CN117200741B - 一种体声波谐振组件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种体声波谐振组件及其制备方法，涉及通信技术领域，本申请的体声波谐振组件，包括衬底以及设置在衬底上的第一谐振组件和第二谐振组件，第一谐振组件和第二谐振组件之间形成互连区域，第一谐振组件包括依次设置于衬底上的第一底电极、第一压电层和第一顶电极，第二谐振组件包括依次设置于衬底上的第二底电极、第二压电层和第二顶电极，第一底电极和第二顶电极在互连区域连接，第二底电极和第一顶电极在互连区域连接。本申请提供的体声波谐振组件及其制备方法，能够在不增大体声波谐振组件的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

Description

一种体声波谐振组件及其制备方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种体声波谐振组件及其制备方法。

背景技术

体声波滤波器由多个串联或者并联的体声波谐振器组成，其中，体声波谐振器利用压电薄膜在厚度方向的纵向谐振所制成，在手机通讯和高速串行数据应用等方面已经成为声表面波器件和石英晶体谐振器的一个可行的替代。使得射频前端薄膜体声波滤波器/双工器具有优越的滤波特性，例如低插入损耗，陡峭的过渡带，较强的抗静电放电能力等等。

为了提升体声波滤波器的二次谐波抑制，可以通过在电路中设计两个中心对称且反向并联的谐振器，利用相位相消的原理来减弱器件的非线性效应，具体的连接方式为两个体声波谐振器中一个的底电极与另一个的顶电极连接，一个的顶电极与另一个的底电极连接。现有的技术中，实现谐振器的反向并联的具体技术方案包括两种，一种是通过将顶电极和底电极引出至两个谐振器的谐振区域外进行连接，这样增大了器件占用的体积；另一种是通过在压电陶瓷薄膜上制作通孔，之后再向通孔内沉积金属从而导通顶底电极，采用通孔的方式顶电极和底电极的连接效果受到通孔深宽比和孔金属化的质量的影响，可能出现连接不稳定的从而引入额外的损耗的情况。

发明内容

本申请的目的在于提供一种体声波谐振组件及其制备方法，能够在不增大体声波谐振组件的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

本申请的实施例一方面提供了一种体声波谐振组件，包括衬底以及设置在衬底上的第一谐振组件和第二谐振组件，第一谐振组件和第二谐振组件之间形成互连区域，第一谐振组件包括依次设置于衬底上的第一底电极、第一压电层和第一顶电极，第二谐振组件包括依次设置于衬底上的第二底电极、第二压电层和第二顶电极，第一底电极和第二顶电极在互连区域连接，第二底电极和第一顶电极在互连区域连接。

作为一种可实施的方式，第一压电层和第二压电层在互连区域连接，互连区域的压电层上开设有至少两个通槽以形成多个连接区，第一底电极延伸至连接区与第二顶电极连接形成第一连接，第二底电极延伸至连接区与第一顶电极连接形成第二连接。

作为一种可实施的方式，体声波谐振组件包括多个通槽以形成多个连接区，多个连接区形成至少一个第一连接和至少一个第二连接。

作为一种可实施的方式，第一连接的个数与第二连接的个数相同或者差值为1，第一连接和第二连接间隔交替设置。

作为一种可实施的方式，体声波谐振组件包括三个通槽以形成三个连接区，且第一连接位于两个第二连接之间，第一连接的连接宽度大于第二连接的连接宽度。

作为一种可实施的方式，体声波谐振组件包括四个通槽以形成四个连接区，第一连接和第二连接的宽度相同。

作为一种可实施的方式，第一压电层和第二压电层在互连区域相互隔开，第一底电极向互连区域延伸与第二顶电极连接形成第三连接，第二底电极向互连区域延伸与第一顶电极连接形成第四连接，第三连接与第四连接隔开。

作为一种可实施的方式，第一压电层和第二压电层上分别设置缺角以使第一底电极和第二底电极部分外露，第一顶电极朝向第二压电层的缺角延伸形成第一延伸部，第一延伸部与第二底电极连接，第二顶电极朝向第一压电层的缺角延伸形成第二延伸部，第二延伸部与第一底电极连接。

作为一种可实施的方式，第一延伸部和第二延伸部沿着其延伸方向的宽度逐渐减小。

本申请的实施例另一方面提供了一种体声波谐振组件的制备方法，用于制备上述体声波谐振组件，包括：提供衬底并在衬底上沉积金属材料形成底电极层；刻蚀底电极层形成第一底电极和第二底电极，第一底电极和第二底电极之间具有第一沟槽使得第一底电极和第二底电极隔离；在刻蚀后的底电极层上沉积压电材料形成压电基层；刻蚀压电基层形成第一压电层和第二压电层，第一压电层位于第一底电极上，第二压电层位于第二底电极上，第一压电层和第二压电层之间具有第二沟槽使得第一压电层与第二压电层隔离，第二沟槽与第一沟槽连通；在刻蚀后的压电基层上沉积金属材料形成顶电极层，顶电极层填充第一沟槽和第二沟槽；刻蚀顶电极层形成第一顶电极和第二顶电极，第一顶电极位于第一压电层上，第二顶电极位于第二压电层上，第一顶电极通过第一沟槽和第二沟槽内的金属材料与第二底电极连接，第二顶电极通过第一沟槽和第二沟槽内的金属材料与第一底电极连接。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请提供的体声波谐振组件，包括衬底以及设置在衬底上的第一谐振组件和第二谐振组件，第一谐振组件和第二谐振组件之间形成互连区域，通过在第一谐振组件和第二谐振组件之间设置互连区域，使得两个谐振组件之间的顶底电极互连位于第一谐振组件和第二谐振组件之间，避免了向外引出造成的体声波谐振组件体积增大，第一谐振组件包括依次设置于衬底上的第一底电极、第一压电层和第一顶电极，第二谐振组件包括依次设置于衬底上的第二底电极、第二压电层和第二顶电极，第一底电极和第二顶电极在互连区域连接，第二底电极和第一顶电极在互连区域连接。第一底电极和第二顶电极在互连区域连接，第二底电极和第一顶电极在互连区域连接，由于互连区域位于第一谐振组件和第二谐振组件，使得互连区域的面积较大，这样第一底电极和第二顶电极的连接以及第一底电极和第二顶电极的连接均具有较大的面积，避免了两个谐振组件之间连接不稳定引入的额外损耗。因此，本申请实施例提供的体声波谐振组件能够在不增大体声波谐振组件的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种体声波谐振组件的结构示意图之一；

图2为图1沿A-A的截面图；

图3为本申请实施例提供的一种体声波谐振组件的结构示意图之二；

图4为本申请实施例提供的一种体声波谐振组件的结构示意图之三；

图5为本申请实施例提供的一种体声波谐振组件的结构示意图之四；

图6为本申请实施例提供的一种体声波谐振组件制备方法的流程图。

图标：10-体声波谐振组件；11-衬底；12-第一谐振组件；121-第一底电极；122-第一压电层；123-第一顶电极；13-第二谐振组件；131-第二底电极；132-第二压电层；133-第二顶电极；14-互连区域；141-第一连接；142-第二连接。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了抑制体声波谐振器的二次谐波，在滤波器中设置反向并联的谐振器，利用相位相消的原理来减弱器件的非线性效应。

本申请实施例提供了一种体声波谐振组件10，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括衬底11以及设置在衬底11上的第一谐振组件12和第二谐振组件13，第一谐振组件12和第二谐振组件13之间形成互连区域14，第一谐振组件12包括依次设置于衬底11上的第一底电极121、第一压电层122和第一顶电极123，第二谐振组件13包括依次设置于衬底11上的第二底电极131、第二压电层132和第二顶电极133，第一底电极121和第二顶电极133在互连区域14连接，第二底电极131和第一顶电极123在互连区域14连接。

本申请实施例提供的体声波谐振组件10，应用于滤波器中，利用相位相消的原理来减弱滤波器的非线性效应。具体的，本申请的体声波谐振组件10包括衬底11以及设置于衬底11上的第一谐振组件12和第二谐振组件13，第一谐振组件12的顶电极与第二谐振组件13的底电极连接，第一谐振组件12的底电极与第二谐振组件13的顶电极连接，具体的，第一谐振组件12包括依次设置于衬底11上的第一底电极121、第一压电层122和第一顶电极123，第二谐振组件13包括依次设置于衬底11上的第二底电极131、第二压电层132和第二顶电极133。为了使得第一底电极121与第二顶电极133，以及第一顶电极123与第二底电极131连接实现减弱滤波器非线性的作用，本申请实施例在第一谐振组件12与第二谐振组件13之间设置互连区域14，第一底电极121和第二顶电极133在互连区域14连接，第二底电极131和第一顶电极123在互连区域14连接，由于互连区域14设置于第一谐振组件12和第二谐振组件13之间，避免了向外引出造成的体声波谐振组件10体积增大，由于互连区域14位于第一谐振组件12和第二谐振组件13，使得互连区域14的面积较大，这样第一底电极121和第二顶电极133的连接以及第一底电极121和第二顶电极133的连接均具有较大的面积，避免了两个谐振组件之间连接不稳定引入的额外损耗。因此，本申请实施例提供的体声波谐振组件10能够在不增大体声波谐振组件10的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

另外，第一顶电极123、第一压电层122以及第一底电极121重合的区域为第一有效谐振区，第二顶电极133、第二压电层132以及第二底电极131重合的区域为第二有效谐振区，第一有效谐振区和第二有效谐振区的具体形状本申请实施例不做具体限定，可以是规则多边形、不规则多边形、圆形或者多个曲边组成形成的封闭图形等等，示例的，如图1所示，为多个曲边组成形成的封闭图形。另外，为了提高第一有效谐振区和第二有效谐振区的振动效率，可以在第一有效谐振区和第二有效谐振区对应的衬底11上设置空腔。

本申请提供的体声波谐振组件10，包括衬底11以及设置在衬底11上的第一谐振组件12和第二谐振组件13，第一谐振组件12和第二谐振组件13之间形成互连区域14，通过在第一谐振组件12和第二谐振组件13之间设置互连区域14，使得两个谐振组件之间的顶底电极互连位于第一谐振组件12和第二谐振组件13之间，避免了向外引出造成的体声波谐振组件10体积增大，第一谐振组件12包括依次设置于衬底11上的第一底电极121、第一压电层122和第一顶电极123，第二谐振组件13包括依次设置于衬底11上的第二底电极131、第二压电层132和第二顶电极133，第一底电极121和第二顶电极133在互连区域14连接，第二底电极131和第一顶电极123在互连区域14连接。第一底电极121和第二顶电极133在互连区域14连接，第二底电极131和第一顶电极123在互连区域14连接，由于互连区域14位于第一谐振组件12和第二谐振组件13，使得互连区域14的面积较大，这样第一底电极121和第二顶电极133的连接以及第一底电极121和第二顶电极133的连接均具有较大的面积，避免了两个谐振组件之间连接不稳定引入的额外损耗。因此，本申请实施例提供的体声波谐振组件10能够在不增大体声波谐振组件10的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

可选的，如图1和图3所示，第一压电层122和第二压电层132在互连区域14连接，互连区域14的压电层上开设有至少两个通槽以形成多个连接区，第一底电极121延伸至连接区与第二顶电极133连接形成第一连接141，第二底电极131延伸至连接区与第一顶电极123连接形成第二连接142。

在互连区域14形成多个连接区，多个连接区分别用于连接第一顶电极123和第二底电极131以及第二顶电极133和第一底电极121，使得第一顶电极123和第二底电极131通过多个第二连接142连接，第一底电极121和第二顶电极133通过多个第一连接141连接，使得多重连接，使得体声波谐振组件10中两个谐振组件的连接比较稳定。

本申请实施例的一种可实现的方式中，如图1和图3所示，体声波谐振组件10包括多个通槽以形成多个连接区，多个连接区形成至少一个第一连接141和至少一个第二连接142。

可选的，如图1和图3所示，第一连接141的个数与第二连接142的个数相同或者差值为1，第一连接141和第二连接142间隔交替设置。

将第一连接141和第二连接142的个数相同或者差值为1设置，且第一连接141和第二连接142间隔交替设置，使得第一连接141与第二连接142均布设置于互连区域14，便于顶底电极之间电信号的传输。

本申请实施例的一种可实现的方式中，如图1所示，体声波谐振组件10包括三个通槽以形成三个连接区，且第一连接141位于两个第二连接142之间，第一连接141的连接宽度大于第二连接142的连接宽度。

连接区的个数过多会造成体声波谐振组件10制备过程中不易操作，本申请实施例在考虑连接稳定性和制备难易程度两方面，在互连区域14设置三个通槽形成三个连接区，形成一个第一连接141和两个第二连接142，第一连接141位于两个第二连接142之间，为了提高连接的稳定性，将数量较少的第一连接141的宽度设置的稍大一些，即第一连接141的连接宽度大于第二连接142的连接宽度。

可选的，如图3所示，体声波谐振组件10包括四个通槽以形成四个连接区，第一连接141和第二连接142的宽度相同。

示例的，也可以设置四个连接区形成四个连接区，形成两个第一连接141和两个第二连接142，当第一连接141和第二连接142的个数相同时，可以将第一连接141和第二连接142的宽度设置相同。

本申请实施例的一种可实现的方式中，如图4所示，第一压电层122和第二压电层132在互连区域14相互隔开，第一底电极121向互连区域14延伸与第二顶电极133连接形成第三连接，第二底电极131向互连区域14延伸与第一顶电极123连接形成第四连接，第三连接与第四连接隔开。

为了方便提升波谐振器的制备，将第一压电层122和第二压电层132在互连区域14完全隔开，这样，只需要形成一个大的通槽，第一底电极121向通槽内延伸与第二顶电极133连接形成第三连接，第二底电极131向通槽内延伸与第一顶电极123连接形成第四连接，第三连接与第四连接隔开。大的通槽的制备难度较低。

可选的，如图5所示，第一压电层122和第二压电层132上分别设置缺角以使第一底电极121和第二底电极131部分外露，第一顶电极123朝向第二压电层132的缺角延伸形成第一延伸部，第一延伸部与第二底电极131连接，第二顶电极133朝向第一压电层122的缺角延伸形成第二延伸部，第二延伸部与第一底电极121连接。

在第一压电层122和第二压电层132上设置缺角，使得第一底电极121和第二底电极131外露，并将第一顶电极123延伸至第二压电层132的缺角处，使得第一顶电极123与第二底电极131连接，同理，将第二顶电极133延伸至第一压电层122的缺角处，使得第二顶电极133与第一底电极121连接。

通过延伸第一顶电极123和第二顶电极133的方式，能够增大顶底电极的连接面积，降低损耗。

本申请实施例的一种可实现的方式中，如图5所示，第一延伸部和第二延伸部沿着其延伸方向的宽度逐渐减小。

第一延伸部和第二延伸部沿着其延伸方向的宽度逐渐减小，一方面能够增大第一顶电极123与第二底电极131以及第二顶电极133与第一底电极121的接触面积；另一方面，逐渐变化宽度能够使得电连接的更加稳定。

本申请的实施例另一方面提供了一种体声波谐振组件10的制备方法，用于制备上述体声波谐振组件10，如图6所示，包括：

S10：提供衬底11并在衬底11上沉积金属材料形成底电极层；

其中，衬底11的具体材料以及金属材料的具体材料本申请实施例不做限制，可以采用谐振器常用的衬底11以及电极材料即可。

S20：刻蚀底电极层形成第一底电极121和第二底电极131，第一底电极121和第二底电极131之间具有第一沟槽使得第一底电极121和第二底电极131隔离；

S30：在刻蚀后的底电极层上沉积压电材料形成压电基层；

S40：刻蚀压电基层形成第一压电层122和第二压电层132，第一压电层122位于第一底电极121上，第二压电层132位于第二底电极131上，第一压电层122和第二压电层132之间具有第二沟槽使得第一压电层122与第二压电层132隔离，第二沟槽与第一沟槽连通；

S50：在刻蚀后的压电基层上沉积金属材料形成顶电极层，顶电极层填充第一沟槽和第二沟槽；

S60：刻蚀顶电极层形成第一顶电极123和第二顶电极133，第一顶电极123位于第一压电层122上，第二顶电极133位于第二压电层132上，第一顶电极123通过第一沟槽和第二沟槽内的金属材料与第二底电极131连接，第二顶电极133通过第一沟槽和第二沟槽内的金属材料与第一底电极121连接。

需要说明的是，第一沟槽和第二沟槽也可在同一步骤中进行，即在底电极层上沉积压电材料后再进行刻蚀，在一次刻蚀中即可实现第一沟槽和第二沟槽的形成。

本申请实施例提供的体声波谐振组件10的制备方法，制备出的体声波谐振组件10能够在不增大体声波谐振组件10的体积的基础上，提高反向并联的稳定性并减小损耗。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种体声波谐振组件，其特征在于，包括衬底以及设置在所述衬底上的第一谐振组件和第二谐振组件，所述第一谐振组件和所述第二谐振组件之间形成互连区域，所述第一谐振组件包括依次设置于所述衬底上的第一底电极、第一压电层和第一顶电极，所述第二谐振组件包括依次设置于所述衬底上的第二底电极、第二压电层和第二顶电极，所述第一底电极和所述第二顶电极在所述互连区域连接，所述第二底电极和所述第一顶电极在所述互连区域连接。

2.根据权利要求1所述的体声波谐振组件，其特征在于，所述第一压电层和所述第二压电层在所述互连区域连接，所述互连区域的压电层上开设有至少两个通槽以形成多个连接区，所述第一底电极延伸至所述连接区与所述第二顶电极连接形成第一连接，所述第二底电极延伸至所述连接区与第一顶电极连接形成第二连接。

3.根据权利要求2所述的体声波谐振组件，其特征在于，包括多个所述通槽以形成多个所述连接区，多个所述连接区形成至少一个所述第一连接和至少一个所述第二连接。

4.根据权利要求3所述的体声波谐振组件，其特征在于，所述第一连接的个数与所述第二连接的个数相同或者差值为1，所述第一连接和所述第二连接间隔交替设置。

5.根据权利要求4所述的体声波谐振组件，其特征在于，包括三个通槽以形成三个所述连接区，且所述第一连接位于两个所述第二连接之间，所述第一连接的连接宽度大于所述第二连接的连接宽度。

6.根据权利要求4所述的体声波谐振组件，其特征在于，包括四个通槽以形成四个所述连接区，所述第一连接和所述第二连接的宽度相同。

7.根据权利要求1所述的体声波谐振组件，其特征在于，所述第一压电层和所述第二压电层在所述互连区域相互隔开，所述第一底电极向所述互连区域延伸与所述第二顶电极并连接形成第三连接，所述第二底电极向所述互连区域延伸与所述第一顶电极并连接形成第四连接，所述第三连接与所述第四连接隔开。

8.根据权利要求1所述的体声波谐振组件，其特征在于，所述第一压电层和所述第二压电层上分别设置缺角以使所述第一底电极和所述第二底电极部分外露，所述第一顶电极朝向所述第二压电层的缺角延伸形成第一延伸部，所述第一延伸部与所述第二底电极连接，所述第二顶电极朝向所述第一压电层的缺角延伸形成第二延伸部，所述第二延伸部与所述第一底电极连接。

9.根据权利要求8所述的体声波谐振组件，其特征在于，所述第一延伸部和所述第二延伸部沿着其延伸方向的宽度逐渐减小。

10.一种体声波谐振组件的制备方法，用于制备如权利要求1-9任一项所述的体声波谐振组件，其特征在于，包括：

提供衬底并在所述衬底上沉积金属材料形成底电极层；

刻蚀所述底电极层形成第一底电极和所述第二底电极，所述第一底电极和所述第二底电极之间具有第一沟槽使得所述第一底电极和所述第二底电极隔离；

在刻蚀后的底电极层上沉积压电材料形成压电基层；

刻蚀所述压电基层形成第一压电层和第二压电层，所述第一压电层位于所述第一底电极上，所述第二压电层位于所述第二底电极上，所述第一压电层和所述第二压电层之间具有第二沟槽使得所述第一压电层与所述第二压电层隔离，所述第二沟槽与所述第一沟槽连通；

在刻蚀后的压电基层上沉积金属材料形成顶电极层，所述顶电极层填充所述第一沟槽和所述第二沟槽；

刻蚀所述顶电极层形成第一顶电极和第二顶电极，第一顶电极位于所述第一压电层上，所述第二顶电极位于所述第二压电层上，所述第一顶电极通过所述第一沟槽和所述第二沟槽内的金属材料与所述第二底电极连接，所述第二顶电极通过所述第一沟槽和所述第二沟槽内的金属材料与所述第一底电极连接。