CN218276649U - 声波器件结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种声波器件结构和电子设备。该声波器件结构包括衬底、压电结构、第一电极层和第二电极层。压电结构垂直于衬底表面并设置于衬底上，第一电极层第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上；以及第二电极层第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上或第一衬底表面上；其中，第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分相对于第一压电表面和/或第二压电表面相互匹配形成叉指效果。因此，通过第一电极层和第二电极层相对于压电结构的叉指效果，能够实现该声波器件结构的器件频率大范围可调，同时显著提高该器件结构的有效耦合系数，可在显著提升器件性能的基础上，进一步实现对该器件结构的尺寸小型化。

Description

声波器件结构和电子设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其设计一种声波器件结构和电子设备。

背景技术

声波滤波器可应用于高频电路中，例如用作带通滤波器。声波滤波器由若干个声波谐振器组合而成。声波谐振器按振动模式一般分为声表面波 (Surface Acoustic Wave，简称SAW)器件和体声波(Bulk Acoustic Wave，简称BAW)器件。除此之外，还可以利用压电结构的兰姆波(lamb mode) 模式制作谐振器比如径向模式谐振器(contour moderesonator，简称CMR) 等。近年来，以声波谐振器为基本单元的滤波器、双工器等，越来越往小型化、高频化和宽带化发展。另外，随着移动通信向5G发展，通信的频段愈来愈多，不同频段对插损和带宽的需求也不一样，这也对滤波器的技术提出了多元化的需求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术中的声波器件结构所存在的技术问题至少之一，本实用新型实施例提供了一种声波器件结构和电子设备。

(二)技术方案

本实用新型实施例的第一个方面提供了一种声波器件结构，其中，包括衬底、压电结构、第一电极层和第二电极层。压电结构垂直于衬底表面并设置于衬底上，衬底包括相对于压电结构的第一压电表面的第一衬底表面和相对于压电结构的第二压电表面的第二衬底表面；第一电极层第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上；以及第二电极层第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上或第一衬底表面上；其中，第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分相对于第一压电表面和/或第二压电表面相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括第一连接层和第二连接层。第一连接层对应于第一电极层的引出部分设置于衬底上；第二连接层对应于第二电极层的引出部分设置于衬底上。

根据本实用新型的实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上，其叉指部分设置于第二压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分经第一压电表面和压电结构的端面延伸于第二压电表面上；第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上，其叉指部分经第二压电表面和压电结构的端面延伸于第一压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，压电结构包括至少两个压电层和至少一个中间电极层，至少两个压电层彼此相互平行垂直于衬底表面并设置于衬底上，至少一个中间电极层设置于至少两个压电层中相邻两个压电层和衬底表面之间围设的容纳空间的内壁面上。

根据本实用新型的实施例，至少一个中间电极层的每个中间电极层包括第一叉指部分和第二叉指部分，第一叉指部分设置于相邻两个压电层中一个压电层的相对于容纳空间的压电层表面上；第二叉指部分设置于相邻两个压电层中另一个压电层的相对于容纳空间的压电层表面上；其中，每个中间电极层的第一叉指部分相对于一个压电层与相邻的中间电极层的第二叉指部分相互匹配形成叉指效果，且每个中间电极层的第二叉指部分相对于另一个压电层与相邻的中间电极层的第一叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，至少一个中间电极层中的一个中间电极层的第一叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果，至少一个中间电极层中的另一个中间电极层的第二叉指部分与第二电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括至少一个绝缘层和连接电极层。至少一个绝缘层设置于第一电极层上；连接电极层设置于至少一个绝缘层上，连接第二电极层的叉指部分。

根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括悬浮电极层或接地电极层。悬浮电极层设置于第二衬底表面和第二压电表面上，其位于第二压电表面上的部分与具有叉指效果的第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应；接地电极层设置于第二衬底表面和第二压电表面上，其位于第二压电表面上的部分与具有叉指效果的第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应。

根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括第三连接层，第三连接层对应于悬浮电极层或接地电极层设置于衬底上。

根据本实用新型的实施例，其中，声波器件结构还包括支撑层，支撑层对应于第二压电表面设置于第二衬底表面上。

根据本实用新型的实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层的引出部分设置于支撑层表面上，其叉指部分设置于第二压电表面或经压电结构的端面设置于第一压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括锚定层，锚定层对应于第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分，设置于压电结构的端面上。

根据本实用新型的实施例，第一电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第一子叉指层；第二电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第二子叉指层；其中，第一电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第一子叉指层相互匹配形成叉指效果；第二电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第二子叉指层相互匹配形成叉指效果。

本实用新型实施例的第二个方面提供了一种上述的声波器件结构的制备方法。

本实用新型实施例的第三个方面提供了一种电子设备，包括上述的滤波器，滤波器包括上述的声波器件结构。。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供了一种声波器件结构和电子设备。该声波器件结构包括衬底、压电结构、第一电极层和第二电极层。压电结构垂直于衬底表面并设置于衬底上，衬底包括相对于压电结构的第一压电表面的第一衬底表面和相对于压电结构的第二压电表面的第二衬底表面；第一电极层第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上；以及第二电极层第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上或第一衬底表面上；其中，第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分相对于第一压电表面和/或第二压电表面相互匹配形成叉指效果。因此，通过第一电极层和第二电极层相对于压电结构的叉指效果，能够实现该声波器件结构的器件频率大范围可调，同时显著提高该器件结构的有效耦合系数，可在显著提升器件性能的基础上，进一步实现对该器件结构的尺寸小型化。

附图说明

图1A示意性示出了根据本实用新型一实施例的声波器件结构的截面图；

图1B示意性示出了对应于图1A所示根据本实用新型一实施例的声波器件结构的俯视图；

图1C示意性示出了对应于图1A和图1B所示根据本实用新型一实施例的声波器件结构的立体图；

图2A示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的俯视图；

图2B示意性示出了对应于图2A所示根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的立体图；

图3示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的截面图；

图4A示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的俯视图；

图4B示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的俯视图；

图5A示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的俯视图；

图5B示意性示出了对应于图5A所示A-A′线的根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的截面图；

图5C示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的俯视图；

图5D示意性示出了对应于图5C所示B-B′线的根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的截面图；

图6示意性示出了根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的截面图；

图7A示意性示出了对应于图1A-图1C所示根据本实用新型一实施例的声波器件结构的压电结构101的第一压电表面的第一电极层102的多个第一子叉指层分布图；

图7B示意性示出了对应于图2A-图2B所示根据本实用新型另一实施例的声波器件结构的压电结构201的第一压电表面的第一电极层202的多个第一子叉指层和第二电极层203的多个第二子叉指层的分布图；

图8A示意性示出了对应于图1A所示声波器件结构的一制备方法的根据本实用新型一实施例的对应一制备工艺阶段的一声波器件结构的截面图；

图8B示意性示出了对应于图8A所示声波器件结构的一制备方法的根据本实用新型一实施例的对应另一制备工艺阶段的另一声波器件结构的截面图；

图8C示意性示出了对应于图8B所示声波器件结构的一制备方法的根据本实用新型一实施例的对应另一制备工艺阶段的另一声波器件结构的截面图；

图9A示意性示出了对应于图1A所示声波器件结构的另一制备方法的根据本实用新型另一实施例的对应另一制备工艺阶段的一声波器件结构的截面图；

图9B示意性示出了对应于图9A所示声波器件结构的另一制备方法的根据本实用新型一实施例的对应另一制备工艺阶段的另一声波器件结构的截面图；以及

图9C示意性示出了对应于图9B所示声波器件结构的另一制备方法的根据本实用新型一实施例的对应另一制备工艺阶段的另一声波器件结构的截面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本实用新型的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本实用新型实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把他们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把他们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的代替特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个公开方面的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

对于声波谐振器中的多类型器件中，SAW器件通常使用叉指电极 (inter-digitaltransducer，简称IDT)来将电能转换成声能，或者相反地将声能转换成电能；对于叉指电极，一般可以使用压电基板和处于两个不同电位的两个相对母线(busbar)以及与两个母线连接的两组电极。由于逆压电效应，处于不同电位的两个连续电极之间的电场提供了声源。相反地，如果换能器接收入射波，则由于压电效应而在电极中产生电荷，通过将换能器置于两个反射栅之间来获得谐振器。BAW器件与SAW器件类似，依靠压电材料的压电效应形成谐振。BAW谐振器一般由上电极层、压电结构和下电极层组成三明治结构，产生谐振。此外，BAW器件的上电极层上方和下电极层下方是空气腔(FBAR结构，即薄膜体声波谐振器结构，其中，薄膜体声波谐振器即film bulk acoustic resonator，简称FBAR)或者声学反射层(SMR结构，即固态装配型谐振器结构，固态装配型谐振器即solid mounted resonator，简称SMR)，谐振区域为上述各层的重叠区域。一般情况下，BAW器件具有更高的Q值，和更好的功率承受能力，但有效耦合系数(Effective coupling coefficient，简称k² _eff，可决定滤波器带宽) 略小于SAW器件。而且，CMR器件存在有效耦合系数(k² _eff)较小，Q 值不高的缺点

为此，可以通过连接几个上述声波谐振器构成梯型或晶格型拓扑结构，或通过具有一个或多个产生声能的IDT构成双模式声表面波(Double mode saw，简称DMS)结构，来设计滤波器或双工器。但是，SAW器件可以利用DMS结构，在保证较低的插损前提下，减小器件的尺寸。但SAW 器件，因IDT线宽太小不易制造和电极损耗大的限制，不适合应用于 2.5GHz以上的高频。而BAW器件一般使用梯型结构，与DMS相比具有较大的面积，小型化受到限制。此外，谐振器之间距离太近，容易因声波泄漏产生耦合，抑制和隔离度存在变差问题。

现有技术中存在采用垂直薄膜式的体声波(BAW)器件结构作为声波滤波器，但是由于其一般两电极均为平面薄膜，使得其整体局限于体声波结构，器件频率一般难以调整，有效耦合系数较小且调整范围也较窄，此外由于其体声波滤波性能的局限一般只能采用介电系数较小的制备材料 (如氮化铝等)进行制备，使得其整体体积和面积尺寸较大，不利于器件小型化，且对其制备工艺也具有较高的要求，成本整体较高。此外，还有一些垂直薄膜式体声波器件结构因器件结构在凹形下电极之间存在衬底层，器件的振动未能限制在上下电极之间，导致有效耦合系数下降。

为解决现有技术中的基于垂直薄膜式体声波器件结构所存在的上述技术问题至少之一，本实用新型实施例提供了一种声波器件结构和电子设备。

如图1A-图7B所示，本实用新型实施例的第一个方面提供了一种声波器件结构，其中，包括衬底、压电结构、第一电极层和第二电极层。压电结构垂直于衬底表面并设置于衬底上，衬底包括相对于压电结构的第一压电表面的第一衬底表面和相对于压电结构的第二压电表面的第二衬底表面；第一电极层第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上；以及第二电极层第二电极层的引出部分设置于第二衬底表面上或第一衬底表面上；其中，第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分相对于第一压电表面和/或第二压电表面相互匹配形成叉指效果。

压电结构为薄膜结构，其垂直于衬底表面设置可以理解为该薄膜结构的薄膜表面垂直于衬底表面，换言之压电结构的薄膜表面与衬底表面不接触，其厚度方向与衬底表面相互平行。其中，压电结构设置于衬底上可以理解为压电结构位于衬底表面的上方但与衬底表面不直接接触，具体可以是正上方，也可以是斜上方，或者也可以理解为该压电结构与衬底表面直接接触。同理，本实用新型实施例中所提及的“A设置于B上”均可以理解为“A位于B上方但不直接接触”或“A与B的表面直接接触”，后文不再赘述。

压电结构的薄膜结构垂设于衬底表面，使得衬底表面被压电结构分为第一衬底表面和第二衬底表面，同时器件结构在空间中被分为两侧空间，即第一侧空间和第二侧空间。其中，第一侧空间对应于由压电结构的第一压电表面和与之相互垂直的第一衬底表面围设，第二侧空间对应于由压电结构的第二压电表面和与之相互垂直的第二衬底表面围设。其中，压电结构可以具有至少一个压电层，每个压电层都可以用于作为声波器件结构的主要功能结构层。因此，最外侧的压电层的表面可以作为该压电结构的薄膜表面，如第一压电表面和第二压电表面。

第一电极层匹配于第一侧空间的第一衬底表面和第一压电表面，第一电极层可以包括引出部分和叉指部分，其中引出部分的主体可以作为其叉指部分的母线形成于第一衬底表面上，叉指部分的主体则可以形成于第一压电表面上，因此，引出部分的主体和叉指部分的主体可以保持垂直状态。相应地，第二电极层匹配于第二侧空间的第二衬底表面和第二压电表面，第二电极层可以包括引出部分和叉指部分，其中引出部分的主体可以作为其叉指部分的母线形成于第二衬底表面上，叉指部分的主体则可以形成于第二压电表面上，因此，引出部分的主体和叉指部分的主体可以保持垂直状态。其中，第一电极层可以作为该声波器件结构的输入端对应的电极层实现器件输入，第二电极层相应可以作为该声波器件结构的额输出端对应的电极层实现器件输出。

第一电极层的叉指部分相对于其引出部分的主体具有多个叉指层，相对于该引出部分形成梳状结构，相应地，第二电极层的叉指部分相对于其引出部分的主体也具有与第一电极层相匹配的多个叉指层，相对于其引出部分形成梳状结构。其中，第二电极层的多个叉指层与第一电极层的多个叉指层相互平行交错对应分布在该压电结构的同侧表面上，此时第二电极层的引出部分和第一电极层的引出部分一般也位于该压电结构的同侧表面对应的衬底表面上；此外，第二电极层的多个叉指层与第一电极层的多个叉指层也可以相对于该压电结构的两侧表面相互平行交错对应分布在该压电结构的表面上，此时第二电极层的引出部分和第一电极层的引出部分一般可以位于该压电结构的两侧表面分别对应的衬底表面上……在前述基础上，还可以具有更多的实施案例，只需要保证在压电结构的至少一侧表面上保持第一电极层和第二电极层的各自叉指部分相互平行交错对应形成交叉形式，即可以在压电结构表面激发逆压电效应，产生谐振的声波的叉指效果即可。其中，该第一电极层的引出部分可以理解为平行于第一衬底表面的水平部分，而其叉指部分可以理解为垂直于该第一衬底表面且平行于压电结构的第一压电表面的垂直部分；同理，该第二电极层的引出部分可以理解为平行于第二衬底表面的水平部分，而其叉指部分可以理解为垂直于该第二衬底表面且平行于压电结构的第二压电表面的垂直部分。

其中，所谓叉指效果可以理解为当该第一电极层的多个叉指层和第二电极层的多个叉指层相互平行交错对应分布在压电结构的表面上时，该声波器件结构受到交错叉指层的作用，能够在压电结构的表面激发逆压电效应，产生沿该压电结构的表面的谐振声波，且相对于传统器件结构的主要垂直于压电结构的表面传播的声波谐振方向(如体声波)，上述基于垂直压电结构的叉指效果的该谐振声波主要沿平行于该压电结构的表面的方向传播。其中，可以在压电层中激发出不同于体声波器件的谐振模式，如 lamb波和SH波(ShearHorizontal波，简称SH波)等。

具体地，如SAW器件，本实用新型实施例的声波器件结构可以通过使用叉指电极来将电能转换成声能，或者将声能转换成电能。叉指电极 (inter-digital transducer，简称IDT)一般可以通过压电基板(如压电结构的压电层)、处于两个不同电位的两个相对母线(busbar，如电极层的引出部分的主体结构)以及与两个母线分别连接的两组相互平行交错对应的叉指层，借助叉指效应的逆压电效应，为处于不同电位的两个连续电极之间的电场提供了声源。相反地，如果换能器接收入射波，则由于压电效应而在电极中产生电荷，通过将换能器置于两个反射栅之间，将能量限制在换能器中，获得高品质因数的谐振器。

可见，本实用新型实施例的上述声波器件结构能够通过上述叉指电极结构的同相结构配置，在压电结构中激发出不同于体声波的谐振模式，如 lamb波，SH(shearhorizontal)波等，相对于传统的体声波器件结构，这些谐振模式具有自由度更高、频率覆盖更广的谐振模式，由于电极层的各个叉指层的尺寸可调，这也使得其谐振频率能够达到大范围可调的有益效果，在高频高带宽的5G通信能得到更多的应用。进一步地，由于其涉及到声表面波的结构设置，使得其有效耦合系数相对于现有技术较大，同样实现有效耦合系数的大范围可调的效果。而且，在同样的器件电容大小的情况下，相对于现有技术为维持体声波效应的压电结构的材料选择只能局限于介电系数更小的氮化铝等，本实用新型实施例的上述声波器件结构因具有声表面波的叉指效应，使得其还可以采用如铌酸锂等介电系数更高的材料作为压电结构的制备材料，这就能够基于材料选择的器件结构尺寸的进一步小型化，有利于器件结构的集成化和精密化。

因此，通过第一电极层和第二电极层相对于压电结构的叉指效果，能够实现该声波器件结构的器件频率大范围可调，同时显著提高该器件结构的有效耦合系数，可在显著提升器件性能的基础上，进一步实现对该器件结构的尺寸小型化。

如图1A-图7B所示，根据本实用新型的实施例，声波器件结构还包括第一连接层和第二连接层。第一连接层对应于第一电极层的引出部分设置于衬底上；第二连接层对应于第二电极层的引出部分设置于衬底上。

由于第一电极层和第二电极层的厚度尺寸较小，薄膜整体偏薄。因此，为降低对该第一电极层和第二电极层的电极损耗，通过方块电阻较大的电极连接层，如第一连接层和第二连接层，可以将分别对应的第一电极层和第二电极层连接到外部电路。其中，该第一连接层可以是如图1A-图7B 中所示的105、205、305、405、505和605，可以作为对应第一电极层的器件输出端的连接层；该第二连接层可以是如图1A-图7B中所示的104、204、304、404、504和604，可以作为对应第二电极层的器件输入端的连接层。

其中，该第一连接层和第二连接层均可以其长条形结构，设置于对应的第一电极层上和第二电极层上，也可以对应与第一电极层和第二电极层分别保持电连接即可。一般，第一连接层和对应第一电极层是直接接触，同样第二连接层和对应第二电极层是直接接触。

进一步地，在上述声波器件中所包含的第一电极层、第二电极层、第一连接层和第二连接层具体可以为具有良好导电性的金属层，该金属层的材料选择可以为下述任一种金属或者任意组合金属的合金：铝、钼、铜、金、铂、银、镍、铬、钨、钛和锡等，从而能够保证电极层和连接层的导电性能。此外，压电结构的材料选择可以为以下任一种或者任意组合材料：氮化铝、氧化锌、铌酸锂、钽酸锂等，也可以是掺杂有其它元素的上述材料之一，以保证在相同电容特性情况下的器件压电特性，同时部分高介电系数材料的选择还能够进一步实现对器件尺寸的小型化。最后，衬底可以为硅、石英或者氧化铝等中至少之一所组成的至少一层的层状结构。

如图1A-图1C所示，根据本实用新型的一实施例，第一电极层102 的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层103的引出部分设置于第二衬底表面上，其叉指部分设置于第二压电表面上；其中，第二电极层103的叉指部分与第一电极层102 的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图1A-图1C所示声波器件结构，其压电结构101只有一个垂直于衬底106表面所设置的压电层，则该压电结构101的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构101的第一侧表面对应于第一电极层 102为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于第二电极层103为第二压电表面。其中，第一连接层105设置于第一电极层102的水平部分的主体上，与第一电极层102直接接触，可以作为器件输出端的对应连接；第二连接层104设置于第二电极层103的水平部分的主体上，与第二电极层 103直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。

此外，第一电极层102和第二电极层103的垂直部分分别在压电结构 101的两侧表面上形成相互匹配对应的梳状叉指结构，其中，第一电极层102的梳状叉指结构设置于第一压电表面上，第二电极层103的梳状叉指结构设置于第二压电表面上，并与第一电极层102的梳状叉指结构间隔该压电结构101的厚度相互平行交错对应。因此，可以间隔该压电结构101 在压电结构101上实现逆压电效应，产生沿该压电结构101表面传播的声表面波。

因此，能够在压电结构101中激发出不同于体声波的谐振模式，如 lamb波，SH(shear horizontal)波等，相对于传统的体声波器件结构，这些谐振模式具有自由度更高、频率覆盖更广的谐振模式，由于电极层的各个叉指层的尺寸可调，这也使得其谐振频率能够达到大范围可调的有益效果。

如图2A-图2B所示，根据本实用新型的另一实施例，第一电极层202 的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分经第一压电表面和压电结构201的端面延伸于第二压电表面上；第二电极层203的引出部分设置于第二衬底表面上，其叉指部分经第二压电表面和压电结构201的端面延伸于第一压电表面上；其中，第二电极层203的叉指部分与第一电极层202 的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图2A-图2B所示声波器件结构，其压电结构201只有一个垂直于衬底206表面所设置的压电层，则该压电结构201的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构201的第一侧表面对应于第一电极层 102为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于第二电极层203为第二压电表面。其中，第一连接层205设置于第一电极层202的水平部分的主体上，与第一电极层202直接接触，可以作为器件输出端的对应连接层；第二连接层204设置于第二电极层203的水平部分的主体上，与第二电极层203直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。

此外，第一电极层202和第二电极层203的垂直部分分别在压电结构 201的两侧表面上形成相互匹配对应的梳状叉指结构。其中，第一电极层 202的梳状叉指结构设置于第一压电表面、压电结构201的端面和第二压电表面上，可以理解为第一电极层202的梳状叉指结构沿第一压电表面延伸并覆盖压电结构201的端面，最终覆盖在第二压电表面上。第二电极层 203的梳状叉指结构设置于第二压电表面、压电结构201的端面和第一压电表面上，可以理解为第二电极层203的梳状叉指结构沿第二压电表面延伸并覆盖压电结构201的端面，最终覆盖在第一压电表面上。其中，相对于该压电结构101的两侧表面，第二电极层203的梳状叉指结构与第一电极层202的梳状叉指结构相互平行交错对应。因此，可以间隔该压电结构 101在压电结构101上实现逆压电效应，有利于产生横向电场，生成沿该压电结构101表面传播的声表面波。

因此，本实用新型上述实施例的声波器件结构的第一、第二电极层的叉指部分都跨过压电结构的顶部边缘形成在压电层两侧，构成同相结构(inphase)。对于该同相结构，以激发主谐振模式为A1波为例，基于该同相结构的电极配置方式，结合相应的仿真验证，主谐振模式对应的曲线纵轴|Zin|最小点，有效耦合系数与|Zin|最大值和最小值对应的频率之间的距离成正比。说明basic和inphase结构有效耦合系数最大，可见该同相结构的主谐振模式(如A1模式)最强，且具有更大的有效耦合系数。其中

可见，相对于上述图1A-图1C所示的声波器件结构，该图2A-图2B 所示的声波器件结构能够具有更大的叉指交错范围，且纵向无形变，而通过横向作用振动形成位移，其横向电场的覆盖范围更大，更有利于产生横向电场，使得压电效应转为位移，形成更强的声表面波，具有更大范围可调的有效耦合系数，相应地其谐振频率的可调范围也更优。

如图3所示，根据本实用新型的另一实施例，压电结构包括至少两个压电层和至少一个中间电极层，至少两个压电层彼此相互平行垂直于衬底 306表面并设置于衬底306上，至少一个中间电极层设置于至少两个压电层中相邻两个压电层和衬底306表面之间围设的容纳空间的内壁面上。

如图3所示声波器件结构，其压电结构可以具有两个相互平行且垂直于衬底306表面所设置的压电层311、312，则该压电结构的表面即该压电层311的右侧的侧表面和该压电层312的左侧的侧表面。其中，该压电层 311的右侧的第一侧表面对应于第一电极层302为第一压电表面，相反，压电层312的左侧的第二侧表面对应于第二电极层303为第二压电表面。其中，第一连接层205设置于第一电极层302的水平部分的主体上，与第一电极层302直接接触，作为器件输出端的对应连接；第二连接层304设置于第二电极层303的水平部分的主体上，与第二电极层303直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。

对应于上述压电层311、312，在位于压电层311和压电层312与衬底 306之间围设的容纳空间中可以形成一个中间电极层307，该中间电极层 307主要沿该容纳空间的内壁面设置。通过对该中间电极层307，可以将该声波器件结构分为分别以压电层311和压电层312为压电结构的两个声波器件结构单元，即以第一电极层302、压电层311和中间电极层307为具有一个谐振区域的第一个声波器件结构单元，以第二电极层303、压电层312和中间电极层307为具有另一个谐振区域的第二个声波器件结构单元，借此可以形成基于声波器件结构单元的谐振器，也即中间电极层可以与第一电极层和第二电极层及其各自对应的压电层分别构成两个谐振器，该谐振器的谐振频率、有效耦合系数和谐振器电容受压电层厚度、电极配置方式、电极叉指的周期、金属占空比等影响。其中，利用该中间电极层 307还可构成形成声波滤波器所使用的梯形架构或晶格型架构等。

因此，本实用新型实施例所提供的上述声波器件结构能够实现单片集成多种膜厚和多种频率的压电层，更易于实现对该声波器件结构的阵列化，有利于该声波器件结构的制备。其中，该实施例中的压电结构可以包括更多个压电层，且这些压电层中相邻压电层之间均具有相应的中间电极层，这些中间电极层上也可以同时设置连接层用于输入或输出，从而能够很轻易地通过简单的制备工艺形成该声波器件结构的阵列器件。

如图3所示，根据本实用新型的另一实施例，至少一个中间电极层的每个中间电极层包括第一叉指部分和第二叉指部分，第一叉指部分设置于相邻两个压电层中一个压电层的相对于容纳空间的压电层表面上；第二叉指部分设置于相邻两个压电层中另一个压电层的相对于容纳空间的压电层表面上；其中，每个中间电极层的第一叉指部分相对于一个压电层与相邻的中间电极层的第二叉指部分相互匹配形成叉指效果，且每个中间电极层的第二叉指部分相对于另一个压电层与相邻的中间电极层的第一叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图3所示，根据本实用新型的另一实施例，至少一个中间电极层中的一个中间电极层的第一叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果，至少一个中间电极层中的另一个中间电极层的第二叉指部分与第二电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图3所示，本实用新型实施例的中间电极层307具有第一叉指部分 307A、第二叉指部分307B以及铺设于衬底306表面的引出部分。其中，该中间电极层307的引出部分可以覆盖整个容纳空间的衬底306的表面。此外，第一叉指部分307A设置在压电层311相对于该容纳空间的压电层表面，即压电层311在容纳空间中的侧表面；第二叉指部分307B则设置在压电层312相对于该容纳空间的压电层表面，即压电层312在容纳空间中的侧表面。

其中，第一叉指部分307A与压电层311的第一电极层302的叉指部分相互交错对应形成叉指效果，其中，第一电极层302的叉指部分设置于压电层311的右侧对应第一衬底表面和第一连接层305的第一压电表面上。第二叉指部分307B与压电层312的第二电极层303的叉指部分相互交错对应形成叉指效果，其中，第二电极层303的叉指部分设置于压电层312的左侧对应第二衬底表面和第二连接层304的第二压电表面上。因此，当压电结构所具有的压电层的数量超过2个时，此时该第一电极层302的叉指部分就相当于和第一叉指部分307A间隔该压电层311相邻的另一中间电极层的第二叉指部分，相反，此时该第二电极层303的叉指部分就相当于和第二叉指部分307B间隔该压电层312相邻的另一中间电极层的第一叉指部分。

如此，便可以保证以压电层为间隔，该压电层两侧表面上所形成的电极层均可以具有相应的叉指效果，从而能够使得各个压电层的声表面波的分别产生，在声波器件结构阵列的情况下，也能够维持其结构稳定性，且避免外界的影响，发挥声波器件结构的正常性能。

进一步地，由于上述图3所示的垂直薄膜结构的相邻的压电层311、 312的厚度可以不同，使得本实用新型实施例的该声波器件结构能够形成具有不同厚度选择的压电结构阵列，从而能够在衬底表面上形成不同的谐振频率、有效耦合系数、谐振器电容等声波器件结构，提高了阵列器件中的声波器件结构的多样性，在保证更为有利的制备工艺的情况下，可以使得该器件阵列具有更广的应用场景和适用范围。

如图4A-图4B所示，根据本实用新型的另一实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图4A所示和图4B所示声波器件结构，其压电结构401可以具有一个垂直于衬底406表面所设置的压电层，则该压电结构401的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构401的第一侧表面对应于第一电极层402和第二电极层403为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于第二衬底表面为第二压电表面。其中，第一连接层405设置于第一电极层402的水平部分的主体上，与第一电极层402直接接触，可以作为器件输入端(Vin)的对应连接层；第二连接层404设置于第二电极层403 的水平部分的主体上，与第二电极层403直接接触，可以作为输出端(Vout) 的对应连接层。

其中，第一电极层402和第二电极层403位于压电结构401的同侧，第一电极层402叉指部分和第二电极层403的叉指部分均位于压电结构 401的同侧的第一压电表面上。第一电极层402和第二电极层403的垂直部分在压电结构401的同侧表面上形成相互匹配对应的梳状叉指结构。其中，第一电极层402的梳状叉指结构和第二电极层403的梳状叉指结构均设置于第一压电表面上，也可以经第一压电表面、压电结构401的端面延伸设置于第二压电表面上。其中，相对于该压电结构101的第一压电表面，第二电极层403的梳状叉指结构与第一电极层402的梳状叉指结构相互平行交错对应形成叉指效果。因此，可以在该压电结构401表面上实现逆压电效应，有利于产生横向电场，生成沿该压电结构401表面传播的声表面波。

可见，能够形成主要结构位于压电结构单侧的声波器件结构，从而更加有利于结构的小型化。

如图4A-图4B所示，根据本实用新型的另一实施例，声波器件结构还包括至少一个绝缘层和连接电极层。至少一个绝缘层设置于第一电极层上；连接电极层设置于至少一个绝缘层上，连接第二电极层的叉指部分。

第一电极层402的引出部分和第二电极层403的引出部分分别作为各自的水平部分位于同一衬底406的第一衬底表面上。其中，为保证第一电极层402的垂直部分和第二电极层403的垂直部分能够在第一压电表面上形成叉指效果，第一电极层402和第二电极层403的水平部分会存在一定的位置交叉。因此，为防止第一电极层402和第二电极层403在第一衬底表面上形成短路，可以在该声波器件结构中引入绝缘层设计。其中，绝缘层408的数量以实际的第二电极层403和第二电极层402在水平部分的图形设计为准进行确定。绝缘层408一般可以位于第一电极层402的水平部分的特定区域上，该特定区域一般为第一电极层402和第二电极层403的各自水平部分的位置交叉所形成的区域。也即，该绝缘层408位于该特定区域上的该第一电极层402和第二电极层403之间，用于防止二者接触形成短路。其中，绝缘层408可以选择介电系数较小的绝缘材料，包括但不限于SiO₂、SiN、A1N等介质材料，还可以采用如环氧树脂、聚亚酰胺等有机材料。

此外，为进一步提高对第二电极层403的连接输出效果，可以进一步提供连接电极层407将第二电极层403水平部分在衬底上的图形连接起来，同时，连接电极层407可以在交叉的特定区域位于绝缘层408上方，通过绝缘层408实现与第一电极层402之间的绝缘。其中，连接电极层408 可以与第一连接层405和第二连接层404所采用的制备材料和结构形式一致，为方块电阻较大的电极层，从而能够降低对所连接的第二连接层404 的损耗。

如图4B所示，根据本实用新型的另一实施例，声波器件结构还包括悬浮电极层或接地电极层。悬浮电极层设置于第二衬底表面和第二压电表面上，其位于第二压电表面上的部分与具有叉指效果的第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应；接地电极层设置于第二衬底表面和第二压电表面上，其位于第二压电表面上的部分与具有叉指效果的第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应。

如图4B所示，根据本实用新型的另一实施例，声波器件结构还包括第三连接层，第三连接层对应于悬浮电极层或接地电极层设置于衬底上。

与图4A相比，如图4B所示的声波器件结构其也为在第一衬底表面集成第一电极层402和第二电极层403的压电结构401单侧器件，但与之不同的是，该声波器件结构的衬底406的第二衬底表面和压电结构401的第二压电表面对应设置有一结构层409，其中该结构层409在设置悬浮 (Float)时为悬浮电极层409，结构层409在设置接地(Ground)时为接地电极层409。

其中，该结构层409可以设置在该衬底406的第二衬底表面上，同时延伸设置于压电结构401的第二压电表面上，位于该第二压电平面上的该结构层409的部分与在该压电结构401另一侧的第一压电表面上形成叉指效果的第一电极层402和第二电极层403的交错部分间隔该压电结构401 设置。通过该结构层409，可以显著增强垂直于第一压电表面的电场，可提高lamb波等模式的激发效率。其中，该结构层409在作为接地电极层时，会比作为悬浮电极层，具有稍降低的谐振频率和更小的有效耦合系数。

进一步地，为实现更好的悬浮和接地效果，可以在该结构层409上设置一第三连接层410，通过方块电阻较大的该第三连接层410，同样可以在保证与结构层409连接效果的同时，降低对结构层409的损耗。

因此，在压电结构401的压电层的一侧生长平面电极层形成用于悬浮电势或者接地的结构层，与压电结构401另一侧的叉指电极层形成可激发平面谐振声波的声波器件结构，或者仅在该压电结构401的另一侧形成叉指电极，页可以激发压电结构形成谐振。

需要说明的是，如图4A和图4B所示Vin对应输入端，Vout对应输出端，其可依照实际需要进行调换，具体不作限制。

如图5A-图5D所示，根据本实用新型的另一实施例，声波器件结构还包括支撑层507，支撑层507对应于第二压电表面设置于第二衬底表面上。

如图5A-图5D所示，根据本实用新型的另一实施例，第一电极层的引出部分设置于第一衬底表面上，其叉指部分设置于第一压电表面上；以及第二电极层的引出部分设置于支撑层表面上，其叉指部分设置于第二压电表面或经压电结构的端面设置于第一压电表面上；其中，第二电极层的叉指部分与第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

如图5A-图5B所示声波器件结构，其压电结构501只有一个垂直于衬底506表面所设置的压电层，则该压电结构501的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构501的第一侧表面对应于第一电极层 502为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于支撑层507为第二压电表面。其中，第一连接层505设置于第一电极层502的水平部分的主体上，与第一电极层502直接接触，可以作为器件输出端的对应连接；第二连接层504设置于第二电极层503的水平部分的主体上，与第二电极层503直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。其中，第二电极层503的水平部分位于该支撑层507上。因此，借助于支撑层507使得第二电极层503 的水平部分比位于衬底表面上的第一电极层502的位置更高，同样也比压电结构501的顶端的端面位置更高，且支撑层507的制备材料可以选择与衬底506相同的支撑材料，使得支撑层507能够实现比压电结构更高的体波声速，从而将能量更有效限制在压电层内，提高器件Q值。

其中，支撑层507的高度尺寸与压电结构501的高度尺寸相当，一般可以持平。同时支撑层507在水平方向上与压电结构501的左侧的第二压电表面直接接触。借此，可以为跨压电结构501顶端的第二电极层503提供更为稳定的支撑效果。

此外，第一电极层502和第二电极层503的垂直部分分别在压电结构 501的同侧的第一压电表面上形成相互匹配对应的梳状叉指结构。其中，第一电极层502的梳状叉指结构设置于第一压电表面上，第二电极层503 的梳状叉指结构经压电结构501的顶端端面延伸设置于第一压电表面上，并与第一电极层502的梳状叉指结构在该第一压电表面上相互平行交错对应。因此，可以在该压电结构501上实现逆压电效应，产生沿该压电结构 101表面传播的声表面波。

如图5C-图5D所示声波器件结构，其压电结构501只有一个垂直于衬底506表面所设置的压电层，则该压电结构501的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构501的第一侧表面对应于第一电极层 502为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于支撑层507为第二压电表面。其中，第一连接层505设置于第一电极层502的水平部分的主体上，与第一电极层502直接接触，可以作为器件输出端的对应连接；第二连接层504设置于第二电极层503的水平部分的主体上，与第二电极层503直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。其中，第二电极层503的水平部分位于该支撑层507上。因此，借助于支撑层507使得第二电极层503 的水平部分比位于衬底表面上的第一电极层502的位置更高，能够实现比压电结构更高的体波声速。

其中，支撑层507的高度尺寸与压电结构501的高度尺寸相当，一般可以稍小于该压电结构501的高度尺寸。同时支撑层507在水平方向上与压电结构501的左侧的第二压电表面之间间隔第二电极层503的垂直部分，同时其上方用于设置直接接触的第二电极层503的水平部分。借此，可以为该第二电极层503提供更为稳定的支撑效果。

此外，第一电极层502和第二电极层503的垂直部分分别在压电结构 501的两侧表面上间隔该压电结构501形成相互匹配对应的梳状叉指结构。其中，第一电极层502的梳状叉指结构设置于第一压电表面上，第二电极层503的梳状叉指结构设置于第二压电表面上，并与第一电极层502 的梳状叉指结构间隔该压电结构501交错对应形成叉指效果。因此，同样可以在该压电结构501上实现逆压电效应，产生沿该压电结构101表面传播的声表面波。

其中，上述图5A-图5D所示的支撑层507的制备材料可以选择与衬底506相同的支撑材料，具体不作赘述。此外，该支撑层507还可以是沿垂直方向的叠层结构或者沿水平方向的底层结构，具体可以为Si/AlN/SiO₂的复合层结构。借助于该支撑层507可以形成对第二电极层503的支撑效果，同时还可以在不影响声波器件结构的谐振性能和整体尺寸的情况下，加强整个器件结构的结构稳定性和可靠性。此外，该支撑层507可以在上述基础上，进一步制备工艺过程中作为牺牲层或者掩模层，因此还能够具有减少制备工艺流程的作用。

如图6所示，根据本实用新型的另一实施例，声波器件结构还包括锚定层607，

锚定层607对应于第一电极层602的叉指部分和第二电极层603的叉指部分，设置于压电结构601的端面上。

如图6所示声波器件结构，其压电结构601只有一个垂直于衬底606 表面所设置的压电层，则该压电结构601的表面即该压电层的左右两侧的侧表面。其中，该压电结构601的第一侧表面对应于第一电极层602为第一压电表面，相反，其第二侧表面对应于第二电极层603为第二压电表面。其中，第一连接层605设置于第一电极层602的水平部分的主体上，与第一电极层602直接接触，可以作为器件输出端的对应连接；第二连接层604 设置于第二电极层603的水平部分的主体上，与第二电极层603直接接触，可以作为器件输入端的对应连接层。

此外，第一电极层602和第二电极层603的垂直部分分别在压电结构 601的两侧表面上形成相互匹配对应的梳状叉指结构，其中，第一电极层 602的梳状叉指结构设置于第一压电表面上，第二电极层603的梳状叉指结构设置于第二压电表面上，并与第一电极层602的梳状叉指结构间隔该压电结构601的厚度相互平行交错对应。因此，可以间隔该压电结构601 在压电结构601上实现逆压电效应，产生沿该压电结构601表面传播的声表面波。

在上述结构基础上，锚定层607覆盖压电结构601的顶端端面，对位于压电结构601两侧侧表面上的具有叉指效果的第一电极层602的叉指部分的顶端、第二电极层603的叉指部分顶端以及压电结构601可以形成更好的锚结结构，使得压电结构601与叉指电极形成更为稳定的接触，不易于发生剥离等情况，用于更好地固定该压电结构601，确保第一电极层602 和第二电极层603的叉指结构的稳定可靠，从而能够实现对器件结构的可靠性的增强。其中，该锚定层607的制备材料可以选择绝缘材料，该绝缘材料包括但不限于SiO₂、SiN、AlN等介质材料，也还可以选择如环氧树脂、聚亚酰胺等有机材料。

如图7A和图7B所示，根据本实用新型的另一实施例，根据本实用新型的实施例，第一电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第一子叉指层；第二电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第二子叉指层；其中，第一电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第一子叉指层相互匹配形成叉指效果；第二电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第二子叉指层相互匹配形成叉指效果。

如图7A所示，对于图1A-图1C所示的声波器件结构位于第一压电表面的第一电极层102而言，其可以具有多个叉指层701、702，其中每个叉指层又可以具有多个第一子叉指层，如叉指层701具有多个第一子叉指层701a，同时叉指层702具有多个第一子叉指层702a。同样地，位于第二压电表面的第二电极层103而言，其可以具有多个叉指层，其中每个叉指层又可以具有多个第二子叉指层。其中，第一电极层102的多个叉指层和第二电极层103的多个叉指层间隔压电结构101相互交错对应形成叉指效果；同时，在同一侧压电表面上，每个叉指层的各个第一子叉指层与相邻的叉指层的各个第一子叉指层之间也相互交错对应形成叉指效果，例如，在第一压电表面上，第一电极层102的叉指层701的多个第一子叉指层701 与其相邻叉指层702的多个第一子叉指层702a之间相互交错对应形成叉指效果；相应地，在第二压电表面上，第二电极层103的叉指层在满足与第一电极层102之间的叉指效果的情况下，其多个第二子叉指层与其相邻叉指层的多个第二子叉指层之间也具有相互交错对应形成的叉指效果。

进一步地，如图7B所示，对于图2A-图2B所示的声波器件结构，位于第一压电表面的第一电极层102的叉指部分和第二电极层103的叉指部分，第一电极层102的多个叉指层703与该第二电极层103的多个叉指层 704之间彼此交错对应在该第一压电表面上形成叉指效果，使得在水平方向上与第一电极层102的叉指层703相邻的是第二电极层103的叉指层 704。其中，第一电极层102可以具有多个叉指层703，其中每个叉指层又可以具有多个第一子叉指层703a；同时，第二电极层103可以具有多个叉指层704，每个叉指层又可以具有多个第二子叉指层704a。因此，在同一侧压电表面上，第一电极层102的每个叉指层的各个第一子叉指层与相邻的第二电极层103的每个叉指层的各个第二子叉指层之间也相互交错对应形成叉指效果，例如，在第一压电表面上，第一电极层102的叉指层703 的多个第一子叉指层703a与其相邻的第二电极层103的叉指层704的多个第二子叉指层704a之间相互交错对应形成叉指效果。

因此，借助于上述如图7A和图7B所示的声波器件结构，其叉指结构层更为复杂，使得其对压电结构701的压电效应及其对应的谐振性能产生更为复杂的影响，然而借此也可以进一步实现对压电结构的谐振性能更为精细化的调整，而且其能够保证更大的电场覆盖面积，能够使得器件有效耦合系数具有更大的调整范围，能够实现针对谐振频率在内的谐振参数的更为精细化的调节。

可见，本实用新型实施例的上述声波器件结构能够通过上述叉指电极结构的同相结构配置，在压电结构中激发出不同于体声波的谐振模式，如 lamb波，SH(shearhorizontal)波等，相对于传统单一谐振频率的体声波器件结构，这些谐振模式具有自由度更高、频率覆盖更广的谐振模式，由于电极层的各个叉指层的尺寸可调，这也使得其谐振频率能够达到大范围可调的有益效果，在高频高带宽的5G通信能得到更多的应用。进一步地，由于其涉及到声表面波的结构设置，使得其有效耦合系数相对于现有技术较大，同样实现有效耦合系数的大范围可调的效果。而且，在同样的器件电容大小的情况下，相对于现有技术为维持体声波效应的压电结构的材料选择只能局限于介电系数更小的氮化铝等，本实用新型实施例的上述声波器件结构因具有声表面波的叉指效应，使得其还可以采用如铌酸锂等介电系数更高的材料作为压电结构的制备材料，这就能够基于材料选择的器件结构尺寸的进一步小型化，有利于器件结构的集成化和精密化。

因此，通过第一电极层和第二电极层相对于压电结构的叉指效果，能够实现该声波器件结构的器件频率大范围可调，同时显著提高该器件结构的有效耦合系数，可在显著提升器件性能的基础上，进一步实现对该器件结构的尺寸小型化。此外，在此基础上，相对于现有垂直薄膜式的体声波器件，其能够在显著减小器件的尺寸基础上，减少制备工艺，在满足通信小型化的要求情况下进一步降低器件成本。

如图8A-图9C所示，本实用新型实施例的第二个方面提供了一种上述的声波器件结构的制备方法。

基于本实用新型实施例的上述声波器件结构，可见，其对应制备工艺也能够相对于传统体声波结构具有更好的制备方案，满足易于制造的条件，且能够对不同器件需求提供不同的制备材料，可选制备材料更多。实际上，实垂直衬底的压电结构层会比平行衬底表面的压电层更难制造，但是基于上述声波器件结构，本实用新型实施例的对应制备方法可以对相应的制备工艺流程实现简化。具体可以针对图1A-图1C的声波器件结构的制备方法，以如下实施案例作出相应的说明：

制备方案一：如8A-图8C所示，首先，在衬底106表面上通过剥离技术或MEMS深体刻蚀等工艺形成压电结构101，如图8A所示；之后，在压电结构101的两侧及衬底表面生长第一电极层102和第二电极层103，并刻蚀对其进行图形化处理，形成叉指电极结构，如图8B所示；进一步地，在第一电极层102水平部分上和第二电极层103的水平部分上分别生长并图形化，形成第一连接层105和第二连接层104，构成声波器件结构，如图8C所示。其中，第一电极层102和第二电极层103可具有相同或不同的材料、相同或不同的厚度，因此可同时或先后生长这两个结构层。可见，上述制备工艺流程极为简单，易于实现。

但是，因该图1A-图1C所示声波器件结构的压电结构一般具有较大的高宽比，通过上述方法生长的压电结构可靠性一般较差，且压电结构表面的平坦度不易控制，为进一步提高器件可靠性，实现更好的压电表面平坦度，进一步提供如图9A-图9C所示制备方案二如下。

制备方案二：第二电极层103包括位于衬底106表面的水平部分和位于压电结构101表面的垂直部分，首先在衬底106表面形成该第二电极层 103的水平部分，然后在其上形成牺牲层901，如图9A所示；之后，在牺牲层901的侧表面生长第二电极层103的垂直部分，并进行图形化处理，且确保与其水平部分连接，再在该垂直部分的侧表面生长压电结构101，如图9B所示；然后，再图形化压电结构101的侧表面，在该侧表面继续生长并图形化第一电极层102的垂直部分，然后生长第一电极层102的水平部分，并去除牺牲层901，如图9C所示。最终在第一电极层102的水平部分和第二电极层103的水平部分生长并图形化处理，形成第一连接层 105和第二连接层104。因此，可以获得表面平坦度更佳的压电层，且制备工艺流程也仅需一层牺牲层的处理，使得制备工艺大大简化。

因此，本实用新型实施例的上述制备方法能够极大地简化该声波器件结构的制备流程，降低制备成本，同时还能够保证相应的器件性能和结构可靠性。

本实用新型实施例的第三个方面提供了一种电子设备，包括上述的滤波器。其中，该滤波器包括上述的声波器件结构，且该滤波器可以为带通滤波器。该电子设备可以是手机、笔记本、平板电脑以及POS机、车载电脑等可移动或固定式的计算机设备，也可以其他具有智能信息处理功能的其他可以采用高频高带宽的4G、5G等通信电子设备。

至此，已经结合附图对本实用新型实施例进行了详细描述。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种声波器件结构，其中，包括：

衬底，

压电结构，垂直于所述衬底表面并设置于所述衬底上，所述衬底包括相对于所述压电结构的第一压电表面的第一衬底表面和相对于所述压电结构的第二压电表面的第二衬底表面；

第一电极层，所述第一电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上；以及

第二电极层，所述第二电极层的引出部分设置于所述第二衬底表面上或所述第一衬底表面上；

其中，所述第一电极层的叉指部分和所述第二电极层的叉指部分相对于所述第一压电表面和/或第二压电表面相互匹配形成叉指效果。

2.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，还包括：

第一连接层，对应于所述第一电极层的引出部分设置于所述衬底上；

第二连接层，对应于所述第二电极层的引出部分设置于所述衬底上。

3.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，

所述第一电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上，其叉指部分设置于所述第一压电表面上；以及

所述第二电极层的引出部分设置于所述第二衬底表面上，其叉指部分设置于所述第二压电表面上；

其中，所述第二电极层的叉指部分与所述第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

4.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，

所述第一电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上，其叉指部分经所述第一压电表面和所述压电结构的端面延伸于所述第二压电表面上；

所述第二电极层的引出部分设置于所述第二衬底表面上，其叉指部分经所述第二压电表面和所述压电结构的端面延伸于所述第一压电表面上；

其中，所述第二电极层的叉指部分与所述第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

5.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，压电结构包括：

至少两个压电层，彼此相互平行垂直于所述衬底表面并设置于所述衬底上，

至少一个中间电极层，设置于所述至少两个压电层中相邻两个压电层和所述衬底表面之间围设的容纳空间的内壁面上。

6.根据权利要求5所述的声波器件结构，其中，所述至少一个中间电极层的每个中间电极层包括：

第一叉指部分，设置于所述相邻两个压电层中一个压电层的相对于所述容纳空间的压电层表面上；

第二叉指部分，设置于所述相邻两个压电层中另一个压电层的相对于所述容纳空间的压电层表面上；

其中，所述每个中间电极层的第一叉指部分相对于所述一个压电层与相邻的中间电极层的第二叉指部分相互匹配形成叉指效果，且所述每个中间电极层的第二叉指部分相对于所述另一个压电层与相邻的中间电极层的第一叉指部分相互匹配形成叉指效果；

其中，所述至少一个中间电极层中的一个中间电极层的第一叉指部分与所述第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果，所述至少一个中间电极层中的另一个中间电极层的第二叉指部分与所述第二电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

7.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，

所述第一电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上，其叉指部分设置于所述第一压电表面上；以及

所述第二电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上，其叉指部分设置于所述第一压电表面上；

其中，所述第二电极层的叉指部分与所述第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

8.根据权利要求7所述的声波器件结构，其中，还包括：

至少一个绝缘层，设置于所述第一电极层上；

连接电极层，设置于所述至少一个绝缘层上，连接所述第二电极层的叉指部分。

9.根据权利要求8所述的声波器件结构，其中，还包括：

悬浮电极层，设置于所述第二衬底表面和第二压电表面上，其位于所述第二压电表面上的部分与所述具有叉指效果的所述第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应；或者

接地电极层，设置于所述第二衬底表面和第二压电表面上，其位于所述第二压电表面上的部分与所述具有叉指效果的所述第一电极层的叉指部分和第二电极层的叉指部分对应。

10.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，还包括：

支撑层，对应于所述第二压电表面设置于所述第二衬底表面上；

其中，所述第一电极层的引出部分设置于所述第一衬底表面上，其叉指部分设置于所述第一压电表面上；以及

所述第二电极层的引出部分设置于所述支撑层表面上，其叉指部分设置于所述第二压电表面或经所述压电结构的端面设置于所述第一压电表面上；

其中，所述第二电极层的叉指部分与所述第一电极层的叉指部分相互匹配形成叉指效果。

11.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，还包括：

锚定层，对应于所述第一电极层的叉指部分和所述第二电极层的叉指部分，设置于所述压电结构的端面上。

12.根据权利要求1所述的声波器件结构，其中，

所述第一电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第一子叉指层；

所述第二电极层的叉指部分的多个叉指层的每个叉指层具有多个第二子叉指层；

其中，所述第一电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第一子叉指层相互匹配形成叉指效果；所述第二电极层的多个叉指层中相邻两个叉指层之间的多个第二子叉指层相互匹配形成叉指效果。

13.一种电子设备，其中，包括：

滤波器，所述滤波器包括权利要求1-12中任一项所述的声波器件结构。

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