压电基板的远离叉指换能器一侧的主表面上的正投影可分别与第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102在压电基板的所述主表面上的正投影重合。第三压电部100c为压电基板100的除第一压电部和第二压电部之外的其他部分,第三压电部100c的部分可位于第一压电部和第二压电部之间,使得第一压电部100a和第二压电部100b可被第三压电部100c间隔开;第三压电部100c还可位于靠近压电基板100边缘的区域。
例如,在第一压电部100a和第二压电部100b中,每个压电部包括一或多个条状压电部和一个块状压电部,其中条状压电部与相应的叉指电极一一对应设置且彼此接触,相应的条状压电部和叉指电极在压电基板主表面上的正投影可彼此重合,且可具有彼此大致相同的正投影面积;所述条状压电部和叉指电极的相应侧壁在第三方向上彼此大致对齐;所述块状压电部与相应的叉指电极引出部对应设置且彼此接触,相应的块状压电部与叉指电极引出部在压电基板主表面上的正投影彼此重合,且可具有彼此大致相同的正投影面积;所述块状压电部和叉指电电极引出部的相应侧壁可在第三方向上彼此大致对齐。
例如,第一压电部100a可包括分别与一或多个第一叉指电极101a和第一叉指电极引出部101b对应设置且接触的一或多个第一条状压电部100a1和第一块状压电部100a2;第二压电部100b可包括分别与一或多个第二叉指电极102a和第二叉指电极引出部102b对应设置且接触的一或多个第二条状压电部100b1和第二块状压电部100b2。第一条状压电部100a1和第一块状压电部100a2直接相连,即,第一压电部100a为压电基板中连续的一部分。第二条状压电部100b1和第二块状压电部100b2直接相连,即,第二压电部100b为压电基板中连续的一部分。
参考图1A至图1C,声表面波谐振器装置500a具有叉指电极区以及引出区,且引出区在第一方向D1上设置在叉指电极区的相对两侧。多个叉指电极设置在叉指电极区中。第一叉指电极引出部101a和第二叉指电极引出部102b分别设置在叉指电极区相对两侧的引出区中。例如,叉指电极区可包括叉指电极主体区BR、第一末端区ER1、第二末端区ER2、第一延伸区GR1和第二延伸区GR2。第一末端区ER1和第二末端区ER2在第一方向D1上位于叉指电极主体区BR的相对两侧且与叉指电极主体区BR相连;第一延伸区GR1在第一方向D1上位于第一末端区ER1的远离叉指电极主体区BR的一侧,且位于第一末端区ER1和第一引出区之间;第二延伸区GR2在第一方向D1上位于第二末端区ER2的远离叉指电极主体区BR的一侧,且位于第二末端区ER2和第二引出区之间。
在一些实施例中,每个叉指电极均包括位于叉指电极主体区BR中的中心部、位于第一末端区ER1和第二末端区ER2之一中的第一末端部、位于第一末端区ER1和第二末端区ER2之另一中的第二末端部以及位于第一延伸区GR1和第二延伸区GR2之一的延伸部。在每个叉指电极中,第一末端部和第二末端部在第一方向(例如,方向D1)上位于中心部的相对两侧,且延伸部位于第一末端部的远离中心部的一侧,并与相应的叉指电极引出部连接。应理解,每个叉指电极的中心部、第一末端部、第二末端部、延伸部彼此连接且是连续的,且可为一体成型的。在一些实施例中,在每个叉指电极结构中,叉指电极和叉指电极引出部也可为一体成型的。叉指电极的第一末端部和第二末端部可统称为叉指电极的末端部分。
例如,第一叉指电极101a包括中心部1a、第一末端部1b、第二末端部1c和延伸部1d;第二叉指电极102a包括中心部2a、第一末端部2b、第二末端部2c和延伸部2d。第一叉指电极101a的中心部1a和第二叉指电极102a的中心部2a在叉指电极主体区BR中沿第二方向D2交替排列。第一叉指电极101a的第一末端部1b和第二叉指电极102a的第二末端部2c在第一末端区ER1中沿第二方向D2交替排列。第一叉指电极101a的第二末端部1c和第二叉指电极102a的第一末端部2b在第二方向D2上交替排列。第一叉指电极101a的延伸部1d位于第一延伸区GR中;第二叉指电极102a不包括设置在第一延伸区GR1中的部分,且第二叉指电极102a通过第一延伸区GR1与第一叉指电极引出部101b间隔开。第二叉指电极102a的延伸部2d位于第二延伸区GR2中;第一叉指电极101a可不包括设置在第二延伸区GR2中的部分,且第一叉指电极101a通过第二延伸区GR2与第二叉指电极引出部102b间隔开。
参考图1A至图1C以及图5B,在一些实施例中,压电基板100的第一压电部100a在叉指电极主体区BR、第一末端区ER1、第二末端区ER2、第一延伸区GR1和第一引出区内连续延伸,且每个第一叉指电极101a的中心部1a、第一末端部1b、第二末端部1c和延伸部1d均与第一压电部100a的第一条状压电部100a1接触;第一叉指电极引出部101b与第一压电部100a的第一块状压电部100a2接触;第一叉指电极101a与第一压电部100a之间的接触界面和第一叉指电极引出部101b与第一压电部100a之间的接触界面是彼此连接而连续的。
类似的,压电基板100的第二压电部100a在叉指电极主体区BR、第一末端区ER1、第二末端区ER2、第二延伸区GR2和第二引出区内连续延伸,且每个第二叉指电极102a的中心部2a、第一末端部2b、第二末端部2c和延伸部2d均与第二压电部100a的第二条状压电部100a2接触;第二叉指电极引出部102b与第二压电部100b的第二块状压电部100b2接触;第二叉指电极102a与第二压电部100b之间的接触界面和第二叉指电极引出部102b与第二压电部100b之间的接触界面是彼此连接而连续的。
在本公开实施例中,将叉指换能器中第一叉指电极结构和第二叉指电极结构各自与压电基板的接触界面设置为连续的,可保证谐振器装置在声电换能方面的性能,避免因设置温度补偿层的凸出部而对叉指换能器的性能产生不利影响。
继续参考图1A至图1C,在一些实施例中,声表面波谐振器装置500a还包括杂波抑制结构109,以抑制杂散模态的横波(即,杂波)的形成和/或传播。杂波抑制结构109设置于第一温度补偿层108的远离压电基板100的一侧,且可包括第一杂波抑制层109a和第二杂波抑制层109b。第一杂波抑制层109a和第二杂波抑制层109b可分别设置在叉指电极区的第一末端区ER1和第二末端区ER2中,沿第二方向D2延伸跨过多个叉指电极的末端部分。例如,第一杂波抑制层109a可与多个第一叉指电极101a的第一末端部1b、多个第二叉指电极102a的第二末端部2c在第三方向D3上交叠,且可与第一温度补偿层108的凸出部108b的部分(例如,在第二方向上位于相邻叉指电极的末端部之间的部分)在第三方向D3上交叠;第二杂波抑制层109b可与多个第一叉指电极102a的第二末端部1c、多个第二叉指电极的第一末端部2b在第三方向D3上交叠,且可与第一温度补偿层108的凸出部102a的部分(例如,在第二方向上位于相邻叉指电极的末端部分之间的部分)在第三方向D3上交叠。在一些实施例中,杂波抑制结构109可包括金属结构,所述金属结构可为电性浮置的,即与叉指换能器等电性隔离,但本公开并不以此为限。
在一些实施例中,第一杂波抑制层109a可具有在第三方向D3上与第二叉指电极102a的侧壁对齐的侧壁,第二杂波抑制层109b可具有在第三方向D3上与第一叉指电极101a的侧壁对齐的侧壁,但本公开并不以此为限。
在一些实施例中,温度补偿结构TC可还包括第二温度补偿层110。杂波抑制结构109可嵌置于温度补偿结构TC中,例如位于第一温度补偿层108和第二温度补偿层110之间。例如,第二温度补偿层110设置于第一温度补偿层108的远离压电基板100的一侧,且覆盖杂波抑制结构109的侧壁及其远离压电基板一侧的表面。
在一些实施例中,声表面波谐振器装置可还包括第一导电连接件121和第二导电连接件122。第一导电连接件121和第二导电连接件122分别设置于第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b的远离压电基板100的一侧,并分别与第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b电性连接。第一导电连接件121和第二导电连接件122可分别在垂直于压电基板100的主表面的第三方向D3上与第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b至少部分交叠。例如,第一导电连接件121在压电基板100上的正投影可位于第一叉指电极引出部101b在压电基板100上的正投影范围内;第二导电连接件122在压电基板100上的正投影可位于第二叉指电极引出部102b在压电基板100上的正投影范围内,但本公开并不以此为限。在本文中,两个构件在某一方向上彼此交叠是指所述两个构件在垂直于该方向的平面上的正投影彼此交叠;例如,两个构件在垂直于压电基板主表面的方向上彼此交叠是指所述两个构件在压电基板主表面上的正投影彼此交叠。
在一些实施例中,声表面波谐振器装置500a可还包括钝化层116,钝化层116可设置于温度补偿结构TC的远离压电基板的一侧,且覆盖第一导电连接件121和第二导电连接件122的部分表面。钝化层116可具有多个开口,所述多个开口分别暴露出第一导电连接件121和第二导电连接件122的远离压电基板100一侧的部分表面,以提供外部连接窗口。在一些实施例中,第二温度补偿层110可省略,即温度补偿结构TC可仅包括第一温度补偿层108,且钝化层116可形成在第一温度补偿层108的远离压电基板的一侧,并覆盖杂波抑制结构109,但本公开并不以此为限。
本公开实施例提供一种声表面波谐振器装置的制造方法,包括:提供压电基板;在压电基板上形成叉指换能器,叉指换能器包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;第一叉指电极和第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列,其中压电基板具有第一压电区域、第二压电区域和第三压电区域,第一压电区域和第二压电区域分别被第一叉指电极结构和第二叉指电极结构覆盖,且第三压电区域被叉指换能器暴露出;使用叉指换能器作为刻蚀掩膜对压电基板进行刻蚀工艺,以移除压电基板的位于第三压电区域的一部分,在进行刻蚀工艺后,压电基板包括分别位于第一压电区域、第二压电区域和第三压电区域的第一压电部、第二压电部和第三压电部,且第三压电部的高度小于第一压电部和第二压电部的高度;以及在压电基板上形成第一温度补偿层,其中第一温度补偿层包括主体部和凸出部,主体部覆盖叉指换能器的侧壁及其远离压电基板一侧的表面,凸出部在垂直于压电基板的主表面的第三方向上朝向压电基板凸出于主体部,且在平行于压电基板的主表面的方向上被压电基板环绕。以下结合附图对本公开实施例的声表面波谐振器装置的制造方法进行示例说明。
图2至图13示出根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置500a的制造方法中各个步骤的中间结构的示意图,其中图2、图3、图4A、图5A以及图6至图13分别示出所述制造方法中对应图1A的线B-B’截取的各个步骤的中间结构的示意性截面图;图4B和图5B分别对应图4A和图5A示出在刻蚀工艺前后压电基板的俯视图。
参考图2,提供压电基板100,压电基板100可包括压电晶体、压电陶瓷等合适的压电材料。举例来说,压电基板100的材料可包括氮化铝(AlN)、经掺杂的氮化铝、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、其类似物或其组合。在一些实施例中,压电基板100可为单层结构或多层结构,例如可为压电薄膜复合结构,例如是钽酸锂压电薄膜/二氧化硅/硅衬底的复合结构。在一些实施例中,压电基板100可为单晶压电基板。然而,本公开并不以此为限。
在压电基板100上形成掩膜层60,掩膜层60可为或包括图案化的光刻胶层;例如,掩膜层60可通过以下工艺形成:在压电基板100上涂覆或沉积形成掩膜材料层(例如,包括光刻胶层),且接着对所述掩膜材料层进行包括曝光和显影的光刻工艺,以将掩膜材料层图案化并形成掩膜层60。在一些实施例中,掩膜层60具有与后续形成的叉指换能器对应的图形。例如,掩膜层60具有多个掩膜开口,且多个掩膜开口的图形与叉指换能器的图形一致。
参考图3,在压电基板100和掩膜层60上形成电极材料层,电极材料层形成在掩膜层60的开口中以及掩膜层60的远离压电基板100一侧的表面上;电极材料层的形成在掩膜层60的掩膜开口中的部分构成叉指换能器105;电极材料层的形成在掩膜层60的远离压电基板100一侧的表面上的部分为牺牲部分103,且将在后续工艺中被移除。
在一些实施例中,电极材料层可包括金属材料,例如可包括Ti、Cr、Ag、Cu、Mo、Pt、W、Al等金属材料中的一或多者。电极材料层可为单层或多层结构,例如可为上述金属材料中的两者或两者以上的组合叠层。可通过蒸镀等沉积工艺来形成电极材料层,但本公开并不以此为限。
参考图3和图4A,移除掩膜层60以及电极材料层的牺牲部分103,余留下的电极材料层构成包括第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102的叉指换能器105。在一些示例中,掩膜层60包括光刻胶材料,且可通过剥离(lift-off)工艺移除掩膜层60及其上方的电极材料层的牺牲部分103。
在图3至图4A所示出的实施例中,采用光刻胶剥离工艺来实现对电极材料层的图案化,以形成叉指换能器105,但本公开并不以此为限。在另一些实施例中,也可通过在压电基板100上先形成整层的电极材料层,接着在电极材料层上形成图案化的掩膜层,之后将图案化的掩膜层作为刻蚀掩膜对电极材料层进行刻蚀,从而将电极材料层图案化成叉指换能器;之后移除图案化的掩膜层。
图4B示出对应图4A的步骤中压电基板100的俯视图。参考图4A和图4B,压电基板100包括第一压电区域R1、第二压电区域R2和第三压电区域R3。第一压电区域R1为压电基板100的与第一叉指电极结构101的第一电极表面(即,图4A中所示的底表面)接触的区域;第二压电区域R2为压电基板100的与第二叉指电极结构102的第二电极表面(即,图4A中所示的底表面)接触的区域;第三压电区域R3为压电基板100的除第一压电区域R1和第二压电区域R2以外的其他区域,且第三压电区域R3的压电表面不与叉指换能器105接触,而是被叉指换能器105暴露出来。
第一叉指电极结构101在压电基板100的主表面上的正投影与第一压电区域R1重合,且两者具有相同的面积;第二叉指电极结构102在压电基板100的主表面上的正投影与第二压电区域R2重合,且两者具有相同的面积。如图4B所示,虚线框所示出的第一压电区域R1和第二压电区域R2也分别为第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102在压电基板100上的正投影所在的区域。第三压电区域R3在压电基板100主表面上的正投影的部分在平行于压电基板100主表面的方向(例如,包括第一方向D1和第二方向D2的水平方向)上位于第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102在压电基板100主表面的正投影之间。
例如,第一压电区域R1可包括一或多个第一条状压电区R1a和第一块状压电区R1b,第一条状压电区R1a和第一叉指电极101a一一对应,第一块状压电区R1b与第一叉指电极引出部101b对应设置。例如,在图4A所示的图中,第一条状压电区R1a和第一块状压电区R1b分别位于第一叉指电极101a和第一叉指电极引出部101b的正下方。第二压电区域R2可包括一或多个第二条状压电区R2a和第二块状压电区R2b,第二条状压电区R2a和第二叉指电极102a一一对应,第二块状压电区R2b与第二叉指电极引出部102b对应设置。例如,在图4A所示的图中,第二条状压电区R2a和第二块状压电区R2b分别位于第二叉指电极102a和第二叉指电极引出部102b的正下方。
图5A示出对压电基板100进行刻蚀后的中间结构的示意性截面图,图5B示出被刻蚀的压电基板100的示意性俯视图。为图式清楚和便于说明,图5A和图5B以及后续的图式中将压电基板100被刻蚀的部分进行图案填充并以虚线划分;应注意,此仅为便于示出压电基板100的不同部分,而并非限制压电基板100的各个部分采用不同材料或各个部分之间具有界面。应理解,压电基板100可为连续的基板,且压电基板100的各个压电部可采用相同的材料且一体成型,且各个压电部之间可不具有界面。
参考图4A和图4B至图5A和图5B,对压电基板100进行刻蚀工艺,以移除压电基板100的一部分,并在压电基板100中进行凹陷100r。在一些实施例中,可使用叉指换能器105作为刻蚀掩膜对压电基板100进行刻蚀工艺;例如,所述刻蚀工艺可为各向异性刻蚀工艺,但本公开并不以此为限。
例如,刻蚀工艺移除压电基板100的位于第三压电区域R3中的部分,使得压电基板100的所述部分的厚度(即,高度)减小,从而形成凹陷100r。压电基板的位于第一压电区域和第二压电区域的部分在所述刻蚀工艺中可实质上不被移除。在所述刻蚀工艺之后,压电基板100的位于第一压电区域R1、第二压电区域R2、第三压电区域R3中的部分分别形成第一压电部100a、第二压电部100b和第三压电部100c。第三压电部100c为第三压电区域R3中的压电基板100被刻蚀后剩余的部分,第一压电部100a和第二压电部100b在所述刻蚀工艺中实质上未被移除。第一压电部100a和第二压电部100b可具有彼此大致相同的第一高度H1,且所述第一高度H1大于第三压电部100c的第二高度H2。凹陷100r由第一压电部100a第二压电部100b的侧壁以及第三压电部100c的主表面(即,图中所示的顶表面)定义。
在替代实施例中,所述刻蚀工艺也可为各向同性刻蚀工艺,使得所述压电基板的位于第一压电区域和第二压电区域中且靠近叉指换能器边缘的部分可被所述刻蚀工艺移除,且在叉指换能器和压电基板之间形成底切区域(未示出)。
参考图5A和图6,在压电基板100和叉指换能器105上形成第一温度补偿层108,以覆盖压电基板100的被叉指换能器105暴露出的表面以及叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面。第一温度补偿层108可包括一或多种介电材料和/或半导体材料,例如可包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、非晶硅、氮化镓等材料中的一或多者。第一温度补偿层108可为单层或多层结构,例如,第一温度补偿层108可为单层结构,且包括氧化硅材料;或者第一温度补偿层108可为多层结构,且可包括氧化硅层与氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、非晶硅、氮化镓等材料形成的非氧化硅层的叠层,其中非氧化硅层至少设置在氧化硅层与叉指换能器之间;氧化硅层的厚度可大于非氧化硅层的厚度,其中氧化硅层主要用于实现温度补偿,且非氧化硅层作为保护层用于保护叉指换能器避免其在后续工艺中被氧化。
例如,可通过CVD、PVD等沉积工艺形成第一温度补偿层的一或多个材料层,接着可对所述材料层进行平坦化工艺(例如,化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)工艺),以形成具有大致平坦表面的第一温度补偿层108。
在一些实施例中,第一温度补偿层108为多层结构,且可包括第一温度补偿子层和第二温度补偿子层,第一温度补偿子层可至少位于主体部中,且覆盖叉指换能器的侧壁及其远离压电基板一侧的表面,并将叉指换能器和第二温度补偿子层间隔开。在一些实施例中,第一温度补偿子层可还延伸至覆盖压电基板的部分表面,并将第二温度补偿子层和压电基板间隔开,但本公开并不以此为限。例如,形成第一温度补偿层可包括:形成第一温度补偿子层,以至少覆盖叉指换能器的侧壁及其远离压电基板一侧的表面;以及在压电基板和第一温度补偿子层上形成第二温度补偿子层。
例如,第一温度补偿层108包括第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2;第一温度补偿子层L1可为沿着叉指换能器105和压电基板100的被叉指换能器105暴露出的表面延伸的薄层,第二温度补偿子层L2位于第一温度补偿子层L1的远离压电基板100和叉指换能器105的一侧。叉指换能器105和第二温度补偿子层L2可被位于两者之间的第一温度补偿子层L1隔开。第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2的材料不同,且第二温度补偿子层L2的温度补偿性能可大于第一温度补偿子层L1的温度补偿性能,第二温度补偿子层L2的厚度可远大于第一温度补偿子层L1的厚度,从而保证温度补偿层的温度补偿性能,提高谐振器装置的频率温度系数。
例如,第一温度补偿子层L1可为共形层(conformal layer),且与压电基板100和叉指换能器105的表面轮廓共形,但本公开并不以此为限。在一些实施例中,第二温度补偿子层L2可包括氧化硅等氧化物材料;第一温度补偿子层L1可为非氧化硅层,且可包括氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)等介电材料、非晶硅、氮化镓(GaN)等半导体材料中的一或多者;第一温度补偿子层L1可不包括氧化物材料。例如,第一温度补偿子层L1可作为保护层,保护叉指换能器105避免其被氧化,例如,可在形成第二温度补偿子层L2的过程中保护叉指换能器105,避免叉指换能器105被氧化。
举例来说,在一个示例中,第二温度补偿子层L2可为或包括氧化硅层,且通过PVD工艺沉积而形成,在PVD工艺中,使用硅靶作为溅射靶材并在沉积腔室通入适量的氧气(O2),以沉积形成氧化硅层。在此实施例中,由于在形成第二温度补偿子层L2之前先形成了第一温度补偿子层L1,且第一温度补偿子层L1完全覆盖叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面,因此在形成第二温度补偿子层L2(例如,氧化硅层)的过程中,第一温度补偿子层L1将叉指换能器105的金属材料与沉积腔室中的氧气隔绝开,从而避免叉指换能器105在形成第一温度补偿层108的过程中被氧化,进而避免由于叉指换能器105被氧化所导致的装置性能下降等问题。
在一些实施例中,第一温度补偿子层L1除了覆盖叉指换能器105的表面,还填入压电基板100的凹陷100r中,并覆盖凹陷100r的表面,即,覆盖第一压电部100a和第二压电部100b的侧壁以及第三压电部100c的主表面。如此一来,压电基板100的被叉指换能器105暴露的表面均与第二温度补偿子层L2被第一温度补偿子层L1间隔开。然而,本公开并不以此为限。
第一温度补偿子层L1可根据产品需求选择性的形成,且在另一些实施例中,可省略第一温度补偿子层L1。即,第一温度补偿层108可为单层结构,且可仅包括第二温度补偿子层L2,例如包括氧化硅层。
在叉指换能器和压电基板之间形成底切区域的替代实施例中,第一温度补偿层的凸出部也可填充至所述底切区域中,从而可进一步增加凸出部与压电基板之间的接触面积;凸出部的位于底切区域中的部分可接触叉指换能器的边缘部分的底表面。但应理解,即使凸出部与叉指换能器的边缘部分的底表面接触,压电基板的与叉指换能器直接接触的第一压电部和第二压电部各自也为连续的,以确保叉指换能器声电换能的可靠性和稳定性等性能。
参考图6,第一温度补偿层108延伸至压电基板100的凹陷100r中,且第一温度补偿层108的填充凹陷100r的部分构成第一温度补偿层108的凸出部108b,所述凸出部108b在垂直于压电基板主表面的第三方向上位于第三压电部100c的一侧,且在平行于压电基板主表面的方向(例如,包括第一方向D1和第二方向D2的水平方向)上被第一压电部100a和第二压电部100b环绕。
在一些实施例中,第一温度补偿层108的凸出部108b可包括第一温度补偿子层L1的部分,且可还包括第二温度补偿子层L2的部分,且第一温度补偿子层L1的所述部分将压电基板和第二温度补偿子层L2间隔开。然而,本公开并不以此为限。
参考图7,在第一温度补偿层108的远离压电基板100的一侧形成掩膜层62,掩膜层62可为图案化的光刻胶层,且具有与后续形成的杂波抑制结构109对应的图形。例如,掩膜层62具有多个开口,以暴露出第一温度补偿层108的远离压电基板100的部分表面,且多个开口的图形与杂波抑制结构109的图形一致。为图式简要起见,在图7和后续的图式中将第一温度补偿层108示出为单层,但应理解,第一温度补偿层108可为单层结构,也可为图6所示的多层结构。
例如,在第一温度补偿层108和掩膜层62上方形成金属材料层,金属材料层填入掩膜层62的开口中并覆盖掩膜层62的远离第一温度补偿层108一侧的表面。例如,金属材料层包括形成在掩膜层62的开口中且作为第一杂波抑制层109a的部分、形成在掩膜层62的开口中且作为第二杂波抑制层109b的部分,以及形成在掩膜层62的远离第一温度补偿层108一侧的牺牲部分109c。例如,金属材料层可包括金、钨、银、钛、铂、铝、铜、钼、其类似物、其合金或其组合等金属材料,且可通过蒸镀等沉积工艺来形成。
参考图7和图8,移除掩膜层62及其上方的金属材料层的牺牲部分109c,余留下的金属材料构成包括第一杂波抑制层109a和第二杂波抑制层109b的杂波抑制结构109。例如,可通过剥离工艺移除掩膜层62和牺牲部分109c。
在此示例中,通过光刻胶剥离工艺来实现对金属材料层的图案化,但本公开并不以此为限。在替代实施例中,也可通过先在第一温度补偿层108上形成整层的金属材料层,接着在金属材料层上形成图案化的光刻胶层,之后以图案化的光刻胶层作为刻蚀掩膜对金属材料层进行刻蚀,从而实现导电材料层的图案化。
参考图9,在第一温度补偿层108的远离压电基板100的一侧形成第二温度补偿层110,以覆盖杂波抑制结构109的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面。第二温度补偿层110的材料可与第一温度补偿层108的材料相同或不同。例如,第二温度补偿层110可包括一或多种介电材料和/或半导体材料,例如包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、非晶硅、氮化镓(GaN)或其组合。例如,可通过CVD、PVD等沉积方法形成温度补偿材料层,接着可对所述温度补偿材料层进行平坦化工艺(例如,化学机械抛光(chemical mechanicalpolishing,CMP)工艺),以形成具有大致平坦表面的第二温度补偿层110。
在一些实施例中,第二温度补偿层110是单层结构,且可包括氧化硅。在替代实施例中,与图6所示的第一温度补偿层类似,第二温度补偿层110也可为多层结构,且可包括第三温度补偿子层和第四温度补偿子层(未示出);第三温度补偿子层位于第一温度补偿层108上,且可至少覆盖杂波抑制结构109的侧壁及其远离压电基板一侧的表面,且在一些示例中可还覆盖第一温度补偿层108的远离压电基板100一侧的表面;第四温度补偿子层位于第三温度补偿子层上,例如位于第三温度补偿子层的远离压电基板的一侧。第三温度补偿子层和第四温度补偿子层的材料不同,且杂波抑制结构109与第四温度补偿子层被位于两者之间的第三温度补偿子层间隔开。第一温度补偿层108可与第四温度补偿子层直接接触,或者可与第四温度补偿子层被位于两者之间的第三温度补偿子层间隔开。
例如,第四温度补偿子层可包括氧化硅等氧化物材料。第三温度补偿子层可包括氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)、非晶硅、氮化镓(GaN)等非氧化硅材料,例如可不包括氧化物材料。第三温度补偿子层可作为保护层,保护杂波抑制结构的金属材料避免所述金属材料被氧化,例如可在形成第四温度补偿子层(例如,氧化硅层)的过程中避免所述金属材料被氧化,从而避免因所述金属材料被氧化而导致的杂波抑制性能下降等问题。应理解,第三温度补偿子层可根据产品需要选择性的形成,且在一些实施例中可省略。例如,第二温度补偿层110可为氧化硅层的单层结构。
参考图9,第一温度补偿层108和第二温度补偿层110共同构成温度补偿结构,且杂波抑制结构109嵌置于所述温度补偿结构中。在一些实施例中,形成第二温度补偿层110可提高温度补偿结构的整体厚度,从而可进一步提高谐振器装置及滤波器的频率温度系数。
参考图9和图10,对温度补偿结构进行图案化工艺,以在温度补偿结构中形成开口111a和开口111b。所述图案化工艺可包括光刻和刻蚀工艺。参考图10,开口111a和开口111b分别延伸穿过温度补偿结构(例如,第二温度补偿层110和第一温度补偿层108),以暴露出第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b的远离压电基板100一侧的部分表面。
参考图10和图11,分别在第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b的被开口111a和开口111b暴露出的部分上形成第一导电连接件121和第二导电连接件122。第一导电连接件121和第二导电连接件122分别与第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b电连接,且可分别通过第一叉指电极引出部101b和第二叉指电极引出部102b电连接到多个第一叉指电极101a和多个第二叉指电极102a。
第一导电连接件121和第二导电连接件122的材料可包括Ti,Cr,Al,Cu,Ni,Ag,Au等金属材料或者前述材料的组合叠层。导电连接件的材料可与叉指换能器的材料相同或不同。在一些实施例中,第一导电连接件121和第二导电连接件122的形成方法可包括PVD等沉积工艺和图案化工艺(例如,剥离工艺)。
参照图12,接着在温度补偿结构和导电连接件上形成钝化层116,以覆盖温度补偿结构(例如,第二温度补偿层110)的远离压电基板100一侧的表面以及第一导电连接件121和第二导电连接件122的凸出于温度补偿结构的部分的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面。在一些实施例中,钝化层116的材料可包括氮化硅、氮化铝、非晶硅、氮化镓其类似物或其组合等绝缘材料。钝化层116可包括导电连接件,且可作为频率调整层。
参照图12和图13,在一些实施例中,对钝化层116进行图案化工艺,以移除钝化层116的一些部分,并在钝化层116中形成多个开口。所述多个开口分别暴露出第一导电连接件121和第二导电连接件122的远离压电基板一侧的部分表面,以用于外部连接。
在上述实施例中,在第一温度补偿结构是多层结构的示例中,第一温度补偿子层将压电基板和第二温度补偿子层间隔开,但本公开并不以此为限。在另一些实施例中,在形成第一温度补偿子层L1之后,也可移除第一温度补偿子层L1的接触压电基板100的部分,并在第一温度补偿子层L1中形成开口,使得后续形成的第二温度补偿子层L2可穿过所述开口以与压电基板接触,例如可至少与压电基板100的第三压电部100c的主表面接触。
例如,图14示出根据本公开另一些实施例的声表面波谐振器装置500b的示意性截面图。此实施例的声表面波谐振器装置与前述实施例的类似,差异在于:在声表面波谐振器装置500b中,第一温度补偿层108的第一温度补偿子层具有开口,使得第二温度补偿子层与第三压电部100c直接接触。
参考图14,在一些实施例中,第一温度补偿层108包括第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2;第一温度补偿子层L1覆盖(例如,完全覆盖)叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板100一侧的表面,且可覆盖第一压电部100a和第二压电部100b的压电凸起100p的侧壁。第一温度补偿子层L1具有开口,以暴露出第三压电部100c的至少部分主表面。第二温度补偿子层L2穿过第一温度补偿子层L1的开口,并与第三压电部100c的被暴露出的所述至少部分主表面接触。
在此示例中,第一压电部100a和第二压电部100b的压电凸起100p的侧壁与叉指换能器的侧壁在垂直于压电基板主表面的第三方向上大致对齐,且第一温度补偿子层L1的覆盖压电凸起100p的侧壁的部分也覆盖第三压电部100c的主表面的边缘部分。
第一温度补偿层108的凸出部108b包括第一温度补偿子层L1的部分以及第二温度补偿子层L2的位于压电基板的凹陷中的部分;第一温度补偿层L1的所述部分覆盖第一压电部100a的侧壁和第二压电部100b的侧壁,例如覆盖压电凸起100p的侧壁;第二温度补偿子层L2的所述部分与压电基板100的第三压电部100c直接接触。
在一些实施例中,声表面波谐振器装置500b的形成方法与声表面波谐振器装置500a的形成方法类似,差异在于:在图6所示的步骤中,在压电基板和叉指换能器上形成第一温度补偿子层L1之后,且在形成第二温度补偿子层L2之前,还包括移除第一温度补偿子层L1的覆盖第三压电部100c的部分,从而暴露出第三压电部100c的至少部分主表面,从而使得后续形成的第二温度补偿子层L2与第三压电部100c接触。
举例来说,移除第一温度补偿子层L1的部分可包括以下工艺:在压电基板100上方形成掩膜层(未示出),掩膜层可为或包括图案化的光刻胶层。所述掩膜层位于第一压电区域、第二压电区域以及部分第三压电区域上方,使得第一温度补偿子层L1的覆盖叉指换能器的部分被掩膜层覆盖,且第一温度补偿子层L1的覆盖第三压电部100c的部分被掩膜层暴露出来。接着,以所述掩膜层作为刻蚀掩膜对第一温度补偿子层L1进行刻蚀工艺,以移除第一温度补偿子层L1的被掩模层暴露出的所述部分,从而在第一温度补偿子层L1中形成开口,所述开口暴露出压电基板的位于第三压电区域中的部分,例如暴露出第三压电部100c的部分主表面。声表面波谐振器装置500b的制造方法的其他工艺步骤及结构特征与声表面波谐振器装置500a的大致相同,于此不再赘述。
在一些实施例中,第二温度补偿子层L2的温度补偿性能优于第一温度补偿子层L1;在此示例中,叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板一侧的表面被第一温度补偿子层L1覆盖,例如完全覆盖;而且,作为主要提供温度补偿功能的第二温度补偿子层L2穿过第一温度补偿子层的开口,以与压电基板直接接触。因此,相较于图6所示的声表面波谐振器装置中的温度补偿结构,此示例中的温度补偿结构可在保护叉指换能器避免其被氧化的同时进一步提高谐振器装置的温度补偿性能,从而进一步提高谐振器装置及滤波器的频率温度系数。
在又另一些实施例中,第一温度补偿子层具有开口,使得第二温度补偿子层穿过所述开口与压电基板接触,而且,第一温度补偿层的凸出部可仅包括第二温度补偿子层而不包括第一温度补偿子层;例如,第一温度补偿层的凸出部包括第二温度补偿子层的部分,且第二温度补偿子层的所述部分位于压电基板的第三压电部上,并接触第一压电部的侧壁和第二压电部的侧壁。
例如,图15示出根据本公开又一些实施例的声表面波谐振器装置500c的示意性截面图。声表面波谐振器装置500c与前述实施例的类似,差异在于:在声表面波谐振器装置500c中,第一温度补偿子层位于第一温度补偿层的主体部中,而不设置于第一温度补偿层的凸出部中。以下针对声表面波谐振器装置500c的差异之处进行详细说明,且其他与前述实施例相同的结构特征将不再赘述。
参考图15,在一些实施例中,在声表面波谐振器装置500c中,第一温度补偿层108包括第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2。第一温度补偿子层L1覆盖(例如,完全覆盖)叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板一侧的表面;第二温度补偿子层L2位于第一温度补偿子层L1上,且填入压电基板100的凹陷中。第一温度补偿子层L1可位于压电基板的最顶表面上,而不覆盖第一压电部或第二压电部的侧壁,且不覆盖第三压电部。叉指换能器105和第二温度补偿子层L2通过位于两者之间的第一温度补偿子层L1彼此间隔开,从而使得第一温度补偿子层L1可例如在形成第二温度补偿子层L2的过程中保护叉指换能器避免其被氧化。
第二温度补偿子层L2与压电基板100直接接触,例如可与第一压电部100a和第二压电部100b的压电凸起100p的侧壁以及第三压电部100c的主表面直接接触。在此示例中,第一温度补偿层108的主体部108a包括第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2的部分,而凸出部108b仅包括第二温度补偿子层L2的位于压电基板凹陷中的部分,且可不包括第一温度补偿子层L1。
在一些实施例中,第一压电部100a和第二压电部100b的压电凸起100p的侧壁可与第一温度补偿子层L1的外侧壁在垂直于压电基板主表面的第三方向上大致对齐。第一温度补偿子层L1的外侧壁是指在平行于压电基板主表面的方向上与其接触叉指换能器的内侧壁相对的侧壁。
在此示例中,第一温度补偿子层L1覆盖叉指换能器,而不延伸至压电基板的凹陷中覆盖第一压电部或第二压电部的侧壁,且第二温度补偿子层L2填入压电基板的凹陷中以与压电凸起的侧壁以及第三压电部的主表面接触;相较于图14所示的声表面波谐振器装置500b,在此实施例的声表面波谐振器装置中,进一步提高了(例如,最大化)第二温度补偿子层L2与压电基板100之间的接触面积,由于第二温度补偿子层L2的温度补偿性能高于第一温度补偿子层L1,因此本实施例可在保护叉指换能器避免其被氧化的同时进一步提高谐振器装置的温度补偿性能,进而提高谐振器装置的频率温度系数。
在前述实施例的声表面波谐振器装置500a、500b的制造方法中,第一温度补偿层108的第一温度补偿子层L1和第二温度补偿子层L2均是在对压电基板进行刻蚀工艺以形成凹陷之后才形成,但本公开并不以此为限。例如,在声表面波谐振器装置500c的制造方法中,第一温度补偿子层L1可在对压电基板进行刻蚀工艺之前形成,而第二温度补偿子层L2可在对压电基板进行刻蚀工艺之后形成。
图16A至图16C示出根据本公开一些实施例的声表面波谐振器装置500c的制造方法中多个步骤的中间结构的示意性截面图。
参考图16A,进行图2至图4A相同的工艺,以在压电基板100上形成包括第一叉指电极结构101和第二叉指电极结构102的叉指换能器105。接着,在压电基板100和叉指换能器105上形成第一温度补偿子层L1。在此步骤中,第一温度补偿子层L1沿着叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板一侧的表面以及压电基板100的被叉指换能器105暴露出的表面连续延伸。
在压电基板100上方形成掩膜层85,以覆盖第一温度补偿子层L1的覆盖叉指换能器105的部分;掩膜层85具有掩膜开口,以暴露出第一温度补偿子层L1的接触压电基板100的部分。例如,第一温度补偿子层L1的覆盖叉指换能器105的侧壁及其远离压电基板一侧表面的部分被掩膜层85覆盖,而第一温度补偿子层L1的接触压电基板且沿平行于压电基板主表面的方向(例如,水平方向)延伸的部分被掩膜层85的掩膜开口暴露出来。在图16A中,第一温度补偿子层L1的被掩膜开口暴露出的部分为图中所示的接触压电基板100的水平延伸部分。
参考图16A和图16B,使用掩膜层85作为刻蚀掩膜,对第一温度补偿子层L1和压电基板100进行刻蚀工艺,以移除第一温度补偿子层L1的被掩膜开口暴露出的部分,且接着刻蚀压电基板100的一部分,并在压电基板100中形成凹陷100r。
参考图16B和图16C,接着,在压电基板100上方形成第二温度补偿子层L2,以覆盖第一温度补偿子层L1和叉指换能器,且填入压电基板100的凹陷100r中。
在此实施例中,由于在压电基板中形成凹陷的刻蚀工艺是在形成第一温度补偿子层L1之后进行的,因此第一温度补偿子层L1不会延伸至压电基板的凹陷中,且第一温度补偿层的凸出部可完全由填入所述凹陷的第二温度补偿子层L2构成,从而可提高第二温度补偿子层与压电基板之间的接触面积,因此可在保护叉指换能器避免其被氧化的基础上进一步提高温度补偿层的温度补偿性能,进而提高谐振器装置和滤波器的频率温度系数。
图17A示出根据本公开再一些实施例的声表面波谐振器装置500d的示意性俯视图;图17B示出沿图17A的线I-I’截取的根据本公开再一些实施例的声表面波谐振器装置的示意性截面图。应理解,为图式简要清楚,图17A中仅示出压电基板的各个压电部以及叉指换能器,而未示出其他构件。声表面波谐振器装置500d与前述实施例的声表面波谐振器装置类似,差异在于:声表面波谐振器装置500d中,第一温度补偿层108的凸出部108b还包括多个子凸起。
参考图17A和图17B,在一些实施例中,在声表面波谐振器装置500d中,第一温度补偿层108包括主体部108a和凸出部108b。凸出部108b在垂直于压电基板100主表面的方向上朝向压电基板凸出于主体部108a。凸出部108b嵌置于压电基板100中,且在平行于压电基板主表面的方向上被压电基板100环绕。
在一些实施例中,凸出部108b包括主凸起108b1以及多个子凸起108b2。主凸起108b1与主体部108a相连并直接接触,且多个子凸起108b2可在第三方向D3上位于主凸起108b1的远离主体部108a的一侧,并嵌置于压电基板的第三压电部100c中。例如,多个子凸起108b2可在第三方向D3上朝向压电基板100凸出于主凸起108b1的靠近压电基板一侧的表面(例如,底表面)。也就是说,多个子凸起108b2与压电基板100的远离叉指换能器一侧的表面(例如,底表面)之间的距离小于主凸起108b2与压电基板100的所述表面之间的距离。
在一些实施例中,主凸起108b1的侧壁可与压电基板100的第一压电部100a和第二压电部100b的压电凸起100p接触,且主凸起108b1在第三方向D3上靠近压电基板一侧的表面与第三压电部100c接触。多个子凸起108b2嵌置于第三压电部100c中,且至少部分子凸起108b2的靠近压电基板一侧的表面与第三压电部100c接触,至少部分子凸起108b2的侧壁可与第三压电部100c和/或第一压电部100a、第二压电部100b接触。
在一些实施例中,多个子凸起108b2可设置于相邻条状压电部之间的区域中和/或第三压电部的远离第一压电部和第二压电部的边缘区域中。例如,在一些示例中,多个子凸起108b2中的部分子凸起108b2可在第二方向D2上设置于相邻第一条状压电部100a1和第二条状压电部100b1之间的第三压电部100c中,该些子凸起108b2可沿第一方向D1彼此间隔排列在第一块状压电部100a2和第二块状压电部100b2之间。也就是说,多个子凸起108b2中的部分子凸起108b2可沿第一方向D1间隔排列,且所述部分子凸起108b2在压电基板100的主表面上的正投影可在第二方向D2上位于相邻的第一叉指电极和第二叉指电极在压电基板的主表面上的正投影之间。应理解,多个子凸起在图中所示的位置仅为例示说明,且本公开并不对子凸起的位置和数量进行限制,只要可满足工艺条件即可。
在一些实施例中,声表面波谐振器装置500d的制造方法与前述实施例的类似,差异在于,在前述实施例中,对压电基板的刻蚀工艺使用叉指换能器作为刻蚀掩膜,且第三压电部在不同区域被移除的部分的高度相同;而在此实施例中,对压电基板进行两次刻蚀工艺,使得第三压电部在不同区域被移除的部分的高度不同,进而使得后续形成的第一温度补偿层具有主凸起和多个子凸起;例如,对压电基板的刻蚀工艺包括:使用叉指换能器作为第一刻蚀掩模进行第一刻蚀工艺,以移除压电基板的被叉指换能器暴露出的部分(即,位于第三压电区域的部分);以及使用叉指换能器和附加掩膜共同作为第二刻蚀掩膜进行第二刻蚀工艺,附加掩膜包括多个掩膜开口,多个掩膜开口暴露出第三压电区域的一些部分,第二刻蚀工艺进一步移除第三压电部的被第二刻蚀掩模暴露出的部分。
例如,在图5A所示的步骤中,使用叉指换能器105作为第一刻蚀掩膜对压电基板100进行第一刻蚀工艺,从而在压电基板100中形成凹陷100r,凹陷100r也可被称为主凹陷;接着,在形成温度补偿层之前,可还包括对压电基板100进行第二刻蚀工艺,以在压电基板100的第三压电部中进一步形成多个子凹陷;例如,在形成凹陷100r后,在压电基板上形成附加掩膜,所述附加掩膜至少覆盖第三压电部100c的部分,且暴露出第三压电部100c的另一些部分;使用所述附加掩膜和叉指换能器共同作为第二刻蚀掩膜,对压电基板进行第二刻蚀工艺,以移除被附加掩膜暴露出的第三压电部的部分,从而在第三压电部中形成多个子凹陷;之后,在压电基板和叉指换能器上形成第一温度补偿层,第一温度补偿层填入压电基板的主凹陷和多个子凹陷中,且第一温度补偿层的填充主凹陷和多个子凹陷的部分即为凸出部的主凸起和多个子凸起。声表面波谐振器装置500d的其他结构特征及其制造方法的其他步骤与前述实施例的大致相同,于此不再赘述。
本公开实施例提供一种滤波器,包括上述任一实施例所述的声表面波谐振器装置。
在本公开实施例的声表面波谐振器装置和滤波器中,将温度补偿层设置成具有凸出部,且所述凸出部嵌置于压电基板中,从而提高了温度补偿层至少部分的厚度,且提高了温度补偿层与压电基板之间的接触面积,从而提高谐振器装置和滤波器的频率温度系数。而且,压电基板的与叉指换能器的各叉指电极结构接触的压电部各自为连续的,即,第一压电部和第二压电部中的每个压电部均不会被温度补偿层的凸出部断开,从而可在提高器件频率温度系数的同时确保叉指换能器声电换能的可靠性和稳定性等性能。
有以下几点需要说明:
(1)本公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下,本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上,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 (27)

1.一种声表面波谐振器装置,包括:
压电基板;
叉指换能器,设置于所述压电基板上,且包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,所述第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,所述第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;所述第一叉指电极和所述第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列;
第一温度补偿层,设置于所述压电基板上,且包括主体部和凸出部,所述主体部覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,所述凸出部在垂直于所述压电基板的主表面的第三方向上朝向所述压电基板凸出于所述主体部,且在平行于所述压电基板的主表面的方向上被所述压电基板环绕,
其中所述压电基板包括第一压电部、第二压电部和第三压电部,所述第一压电部的第一压电表面和所述第二压电部的第二压电表面分别接触所述第一叉指电极结构的第一电极表面和所述第二叉指电极结构的第二电极表面,并分别沿着所述第一电极表面和所述第二电极表面连续延伸,
其中所述第三压电部在所述第三方向上与所述第一温度补偿层的所述凸出部交叠;且所述第一压电部的高度和所述第二压电部的高度大于所述第三压电部的高度。
2.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中
所述第一叉指电极结构与所述第一压电部之间的接触面积等于所述第一电极表面的面积;或
所述第二叉指电极结构与所述第二压电部之间的接触面积等于所述第二电极表面的面积。
3.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一压电表面和所述第二压电表面被所述第一温度补偿层的所述凸出部间隔开。
4.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述凸出部在所述第三方向上靠近所述压电基板一侧的表面与所述第三压电部接触,且所述凸出部的侧壁与所述第一压电部和所述第二压电部接触。
5.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一压电部和所述第二压电部被所述第三压电部间隔开。
6.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿层与所述压电基板的接触面积大于所述第三压电部在所述压电基板的主表面上的正投影面积。
7.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿层的所述凸出部在所述压电基板的主表面上的正投影与所述叉指换能器在所述压电基板的所述主表面上的正投影偏置。
8.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿层的所述凸出部包括主凸起和多个子凸起,所述主凸起与所述主体部相连,所述多个子凸起在所述第三方向上位于所述主凸起的远离所述主体部的一侧,且嵌置于所述压电基板的第三压电部中。
9.根据权利要求8所述的声表面波谐振器装置,其中所述多个子凸起中的部分子凸起沿所述第一方向间隔排列,且所述部分子凸起在所述压电基板的主表面上的正投影在所述第二方向上位于相邻的所述第一叉指电极和所述第二叉指电极在所述压电基板的所述主表面上的正投影之间。
10.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中从俯视图来看,所述第一压电部的轮廓形状与所述第一叉指电极结构的轮廓形状相同,所述第二压电部的轮廓形状与所述第二叉指电极结构的轮廓形状相同。
11.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一压电部包括分别与所述第一叉指电极和所述第一叉指电极引出部接触的第一条状压电部和第一块状压电部,且所述第一条状压电部和所述第一块状压电部直接相连;或者
所述第二压电部包括分别与所述第二叉指电极和所述第二叉指电极引出部接触的第二条状压电部和第二块状压电部,且所述第二条状压电部和所述第二块状压电部直接相连。
12.根据权利要求1所述的声表面波谐振器装置,其中
所述第一温度补偿层包括第一温度补偿子层和第二温度补偿子层,所述第一温度补偿子层至少位于所述主体部中,且覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,并将所述叉指换能器和所述第二温度补偿子层间隔开。
13.根据权利要求12所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿子层还延伸至覆盖压电基板的部分表面,并将所述第二温度补偿子层和所述压电基板间隔开。
14.根据权利要求12所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿子层具有开口,且所述第二温度补偿子层穿过所述开口以与所述压电基板接触。
15.根据权利要求14所述的声表面波谐振器装置,其中
所述第一温度补偿层的所述凸出部包括所述第一温度补偿子层的部分和所述第二温度补偿子层的部分;
所述第一温度补偿子层的所述部分覆盖所述第一压电部的侧壁和所述第二压电部的侧壁;
所述第二温度补偿子层的所述部分与所述压电基板的第三压电部直接接触。
16.根据权利要求14所述的声表面波谐振器装置,其中所述第一温度补偿层的所述凸出部包括所述第二温度补偿子层的部分,所述第二温度补偿子层的所述部分位于所述压电基板的第三压电部上,且接触所述第一压电部的侧壁和所述第二压电部的侧壁。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的声表面波谐振器装置,还包括:
杂波抑制结构,设置于所述第一温度补偿层的远离所述压电基板的一侧。
18.根据权利要求17所述的声表面波谐振器装置,还包括:
第二温度补偿层,设置于所述第一温度补偿层的远离所述压电基板的一侧,且覆盖所述杂波抑制结构。
19.一种滤波器,包括根据权利要求1-18中任一项所述的声表面波谐振器装置。
20.一种声表面波谐振器装置的制造方法,包括:
提供压电基板;
在所述压电基板上形成叉指换能器,所述叉指换能器包括第一叉指电极结构和第二叉指电极结构,所述第一叉指电极结构包括彼此相连的第一叉指电极和第一叉指电极引出部,所述第二叉指电极结构包括彼此相连的第二叉指电极和第二叉指电极引出部;所述第一叉指电极和所述第二叉指电极沿第一方向延伸,且沿第二方向排列,其中所述压电基板具有第一压电区域、第二压电区域和第三压电区域,所述第一压电区域和所述第二压电区域分别被所述第一叉指电极结构和所述第二叉指电极结构覆盖,且所述第三压电区域被所述叉指换能器暴露出;
使用所述叉指换能器作为刻蚀掩膜对所述压电基板进行刻蚀工艺,以移除所述压电基板的位于所述第三压电区域的一部分,在进行所述刻蚀工艺后,所述压电基板包括分别位于所述第一压电区域、第二压电区域和所述第三压电区域的第一压电部、第二压电部和第三压电部,且所述第三压电部的高度小于所述第一压电部和所述第二压电部的高度;以及
在所述压电基板上形成第一温度补偿层,其中所述第一温度补偿层包括主体部和凸出部,所述主体部覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面,所述凸出部在垂直于所述压电基板的主表面的第三方向上朝向所述压电基板凸出于所述主体部,且在平行于所述压电基板的主表面的方向上被所述压电基板环绕。
21.根据权利要求20所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中所述压电基板的位于所述第一压电区域和所述第二压电区域的部分在所述刻蚀工艺中不被移除。
22.根据权利要求20所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中所述刻蚀工艺仅使用所述叉指换能器作为刻蚀掩膜,且所述第三压电部在不同区域被移除的部分的高度相同。
23.根据权利要求20所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中所述刻蚀工艺包括:
使用所述叉指换能器作为第一刻蚀掩模进行第一刻蚀工艺,以移除所述压电基板的被所述叉指换能器暴露出的部分;以及
使用所述叉指换能器和附加掩膜共同作为第二刻蚀掩膜进行第二刻蚀工艺,所述附加掩膜包括多个掩膜开口,所述多个掩膜开口暴露出所述第三压电区域的一些部分,所述第二刻蚀工艺进一步移除所述第三压电部的被所述第二刻蚀掩模暴露出的部分。
24.根据权利要求20-23中任一项所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中形成所述第一温度补偿层包括:
形成第一温度补偿子层,以至少覆盖所述叉指换能器的侧壁及其远离所述压电基板一侧的表面;以及
在压电基板和所述第一温度补偿子层上形成第二温度补偿子层。
25.根据权利要求24所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中形成所述第一温度补偿子层包括:
在所述压电基板和所述叉指换能器上形成所述第一温度补偿子层;以及
在所述第一温度补偿子层中形成开口,以暴露出所述压电基板的位于所述第三压电区域中的部分。
26.根据权利要求25所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中所述第一温度补偿子层和所述第二温度补偿子层均是在所述刻蚀工艺之后形成。
27.根据权利要求25所述的声表面波谐振器装置的制造方法,其中
所述第一温度补偿子层是在所述刻蚀工艺之前形成,且所述第二温度补偿子层是在所述刻蚀工艺之后形成。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1402427A (zh) * 2001-08-14 2003-03-12 株式会社村田制作所 端面反射型表面波滤波器
JP2012009947A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Seiko Epson Corp 弾性表面波共振子の製造方法
JP2013115496A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 発振器及び発振器用の弾性表面波素子
CN113890499A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 北京航天微电科技有限公司 一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器
CN114553174A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 广东广纳芯科技有限公司 温度补偿型谐振器及其制造方法
CN115296642A (zh) * 2022-10-08 2022-11-04 深圳新声半导体有限公司 声表面波谐振器结构及其形成方法、滤波器
WO2023097531A1 (zh) * 2021-12-01 2023-06-08 华为技术有限公司 一种体声波谐振器、滤波器及电子设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1402427A (zh) * 2001-08-14 2003-03-12 株式会社村田制作所 端面反射型表面波滤波器
JP2012009947A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Seiko Epson Corp 弾性表面波共振子の製造方法
JP2013115496A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 発振器及び発振器用の弾性表面波素子
CN113890499A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 北京航天微电科技有限公司 一种温度补偿滤波器的制备方法及温度补偿滤波器
WO2023097531A1 (zh) * 2021-12-01 2023-06-08 华为技术有限公司 一种体声波谐振器、滤波器及电子设备
CN114553174A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 广东广纳芯科技有限公司 温度补偿型谐振器及其制造方法
CN115296642A (zh) * 2022-10-08 2022-11-04 深圳新声半导体有限公司 声表面波谐振器结构及其形成方法、滤波器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
超宽带声表面波滤波器的设计;陈景等;《压电与声光》;第38卷(第3期);第353-355页 *

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