DE102012224460B4

DE102012224460B4 - Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonatoranordnung mit einer Brücke

Info

Publication number: DE102012224460B4
Application number: DE102012224460.3A
Authority: DE
Inventors: Chris Feng; John Choy; Phil Nikkel
Original assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: DE102012224460A1; CN103401528B; JP2013138425A; CN103401528A

Abstract

Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100), welcher aufweist:
eine erste Elektrode (102);
eine zweite Elektrode (104) aufweisend eine erste Oberfläche angeordnet auf einer ersten Höhe;
eine piezoelektrische Schicht (103), die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) angeordnet ist;
einen akustischen Reflektor (105), aufweisend eine Vielzahl an Schichten (106, 107) und unterhalb der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) angeordnet, wobei eine Kontaktüberlappung des akustischen Reflektors (105), der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) einen aktiven Bereich (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) definieren, und die piezoelektrische Schicht (103) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist, wobei die erste Elektrode (102) den akustischen Reflektor (105) bedeckt, und wobei sich die piezoelektrische Schicht (103) über eine Kante der ersten Elektrode (102) erstreckt, und die zweite Elektrode (104) nicht den Übergang (112) kontaktiert;
und
eine Brücke (108) aufweisend eine zweite Oberfläche angeordnet auf einer zweiten Höhe, die höher ist als die erste Höhe, wobei die Brücke (108) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) angeordnet ist, wobei die Brücke (108) mit einem Teil der ersten Elektrode (102) überlappt;
wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301) entlang der Seite angeordnet ist und/oder wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist.

Description

Hintergrund
In vielen elektrischen Anwendungen werden elektrische Resonatoren benutzt. Beispielsweise werden in vielen kabellosen Kommunikationsgeräten Radiofrequenz- (RF) und Mikrowellenfrequenzresonatoren als Filter eingesetzt, um den Empfang und das Senden von Signalen zu verbessern. Filter enthalten typischerweise Induktivitäten und Kapazitäten und in jüngerer Zeit Resonatoren.
Wie verstanden wird, ist es wünschenswert die Maße der Komponenten elektronischer Geräte zu reduzieren. Viele bekannte Filtertechnologien stellen bezüglich der Miniaturisierung des Gesamtsystems ein Hindernis dar. Mit der Notwendigkeit die Maße der Komponenten zu reduzieren, ist eine Klasse von Resonatoren entstanden, die auf dem piezoelektrischen Effekt basiert. In piezoelektrisch basierten Resonatoren werden Akustikresonanz-Moden in dem piezoelektrischen Material erzeugt. Diese Schallwellen werden zur Nutzung in elektrischen Anwendungen in elektrische Wellen umgewandelt.
Eine Variante der piezoelektrischen Resonatoren ist ein Volumen-Akustikwellenresonator (BAW). Der BAW-Resonator hat den Vorteil geringer Größe und dass er sich für integrierte Schaltkreis (IC) Herstellungswerkzeuge und -techniken anbietet. Der BAW-Resonator beinhaltet einen Akustikstapel, der unter anderem eine Schicht aus piezoelektrischem Material umfasst, die zwischen zwei Elektroden angeordnet ist. Akustikwellen erreichen Resonanz quer zum Akustikstapel bei der Resonanzwellenfrequenz, die durch die Materialien in dem Akustikstapel festgelegt wird.
BAW-Resonatoren ähneln im Prinzip Volumenakustikresonatoren wie Quarz, sind jedoch verkleinert, um Resonanzen im GHz-Bereich zu erreichen. Da die BAW-Resonatoren Dicken im Mikronbereich und Längen und Breiten im Hunderter Mikronbereich aufweisen, stellen BAW-Resonatoren vorteilhafterweise eine vergleichsweise kompakte Alternative zu bekannten Resonatoren dar.
Wünschenswerterweise regt der Volumenakustikresonator lediglich Dickenausdehnungs- (TE) Moden an, die longitudinale mechanische Wellen darstellen, die Ausbreitungsvektoren (k) in Ausbreitungsrichtung aufweisen. Die TE-Moden bewegen sich wünschenswerter Weise in Richtung der Dicke (z.B. in z-Richtung) der piezoelektrischen Schicht.
Leider werden in dem Akustikstapel neben den gewünschten TE-Moden auch laterale Moden, die als Rayleigh-Lamb Moden bekannt sind, generiert. Die Rayleigh-Lamb Moden sind mechanische Wellen, die k-Vektoren aufweisen, die in der Normalen zur Richtung der TE-Moden, den im Betrieb erwünschten Moden, sind. Diese Lateralmoden bewegen sich in den Raumdimensionen (aerial dimensions) des piezoelektrischen Materials. Neben anderen nachteiligen Effekten, beeinflussen Lateralmoden den Qualitätsfaktor (Q) eines BAW-Resonator-Gerätes negativ. Insbesondere geht die Energie der Rayleigh-Lamb Moden an der inaktiven Region und an den Schnittstellen des BAW-Resonator-Gerätes verloren. Wie verstanden wird, ist der Energieverlust durch Störmoden ein Verlust an Energie bei den erwünschten Longitudinalmoden und letztendlich ein Qualitätsverlust.
BAW-Resonatoren weisen eine aktive Region auf, und Verbindungen zu und von dem aktiven Bereich können die Verluste erhöhen und somit den Q-Faktor herabsetzen. Beispielsweise können aufgrund der Terminierung der unteren Elektrode der BAW- Resonatorstruktur während der Fertigung in der piezoelektrischen Schicht in den Übergangsregionen zwischen dem aktiven Bereich und den Verbindungsstellen Fehlstellen entstehen. Diese Fehlstellen können zu Akustikverlusten führen, und als Ergebnis davon, zur Reduktion des Q-Faktors.
Folglich wird eine Akustikresonatoranordnung als elektrisches Filter benötigt, das zumindest die bekannten, zuvor benannten Mängel beseitigt.
Zusammenfassung
Entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel weist ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (solid mount bulk acoustic wave resonator) eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; eine piezoelektrische Schicht, die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist; und einen Akustikreflektor auf, der eine Vielzahl an Schichten umfasst und unterhalb der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode und der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist. Eine Überlappung des akustischen Reflektors, der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode und der piezoelektrischen Schicht definiert einen aktiven Bereich des akustischen Reflektors, und die piezoelektrische Schicht erstreckt sich über eine Kante der ersten Elektrode. Der akustische Reflektor weist auch eine Brücke angrenzend an die Terminierung des aktiven Bereichs des akustischen Resonators auf. Die Brücke überlappt einen Teil der ersten Elektrode.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsbeispiele können aus der folgenden ausführlichen Beschreibung am besten verstanden werden, wenn sie mit den begleitenden Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendiger Weise maßstabsgetreu dargestellt sind. Vielmehr können die Abmessungen beliebig vergrößert oder verkleinert sein, um Klarheit in der Diskussion zu haben. Wo immer anwendbar und zweckmäßig, beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.

1A zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators (SMR) entsprechend einem exemplarischen Ausfüh ru ngsbeispiel.
1B zeigt eine Draufsicht eines SMR des exemplarischen Ausführungsbeispiels aus 1A.
1C zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Resonators entsprechend einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators (SMR) entsprechend einem exemplarischen Ausfüh ru ngsbeispiel.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators (SMR) entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators (SMR) entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine Schnittansicht eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators (SMR) entsprechend einem exemplarischen Ausführungsbeispiel.
6A ist eine graphische Darstellung eines Q-Kreises auf einem Smith Chart des S₁₁ Parameters eines akustischen Resonators eines SMR einem exemplarischen Ausführungsbeispiel und eines Q-Kreises eines bekannten SMR.
6B zeigt einen Graphen der Parallelimpedanz (R_p) für SMRs, einschließlich eines SMR eines exemplarischen Ausführungsbeispiels.
7A ist eine graphische Darstellung eines Q-Kreises auf einem Smith Chart des S₁₁ Parameters eines akustischen Resonators eines SMR eines exemplarischen Ausführungsbeispiels und eines Q-Kreises eines bekannten SMR.
7B zeigt einen Graphen der Parallelimpedanz (R_p) für SMRs, einschließlich eines SMR eines exemplarischen Ausführungsbeispiels.

Detaillierte Beschreibung
Die vorliegenden Lehren beziehen sich grundsätzlich auf BAW-Resonatoranordnungen, die SMRs umfassen. In bestimmten Anwendungen stellen die BAW-Resonatoranordnungen SMR-basierte Filter (zum Beispiel Abzweigfilter (ladder filters)) bereit. Bestimmte Details von BAW-Resonatoren und Resonator-Filtern, deren Materialien und deren Herstellungsverfahren können in einer oder mehreren der folgenden gemeinschaftlich besessenen U.S. Patenten und Patentanmeldungen gefunden werden: U.S. Patentnummer 6,107,721 von Lakin; U.S. Patentnummern 5,587,620 , 5,873,153 , 6,507,983 , 6,384,697 , 7,275,292 und 7,629,865 von Ruby, et al.; U.S. Patentnummer 7,280,007 von Feng, et al.; U.S. Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer 2007/0205850 von Jamneala, et al.; U.S. Patentnummer 7,388,454 von Ruby, et al.; U.S. Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer 2010/0327697 von Choy, et al.; und U.S. Patentanmeldungsveröffentlichungsnummer 2010/0327994 von Choy, et al. Die Offenbarungen dieser Patente und Patentanmeldungen werden durch diesen Verweis ausdrücklich aufgenommen. Es wird betont, dass die Komponenten, Materialien und Herstellungsverfahren, die in diesen Patenten und Patentanmeldungen beschrieben sind, exemplarisch sind und andere Herstellungsverfahren und Materialien im Bereich eines gewöhnlichen Durchschnittsfachmanns in Erwägung gezogen werden.
1A zeigt eine Schnittansicht eines Akustikresonators 100 entsprechend einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. Veranschaulichend ist der Akustikresonator 100 eine SMR-Anordnung. Der Akustikresonator 100 umfasst ein Substrat 101, welches beispielhaft Silizium (Si) oder ein anderes geeignetes Material umfasst. Eine erste Elektrode 102 ist über dem Substrat 101 angeordnet. Eine piezoelektrische Schicht 103 ist über der ersten Elektrode 102 angeordnet und eine zweite Elektrode 104 ist über der piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet. Somit hat die piezoelektrische Schicht 103 eine erste Oberfläche, die mit einer ersten Elektrode 102 in Kontakt ist, und eine zweite Oberfläche, die mit einer zweiten Elektrode 104 in Kontakt ist. Die erste Elektrode 102 und die zweite Elektrode 104 enthalten ein elektrisch leitfähiges Material und stellen ein oszillierendes elektrisches Feld in y-Richtung bereit, die die Richtung der Dicke der piezoelektrischen Schicht 103 darstellt. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel, ist die y-Achse (des in 1A dargestellten Koordinatensystems) die Achse für den oder die TE (longitudinal) Mode oder Moden des Resonators.
Die piezoelektrische Schicht 103 und die erste Elektrode 102 und die zweite Elektrode 104 sind über dem Akustikreflektor 105 bereitgestellt, der alternierende Schichten 106, 107 aus Hoch-Akustik-Impedanz Material und Niedrig-Akustik-Impedanz Materialien umfasst, die in oder auf dem Substrat 101 ausgebildet sind. Beispielhaft ist der Akustikreflektor 105 ein sogenannter Akustik-Bragg-Reflektor, wie in U.S. Patentnummer 6,107,721 von Lakin beschrieben, oder wie in dem gemeinschaftlich besessenen U.S. Patent 7,332,985 von Larson, et al., oder wie in dem gemeinschaftlich besessenen U.S. Patent 7,358,831 von Larson. Die Offenbarungen des U.S. Patent Nummer 6,107,721 , des U.S. Patents 7,332,985 und des U.S. Patents 7,358,831 werden durch Verweis in ihrer Gänze ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung aufgenommen.
Die Überlappungsregion der ersten Elektrode 102 und der zweiten Elektrode 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und des Akustikreflektors 105 werden als ein aktiver Bereich 114 des Akustikresonators 100 bezeichnet. Somit ist der Akustikresonator 100 ein mechanischer Resonator, der elektrisch über die piezoelektrische Schicht 103 gekoppelt sein kann. Im Gegensatz dazu umfasst ein inaktiver Bereich des Akustikresonators 100 eine Überlappungsregion zwischen der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104, oder beiden Elektroden, und der nicht über dem Akustikreflektor 105 angeordneten piezoelektrischen Schicht 103. Beispielhaft umfasst der inaktive Bereich des exemplarischen Ausführungsbeispiels aus 1A eine Überlappungsregion zwischen der ersten Elektrode 102, der piezoelektrischen Schicht 103 und der zweiten Elektrode 104, die nicht über dem Akustikreflektor 105 angeordnet ist. Wie weiter unten detaillierter beschrieben, ist es für die Güte des Resonators vorteilhaft, den Bereich des inaktiven Bereichs des Akustikresonators 100 zu verringern, soweit es praktisch möglich ist.
Bei Anschluss in einer ausgewählten Topologie, können eine Vielzahl an Akustikresonatoren 100 als elektronisches Filter fungieren. Beispielsweise können die Akustikresonatoren 100 in einer Abzweigfilter Anordnung angeordnet werden, wie in U.S. Patent 5,910,756 von Ella und U.S. Patent 6,262,637 von Bradley et al., beschrieben. Die elektronischen Filter können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Duplexern.
Der Akustikresonator 100 umfasst auch eine Brücke 108, die an einer Zwischenverbindungsseite (interconnection side) 109 des Akustikresonators 100 bereitgestellt wird. Die Zwischenverbindungsseite 109 ist mit einer Signalleitung (nicht gezeigt) und mit elektronischen Komponenten (nicht gezeigt) verbunden, die für die jeweilige Anwendung des Akustikresonators 100 ausgewählt sind. Dieser Teil des Akustikresonators 100 wird oft als die Zwischenverbindungsseite 109 des Akustikresonators 100 bezeichnet. Die zweite Elektrode 104 endet an einer Position 110 über dem Akustikreflektor 105, um den inaktiven Bereich des Akustikresonators 100 zu minimieren, wie weiter unten beschrieben. Die Position 110 liegt der Zwischenverbindungsseite 109 des Akustikresonators 100 gegenüber.
Die Brücke 108 umfasst eine Lücke 111, die unterhalb eines Teils der zweiten Elektrode 104 gebildet wird. Veranschaulichend, und wie weiter unten beschrieben, umfasst die Lücke 111, nachdem eine Opferschicht (nicht gezeigt), welche beim Ausbilden der Lücke 111 bereitgestellt wird, entfernt ist, Luft. Jedoch kann die Lücke 111 ein anderes Material, einschließlich Niedrig-Akustik-Impedanz-Materialien umfassen, wie beispielsweise kohlenstoff- (C) dotiertes SiO₂, das auch als schwarzer Diamant bezeichnet wird; oder dielektrisches Harz, in der Industrie bekannt als SiLK; oder Benzozyklobuten (BCB). Solche Niedrig-Akustik-Impedanz-Materialien können mittels bekannter Methoden in die Lücke 111 eingebracht werden. Das Niedrig-Akustik-Impedanz-Material kann deponiert werden, nachdem das Opfermaterial entfernt wurde, welche verwendet wurde, um die Lücke 111 zu bilden (wie weiter unten beschrieben), oder kann anstelle des Opfermaterials in der Lücke 111 genutzt werden, und wird nicht entfernt.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird die Brücke 108 durch Bereitstellen einer Opferschicht (nicht gezeigt) über der ersten Elektrode 102 und einem Teil der piezoelektrischen Schicht 103 auf der Zwischenverbindungsseite, und Formen der zweiten Elektrode 104 über der Opferschicht ausgebildet. Veranschaulichend umfasst das Opfermaterial Phosphorsilikat-Glas (PSG), das beispielsweise 8% Phosphor und 92% Siliziumdioxid umfasst. Nachfolgende Schichten, wie die piezoelektrische Schicht 103 und die zweite Elektrode 104 werden sequentiell über dem PSG deponiert, bis die endgültige Struktur entstanden ist. Insbesondere kann eine Keimschicht (seed layer) vor dem Einbringen der piezoelektrischen Schicht 103 über der ersten Elektrode 102 bereitgestellt werden, und eine Passivierungsschicht (nicht gezeigt) kann über der zweiten Elektrode 104 deponiert werden. Nach der Formierung der Struktur, welche die Brücke 108 umfasst, wird die PSG Opferschicht weggeätzt, beispielsweise mit Flusssäure, wobei die freistehende Brücke 108 belassen wird.
Die piezoelektrische Schicht 103 umfasst einen Übergang 112, welcher während der Formierung der piezoelektrische Schicht 103 über der erste Elektrode 102 und dem Substrat 101 ausgebildet wird. Die piezoelektrische Schicht 103 umfasst an dem Übergang 112 oftmals Materialdefekte und Löcher (voids), insbesondere Strukturdefekte, wie beispielsweise Gitterdefekte und -löcher. Diese Defekte und Löcher können zu einem Verlust von Akustikenergie der mechanischen Wellen, die sich in dem piezoelektrischen Material ausbreiten, führen. Wie verstanden werden soll, führt Akustikenergieverlust zu einer Reduktion des Q-Faktors des Akustikresonators 100. Jedoch, und wie weiter unten beschrieben, enthält durch Separieren der zweiten Elektrode 104 von der piezoelektrischen Schicht 103 in einer Region 113 der Lücke 111, an der der Übergang 112 auftritt, der Teil des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 nicht notwendigerweise den Übergang 112 der piezoelektrischen Schicht 103, die die Defekte und Löcher darin enthält. Als ein Resultat, sind Akustikverluste wegen der Defekte und Löcher in der piezoelektrischen Schicht 103 an dem Übergang 112 reduziert, und der Q-Faktor ist im Vergleich zu bekannten Resonatoren, wie bekannten FBARs, erhöht.
Zusätzlich und vorteilhaft, stellt die Brücke 108 auf der Zwischenverbindungsseite des Akustikresonators 100 eine Akustik-Impedanz-Fehlanpassung (missmatch) an der Grenze des aktiven Bereichs 114 bereit. Diese Akustik-Impedanz-Fehlanpassung führt zu der Reflexion von Akustikwellen an der Grenze, die sich ansonsten nach außerhalb des aktiven Bereichs 114 ausbreiten und verloren gehen, was zu Energieverlust führt. Durch Verhindern solcher Verluste, führt die Brücke 108 zu einen erhöhten Q-Faktor in dem Akustikresonator 100. Darüber hinaus terminiert die Termination der zweiten Elektrode 104 an der Position 110 den aktiven Bereich 114 des Akustikresonators 100 und reduziert Verluste durch Erzeugen einer Akustik-Impedanz-Fehlanpassung. Dies führt ebenfalls zu einer Erhöhung im Q-Faktor.
Zusätzlich zur Terminierung des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 vor dem Übergang 112, reduziert die Brücke 108 ebenfalls den Bereich einer inaktiven Region des Akustikresonators 100. Die inaktive Region des Akustikresonators 100 erzeugt eine parasitäre Kapazität, die in einem äquivalenten Ersatzschaltbild elektrisch parallel mit der intrinsischen Kapazität des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 ist. Die parasitäre Kapazität setzt den effektiven Kopplungskoeffizienten (kt²) herab, und von daher, ist es vorteilhaft, die parasitäre Kapazität zu reduzieren. Vorteilhafterweise erhöht Reduzieren des Bereichs der inaktiven Region den effektiven Kopplungskoeffizienten (kt²).
Brücke 108 hat eine Breite 115, die als die Strecke der Überlappung der ersten Elektrode 102 und der Brücke 108 definierts ist. Mit Zunahme der Breite 115 nimmt der Q-Faktor des Akustikresonators 100 zu. Der effektive Kopplungskoeffizient (kt²) nimmt ebenfalls zu einem gewissen Maße mit Zunahme der Breite 115 zu. Dadurch führt die Auswahl einer bestimmten Breite 115 zu einer Erhöhung von Q und kt², aufgrund von reduzierten Akustikverlusten aufgrund der Reduktion in dem inaktiven Bereich. Jedoch gibt es, während durch Einschließen der Brücke 108 in die Akustikresonator-Strukturen der exemplarischen Ausführungsbeispiele kt² zunimmt und die parasitäre Kapazität abnimmt, einen Punkt, an dem weiteres Erhöhen der Breite 115 zu einer Abnahme des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 führt. Diese Abnahme an aktiven Bereich 114 würde zu einer unerwünschten Zunahme der parasitären Kapazität und einer Reduktion in kt² führen. Allgemein wird die optimale Breite 115 der Brücke 108 experimentell bestimmt.
Die Brücke 108 hat eine Gesamtbreite 116 wie in 1A dargestellt. Eine marginale Verbesserung in dem Q-Faktor des Akustikresonators 100 wird durch Erhöhen der Gesamtbreite 116, und dadurch einem Erhöhen der Separation der zweiten Elektrode 104 von der piezoelektrischen Schicht 103 über die Breite 115 hinaus realisiert.
1B zeigt eine Draufsicht des Akustikresonators 100 aus 1A. Insbesondere wird die Schnittansicht des in 1A gezeigten Akustikresonators 100 entlang der 1B-1B Linie genommen. Die zweite Elektrode 104 des aktuellen Ausführungsbeispiels ist apodisiert, um Akustikverluste zu minimieren. Weitere Details zur Nutzung von Apodisation in Akustikresonatoren kann im gemeinschaftlich besessenen U.S. Patent 6,215,375 von Larson III, et al; oder im gemeinschaftlich besessenen U.S. Patent 7,629,865 von Richard C. Ruby gefunden werden. Die Offenbarungen des U.S. Patents 6,215,375 und des U.S. Patents 7,629,865 werden hierin ausdrücklich durch Bezugnahme, in ihrer Gänze aufgenommen.
Der Grundmode des Akustikresonators 100 ist der longitudinale Ausdehnungsmode (longitudinal extension mode) oder „piston“ Mode. Dieser Mode wird durch das Anlegen einer zeitvariierenden Spannung an die erste Elektrode 102 und an die zweite Elektrode 104 bei der Resonanzfrequenz des Akustikresonators 100 angeregt. Das piezoelektrische Material konvertiert Energie in Form von elektrischer Energie in mechanische Energie. In einem idealen SMR, der infinitesimal dünne Elektroden hat, tritt Resonanz auf, wenn die angelegte Frequenz gleich der Schallgeschwindigkeit des piezoelektrischen Mediums geteilt durch die zweifache Dicke des piezoelektrischen Mediums: f= v_ac/(2^*T) ist, wobei T die Dicke des piezoelektrischen Mediums ist, und v_ac die Akustik-Phasengeschwindigkeit ist. Für Resonatoren mit endlich dicken Elektroden ist diese Gleichung durch die gewichteten Akustikgeschwindigkeiten und Dicken der Elektroden modifiziert.
Ein quantitatives und qualitatives Verständnis des Q eines Resonators kann erhalten werden, indem in einem Smith Chart das Verhältnis der reflektierten Energie zu der zugeführten Energie (das heißt, der S₁₁ Parameter) aufgetragen wird, während die Frequenz variiert wird, für den Fall, dass eine Elektrode an Masse und die andere an das Signal verbunden ist, für einen SMR Resonator mit einer Impedanz gleich der der Systemimpedanz bei Resonanzfrequenz. Während die Frequenz der angelegten Energie (beispielsweise RF-Signal) erhöht wird, zeichnet (sweeps out) die Magnitude/Phase des SMR Resonators einen Kreis im Uhrzeigersinn auf dem Smith Chart. Dies wird als der Q-Kreis bezeichnet. Dort wo der Q-Kreis das erste Mal die reelle Achse kreuzt (horizontale Achse), korrespondiert dies mit der Serienresonanzfrequenz f_s. Die reelle Impedanz (in Ohm gemessen) ist R_s. Während der Q-Kreis um den Perimeter des Smith Charts fortfährt, kreuzt er wieder die reelle Achse. Der zweite Punkt an dem der Q-Kreis die reelle Achse kreuzt, wird mit f_p bezeichnet, die parallel- oder anti-Resonanzfrequenz des SMR. Die reelle Impedanz bei f_p ist R_p.
Oft ist es wünschenswert R_s zu minimieren, während R_p maximiert wird. Qualitativ gilt, je enger sich der Q-Kreis den äußeren Rand des Smith Charts „anschmiegt“, desto höher ist der Q-Faktor des Geräts. Der Q-Kreis eines ideal verlustlosen Resonators hätte einen Radius von Eins, und würde am Rand des Smith Charts sein. Jedoch, wie weiter oben erwähnt, gibt es Energieverluste, die Auswirkungen auf das Q des Gerätes haben. Beispielsweise, und zusätzlich zu den Quellen der oben erwähnten Akustikverluste, liegen Rayleigh-Lamb (laterale oder störende (spurious)) Moden in der x, y Dimension der piezoelektrischen Schicht 103. Diese Lateralmoden gibt es aufgrund von Grenzflächen Mode Konversionen des longitudinalen Mode, der sich in z-Richtung bewegt; und aufgrund der Bildung von Nicht-Null Ausbreitungsvektoren k_x und k_y, für sowohl den TE Mode als auch die verschiedenen Lateralmoden (zum Beispiel den S0 Mode und die nullten und ersten Biegemoden (flexure modes), A0 und A1), die sich aufgrund der Differenz in effektiven Geschwindigkeiten zwischen den Regionen, wo Elektroden angeordnet sind, und den umgebenden Regionen des Resonators, wo keine Elektroden sind, ergeben.
Unabhängig von deren Quellen sind die Lateralmoden in vielen Resonatoranwendungen parasitär. Beispielsweise koppeln die parasitären Lateralmoden an den Schnittstellen des Resonators, und entfernen für die Longitudinalmoden verfügbare Energie und reduzieren dadurch den Q-Faktor des Resonatorgerätes. Insbesondere, als ein Resultat von parasitären Lateralmoden und anderen Akustikverlusten, können erhebliche Reduktionen in Q, auf einem Q-Kreis des Smith Charts des S₁₁ Parameters beobachtet werden. Diese erheblichen Reduktionen im Q-Faktor sind als „Klirren“ („rattles“) oder „loop-de-loops“ bekannt, die in der Stammanmeldung gezeigt und beschrieben sind.
Wie ausführlicher in den aufgenommenen U.S. Patenten 6,215,375 und 7,629,865 beschrieben, verursachen die apodisierten erste Elektrode 102 und zweite Elektrode 104 nicht-konstruktive (non-constructively) Reflexionen der Lateralmoden an den Grenzflächen des Resonators, wodurch sich die Magnitude von Lateralmoden reduziert, die sich ansonsten außerhalb des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 ausbreiten und verloren gehen. Diese Verluste werden manchmal als Ankerpunktverluste (anchor-point loses) bezeichnet. Vorteilhafterweise, da diese Lateralmoden nicht aus dem Akustikresonator 100 ausgekoppelt und zu höheren Magnituden entwickelt werden, kann Energieverlust abgeschwächt werden, wenn zumindest der eine Teil der reflektierten Lateralmoden durch Mode-Konversion zu Longitudinalmoden konvertiert wird. Letztendlich führt dies zu einer Gesamtverbesserung des Q-Faktors.
1C ist eine Schnittansicht eines Akustikresonators 100 in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Exemplarisch ist der Akustikresonator 100 eine SMR-Struktur. Der Akustikresonator 100 umfasst Substrat 101, erste Elektrode 102 über dem Substrat 101 angeordnet, piezoelektrische Schicht 103 über der ersten Elektrode 102 angeordnet, und zweite Elektrode 104 über der piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet. Der in 1C gezeigte Akustikresonator 100 umfasst Akustikreflektor 105 mit alternierenden Schichten 106, 107 von Hoch-Akustik-Impedanz-Material und Niedrig-Akustik-Impedanz-Material.
Viele Aspekte des in 1C dargestellten Akustikresonators 100 sind gemein mit dem weiter oben, in Verbindung mit 1A beschriebenen Akustikresonators 100. Diese gemeinsamen Details werden nicht wiederholt, um ein Verschleiern der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels zu vermeiden. Jedoch, anders als das Ausführungsbeispiel der 1A, in dem in 1C dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispiel, erstreckt sich der Akustikreflektor 105 über den aktiven Bereich 114 des Akustikresonators 100 hinaus, und erstreckt sich zwischen angrenzenden Akustikresonatoren (nicht gezeigt), die über dem selben Substrat 101 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der inaktive Bereich des Akustikresonators 100 eine Überlappung einer der ersten oder zweiten Elektroden 102, 104 und der piezoelektrischen Schicht 103. Zum Schluss, in unten beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispielen, ist der Akustikreflektor 105 unterhalb seines zugehörigen Akustikresonators 100 angeordnet (zum Beispiel wie in 1A). Jedoch ziehen die vorliegenden Lehren die Nutzung eines Akustikreflektors 105 in Betracht, der sich zwischen angrenzenden Akustikresonatoren (nicht gezeigt) erstreckt, die über einem gemeinsamen Substrat (zum Beispiel das Substrat 101) angeordnet sind.
2 zeigt einen Graphen des Q-Faktors versus der Breite 115 der Brücke 108 des Akustikresonators 100, in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Punkt 201 repräsentiert den Q-Faktor eines bekannten SMR, der nicht die Brücke der exemplarischen Ausführungsbeispiele enthält. Die Akustikverluste aufgrund von Defekten in dem Übergang 112 und ein vergleichsweiser Anstieg des Bereichs der inaktiven Region des Akustikresonators 100 kombinieren, um in einem Q-Faktor zu resultieren, der vergleichsweise gering ist (annähernd 850 Ω). Im Gegensatz dazu, wenn die Breite 115 der Brücke 108 eines exemplarischen Ausführungsbeispiels ausgewählt ist, um annähernd 10 µm zu betragen, ist der inaktive Bereich des Akustikresonators 100 verringert, wobei die Brücke 108 und die Region 113 eine vergleichsweise vergrößerte Dimension aufweist. Wie in Punkt 202 der 2 gesehen werden kann, erhöht sich der Q-Faktor auf annähernd 2500 Ω. Wie verstanden werden sollte, führt die Reduktion des inaktiven Bereichs auf der Zwischenverbindungsseite des Akustikresonators 100 zu einem Verringern der Verluste aufgrund von Defekten in der piezoelektrischen Schicht 103 und einer Impedanz-Fehlanpassung an den Grenzen des aktiven Bereichs 114 des Akustikresonators 100 an der Zwischenverbindungsseite des Akustikresonators 100.
3 ist eine Schnittansicht eines Akustikresonators 300 in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Der Akustikresonator 300, der ein SMR ist, teilt viele gemeinsame Merkmale mit dem zuvor beschriebenen Akustikresonator 100. Viele dieser gemeinsamen Details werden oftmals nicht wiederholt, um ein Verschleiern der vorliegenden Ausführungsbeispiele zu vermeiden.
Der Akustikresonator 300 umfasst Substrat 101. Erste Elektrode 102 ist über dem Substrat 101 angeordnet. Piezoelektrische Schicht 103 ist über der ersten Elektrode 102 angeordnet, und die zweite Elektrode 104 ist über der piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet. Die erste Elektrode 102 und die zweite Elektrode 104 enthalten ein elektrisch leitfähiges Material und stellen ein oszillierendes elektrisches Feld in der y-Richtung bereit, die die Richtung der Dicke der piezoelektrischen Schicht 103 ist. In dem vorliegenden exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die y-Achse (des in 3 dargestellten Koordinatensystems) die Achse für den oder die TE (longitudinal) Mode(n) für den Resonator. Der Akustikresonator 300 umfasst oben beschriebenen Akustikreflektor 105.
Der Akustikresonator 300 umfasst eine Aussparung 301 (oftmals als „innie“ bezeichnet) und ein Rahmenelement 302 (auch als „outie“ bezeichnet). Die Aussparung 301 kann an einer oder mehrerer Seiten der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt werden. Ebenso kann das Rahmenelement 302 über eine oder mehrere Seiten der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt werden. Die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 stellen an dem Perimeter der zweiten Elektrode 104 eine Akustik-Fehlanpassung bereit, unterbinden unerwünschte Lateralmoden und verbessern Reflexionen der Akustikwellen bei den Impedanz-Diskontinuitäten. Folglich dienen die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 dazu, Akustikverluste im Akustikresonator 300 zu verringern.
Die Überlappungsregion der ersten Elektrode 102 und der zweiten Elektrode 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und des Akustikreflektors 105, die nicht Aussparung 301 oder Rahmenelemente 302 enthält (das heißt, „innen“ in der Aussparung 301 in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel), definieren den aktiven Bereich 114 des Akustikresonators 300. Im Gegensatz dazu umfasst ein inaktiver Bereich des Akustikresonators 300 eine Überlappungsregion zwischen der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104, oder beiden, und der piezoelektrischen Schicht 103, die nicht über dem Akustikreflektor 105 angeordnet ist. Die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 stellen Akustik-Impedanz-Diskontinuitäten bereit, um Reflexion von Moden zurück in den aktiven Bereich 114 des Akustikresonators 300 bereitzustellen, und reduzieren Energieverlust in den inaktiven Bereich des Akustikresonators 300 hinein. Die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 sind auch bereitgestellt, um zu unterdrücken, dass unerwünschte Lateralmoden zurück in den aktiven Bereich 114 reflektiert werden. Letztendlich werden verringerte Verluste in einen verbesserten Q-Faktor des Akustikresonators 300 übersetzt.
In dem in 3 dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispiel sind die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 auf der zweite Elektrode 104 gezeigt. Insbesondere können Aussparung 301 oder das Rahmenelement 302, oder beide, stattdessen jeweils auf einer oder mehreren Seiten der ersten Elektrode 102, oder wahlweise an sowohl der ersten Elektrode 102 als auch der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt sein. Darüber hinaus können die Rahmenelemente 302 aus dem gleichen Material hergestellt sein wie die zweite Elektrode 104 oder die erste Elektrode 102 oder können ein separates Material sein, welches an der zweiten Elektrode 104 oder der ersten Elektrode 102, oder an beiden, angeordnet ist. Weitere Details der Benutzung, Formierung und Vorteile der Aussparung 301 und des Rahmenelements 302 werden beispielsweise in einer oder mehrerer der folgenden gemeinschaftlich besessenen U.S. Patente: 7,280,007 von Feng, et al.; 7,369,013 von Fazzio, et al.; 7,388,454 von Fazzio, et al.; 7,714,684 von Ruby, et al.; und gemeinsam besessenen U.S. Patentanmeldungsveröffentlichung 20070205850 mit dem Titel „Piezoelectric Resonator Structure and Electronic Filters having Frame Elements“ von Jamneala, et al. gefunden. Die Offenbarungen der U.S. Patente 7,280,007 und 7,369,013 und der U.S. Patentanmeldungsveröffentlichung 20070205850 werden insbesondere hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
4 zeigt eine Schnittansicht eines Akustikresonators 400 in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel und entlang der 4B-4B Linie genommen. Viele der Merkmale des Akustikresonators 400 sind gemeinsam zu denen der Akustikresonatoren 100, 200, 300, die in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsbeispielen in 1A-3 beschrieben sind. Die Details der gemeinsamen Merkmale, Charakteristika und Vorteile dieser werden oftmals nicht wiederholt, um ein Verschleiern der vorliegenden Ausführungsbeispiele zu vermeiden.
Der Akustikresonator 400 umfasst Substrat 101. Erste Elektrode 102 ist über dem Substrat 101 angeordnet. Piezoelektrische Schicht 103 ist über der ersten Elektrode 102 angeordnet und die zweite Elektrode 104 ist über der piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet. Die erste Elektrode 102 und die zweite Elektrode 104 enthalten ein elektrisch leitfähiges Material und stellen ein oszillierendes elektrisches Feld in der y-Richtung bereit, die die Richtung der Dicke der piezoelektrischen Schicht 103 ist. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die y-Achse (des in 4 dargestellten Koordinatensystems) die Achse für den oder die TE (longitudinal) Mode(n) für den Resonator. Der Akustikresonator 400 umfasst den oben beschriebenen Akustikreflektor 105.
Der Akustikresonator 400 umfasst Brücke 108 entlang der Zwischenverbindungsseite 109. Die Brücke 108 stellt Lücke 111 bereit, die ein Loch sein kann (zum Beispiel Luft), oder die mit einem Niedrig-Akustik-Impedanz-Material gefüllt sein kann. Ein freitragender (cantilevered) Teil 401 der zweiten Elektrode 104 wird an zumindest einer Seite der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. Der freitragende Teil 401 kann auch als „Flügel“ bezeichnet werden.
Die erste Elektrode 102 und zweite Elektrode 104 umfassen jeweils ein elektrisch leitfähiges Material (zum Beispiel Molybdän (Mo)) und stellen ein oszillierendes elektrisches Feld in y-Richtung des gezeigten Koordinatensystems bereit, (das heißt, die Richtung der Dicke der piezoelektrischen Schicht 103). In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das derzeit beschrieben wird, ist die y-Achse die Achse für den oder die TE (longitudinal) Mode(n) für den Resonator.
Der freitragende Teil 401 der zweiten Elektrode 104 erstreckt sich über eine Lücke 402, die beispielsweise Luft aufweist. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Opferschicht (nicht gezeigt) mittels bekannter Technik über der ersten Elektrode 102 und einem Teil der piezoelektrischen Schicht 103 deponiert. Wie oben beschrieben wurde, umfasst die Opferschicht Phosphorsilikat-Glas (PSG), das beispielsweise 8% Phosphor und 92% Siliziumdioxid umfasst. Nach der Formierung der zweiten Elektrode 104 wird die Opferschicht weggeätzt, beispielsweise mit Flusssäure, wobei der freitragende Teil 401 verbleibt.
Insbesondere weist die Lücke 402 anstelle von Luft andere Materialien auf, einschließlich Niedrig-Akustik-Impedanz-Materialien, wie kohlenstoff- (C) dotiertes SiO₂, das auch als schwarzer Diamant bezeichnet wird; oder dielektrisches Harz, in der Industrie bekannt als SiLK; oder Benzozyklobuten (BCB). Solche Niedrig-Akustik-Impedanz-Materialien können in der Lücke 402 mittels bekannter Verfahren bereitgestellt werden. Das Niedrig-Akustik-Impedanz-Material kann nach dem Entfernen des Opfermaterials bereitgestellt werden, das benutzt wurde, um die Lücke 402 zu bilden, oder kann anstelle des Opfermaterials in der Lücke 402 benutzt, und nicht entfernt werden.
Die Region der Kontaktüberlappung der ersten Elektrode 102 und der zweiten Elektrode 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und des Akustikreflektors 105 wird als aktiver Bereich 404 des Akustikresonator 400 bezeichnet. Im Gegensatz dazu umfasst ein inaktiver Bereich des Akustikresonators 400 eine Überlappungsregion zwischen der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104, oder beider, und der piezoelektrischen Schicht 103, die nicht über dem Akustikreflektor 105 angeordnet ist. Vorteilhafter Weise stellen die Brücke 108 und der freitragende Teil 401 eine Akustik-Impedanz-Diskontinuität bereit, und ändern daher die Grenzbedingungen an ihren entsprechenden Grenzflächen. Diese Impedanz-Diskontinuitäten fördern Wellenreflexionen zurück zum aktiven Bereich 404 des Akustikresonators 400, zur Konvertierung in erwünschte TE Moden, und unterbinden, dass unerwünschte Lateralmoden zurück in den aktiven Bereich 404 reflektiert werden. Zusätzlich separiert die Brücke 108 die zweite Elektrode 104 effizient von Teilen der piezoelektrischen Schicht 103, wo mögliche Defekte während des Wachstums an der ersten Elektrode 102 eingebracht wurden, um besseres Q zu erhalten.
Der freitragende Teil 401 erstreckt sich, wie gezeigt, um eine Breite 403 über eine Kante des aktiven Bereich 114 hinaus. Eine elektrische Verbindung 109 wird zu einer Signalleitung (nicht gezeigt) und elektronischen Komponenten (nicht gezeigt) hergestellt, welche für die spezielle Anwendung des Akustikresonators 100 ausgesucht sind. Dieser Teil des Akustikresonators 400 umfasst eine Zwischenverbindungsseite 109 des Akustikresonators 100. Wie mit Fortschreiten der derzeitigen Beschreibung deutlicher werden wird, umfasst die Zwischenverbindungsseite 109 der zweiten Elektrode 104, an die der elektrische Kontakt hergestellt wird, keinen freiliegenden Teil. Im Gegenteil, eine oder mehrere nichtverbindende Seiten des Akustikresonators 400 können freitragende Teile 401 umfassen, die sich über die Kante des aktiven Bereichs 404 hinaus erstrecken.
4B zeigt eine Draufsicht eines Akustikresonators 400, der in der Schnittansicht der 4A und in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel gezeigt wird. Der Akustikresonator 100 umfasst auch die zweite Elektrode 104 mit einer optionalen Passivierungsschicht (nicht gezeigt), die darüber angeordnet ist. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind freitragende Teile 401 entlang jeder nichtkontaktierenden Seite 405 bereitgestellt und haben dieselbe Breite. Dies ist lediglich beispielhaft und es ist auch erwägbar, dass zumindest eine aber nicht alle nichtkontaktierende Seiten 405 einen freitragenden Teil 401 umfassen. Darüber hinaus ist es erwägbar, dass die zweite Elektrode 104 mehr oder weniger als vier Seiten umfasst, wie gezeigt. Beispielsweise ist eine pentagonal geformte (zum Beispiel wie in 1B gezeigt) zweite Elektrode 104 erwägbar, die vier Seiten mit freitragenden Teilen (zum Beispiel freitragender Teil 401) an einer oder mehrerer der Seiten umfasst, und die fünfte Seite stellt die zwischenverbindende Seite bereit. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Form der ersten Elektrode 102 im Wesentlichen identisch mit der Form der zweiten Elektrode 104. Insbesondere kann die erste Elektrode 102 einen größeren Bereich umfassen als die zweite Elektrode 104, und die Form der ersten Elektrode 102 kann eine andere wie die Form der zweiten Elektrode 104 sein. Es wird darüber hinaus erwähnt, dass elektrische Verbindungen zu mehr als einer Seite hergestellt werden können (zum Beispiel mehr als nur Zwischenverbindungsseite 109), wobei die verbleibenden Kanten Nicht-Verbindungskanten sind und freitragende Teile 401 umfassen. Abschließend wird erwähnt, dass die freitragenden Teile 401 dieselbe Breite 403 haben können, obwohl dies auch nicht essentiell ist, und die freitragenden Teile 401 können verschiedene Breiten 403 haben.
Wie weiter oben ausgeführt, kann ein quantitatives und qualitatives Verständnis des Q eines Resonators erhalten werden, indem auf einem Smith Chart das Verhältnis der reflektierten Energie zu der zugeführten Energie aufgetragen wird, während die Frequenz variiert wird, für den Fall dass eine Elektrode an Masse verbunden ist und die andere an das Signal, für einen SMR Resonator mit einer Impedanz gleich der der Systemimpedanz bei Resonanzfrequenz. Während die Frequenz der zugeführten Energie erhöht wird, zeichnet die Magnitude/Phase des SMR Resonators einen Kreis im Uhrzeigersinn auf dem Smith Chart. Dies wird als der Q-Kreis bezeichnet. Dort wo der Q-Kreis das erste Mal die reelle Achse kreuzt (horizontale Achse), korrespondiert dies mit der Serienresonanzfrequenz f_s. Die reelle Impedanz (in Ohm gemessen) ist R_s. Während der Q-Kreis entlang des Perimeters des Smith Charts fortfährt, kreuzt er wieder die reelle Achse. Der zweite Punkt an dem der Q-Kreis die reelle Achse kreuzt, wird mit f_p bezeichnet, die parallel- oder anti-Resonanzfrequenz des FBAR. Die reelle Impedanz bei f_p ist R_p.
Oft ist es wünschenswert R_s zu minimieren, während R_p maximiert wird. Qualitativ gilt, je enger sich der Q-Kreis den äußeren Rand des Smith Charts „anschmiegt“, desto höher ist der Q-Faktor des Geräts. Der Q-Kreis eines ideal verlustlosen Resonators hätte einen Radius von Eins, und würde am Rand des Smith Charts sein. Jedoch, wie weiter oben erwähnt, gibt es Energieverluste, die Auswirkungen auf den Q-Faktor des Gerätes haben. Beispielsweise und zusätzlich zu den Quellen der oben erwähnten Akustikverluste sind Rayleigh-Lamb (lateral oder störend (spurious)) Moden in der x, y Dimensionen der piezoelektrischen Schicht 103. Diese Lateralmoden treten aufgrund von Grenzflächen Mode Konversionen des longitudinalen Modes, der sich in z-Richtung bewegt, und aufgrund der Bildung von Nicht-Null Ausbreitungsvektoren k_x und k_y, für sowohl den TE Mode als auch die verschiedenen Lateralmoden (zum Beispiel den S0 (symmetrischen) Mode und die nullten und ersten (asymmetrischen) Biegemoden, A0 und A1) auf, die aufgrund der Differenz in effektiven Geschwindigkeiten zwischen den Regionen auftreten, wo Elektroden angeordnet sind, und den umgebenden Regionen des Resonators, wo keine Elektroden sind. Bei einer spezifischen Frequenz, wird die Akustikwellenlänge eines Akustikresonators bestimmt durch v/f, wobei v die Akustikgeschwindigkeit ist und f die Frequenz ist. Man glaubt, dass die Periodizität von Q_p (zum Beispiel die Position von Maxima und Minima als eine Funktion der Breite des freitragenden Teils 401) in Bezug steht mit der Akustikwellenlänge. Bei einem Maximum von Q_p ist die Vibration des freitragenden Teils 401 vergleichsweise weit entfernt von ihrer mechanischen Resonanz, während bei einem Minimum mechanische Resonanz des freitragenden Teils 401 auftritt. Man glaubt, dass das Maximum von Q_p in Bezug steht zu der Interaktion der mechanischen Resonanz des freitragenden Teils 401 mit der Akustikvibration von der piezoelektrischen Schicht 103. Q_p-Spitzen treten auf, wenn die Breite 403 des freitragenden Teils 401 über einem bestimmten Wert liegt. Der Maximalwert von Q_p tritt auf, wenn die mechanische Resonanz des freitragenden Teils 401 gleich ist mit ηλ/4, wobei n= 1, 2, ... ist. Insbesondere nimmt, während die Frequenz abnimmt, die Akustikwellenlänge zu, und die Breite des freitragenden Teils 401 nimmt bei einem Maximum entsprechend zu.
Unabhängig von ihrer Quelle sind die Lateralmoden in vielen Resonatoranwendungen parasitär. Zum Beispiel koppeln die parasitären Lateralmoden an den Perimeter des Resonators und entfernen für die Longitudinalmoden verfügbare Energie und verringern dadurch den Q-Faktor des Resonanzgerätes. Insbesondere können als ein Resultat der parasitären Lateralmoden und anderer akustischer Verluste auf einem Q-Kreis des Smith Charts des S₁₁ Parameters starke Reduktionen in Q beobachtet werden. Diese starken Reduktionen im Q-Faktor sind als „Klirren“ („rattles“) oder „loop-de-loops“ bekannt, die weiter unten gezeigt und beschrieben sind.
Der/die freitragende(n) Teil(e) 401 der exemplarischen Ausführungsbeispiele stellen an den Grenzen der aktiven Region 414 des Akustikresonators 400 einen Wechsel in der Akustik-Impedanz bereit. Als ein Resultat, werden Reflexionen der Lateralmoden an den Grenzen begünstigt. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst die Grenze des aktiven Bereichs 404 des Akustikresonators 400 und dem freitragenden Teil 401 feste Materialien (erste Elektrode 102, zweite Elektrode 104 und piezoelektrische Schicht 103) und Luft, was eine vergleichsweise große Impedanz-Fehlanpassung und einen vergleichsweise hohen Reflexionskoeffizienten darstellt. Als ein Resultat, werden Lateralmoden vergleichsweise stark reflektiert, was den Q-Faktor durch zwei Mechanismen verbessert. Erstens, weil die reflektierten Lateralmoden nicht transmittiert werden, geht ihre Energie nicht verloren. Verbessern der Verluste, durch Verringern der Transmissionen aus den aktiven Bereichs 404 des Akustikresonators 400 heraus, kann den Q-Faktor des Akustikresonators 400 erhöhen. Zweitens wird ein Teil der reflektierten Lateralmoden in erwünschte Longitudinalmoden konvertiert. Je größer die Wellenenergie in den Longitudinalmoden ist desto höher ist der Q-Faktor. Als ein Resultat kann der/die freitragende(n) Teil(e) 401 des Akustikresonators 400 den Q-Faktor sowohl der Parallel- als auch der Serienresonanz (das heißt Q_p und Q_s) verbessern.
5 zeigt eine Schnittansicht eines Akustikresonators 500 in Übereinstimmung mit einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Viele der Merkmale des Akustikresonators 500 sind denen des Akustikresonators 100, 200, 300 und 400 gemein, die in Verbindung mit ihren exemplarischen Ausführungsbeispielen in den 1A-4 beschrieben werden. Die Details gemeinsamer Merkmale, Charakteristika und Vorteile dieser werden oftmals nicht wiederholt, um ein Verschleiern der vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele zu vermeiden.
Der Akustikresonator 500 umfasst Substrat 101. Erste Elektrode 102 ist über dem Substrat 101 angeordnet. Piezoelektrische Schicht 103 ist über der ersten Elektrode 102 angeordnet und die zweite Elektrode 104 ist über der piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet. Die erste Elektrode 102 und die zweite Elektrode 104 enthalten ein elektrisch leitfähiges Material und stellen ein oszillierendes elektrisches Feld in der y-Richtung bereit, die die Richtung der Dicke der piezoelektrischen Schicht 103 ist. In dem vorliegenden veranschaulichenden Ausführungsbeispiel ist die y-Achse (des in 5 dargestellten Koordinatensystems) die Achse für den oder die TE (longitudinal) Mode(n) für den Resonator. Der Akustikresonator 500 umfasst den oben beschriebenen Akustikreflektor 105.
Der Akustikresonator 500 umfasst eine Brücke 108 entlang der Zwischenverbindungsseite 109. Die Brücke 108 stellt eine Lücke 111 bereit, die ein Loch (void) sein kann (zum Beispiel Luft) oder mit einem Niedrig-Akustik-Impedanz-Material gefüllt sein kann. Ein freitragender Teil 401 der zweiten Elektrode 104 wird an zumindest einer Seite der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. Der freitragende Teil 401 der zweiten Elektrode 104 erstreckt sich über eine Lücke 402, die beispielsweise Luft aufweist. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist eine Opferschicht (nicht gezeigt) mittels bekannter Technik über der ersten Elektrode 102 und einen Teil der piezoelektrischen Schicht 103 eingebracht. Wie weiter oben beschrieben wurde, umfasst die Opferschicht Phosphorsilikat-Glas (PSG), das beispielsweise 8% Phosphor und 92% Siliziumdioxid umfasst. Nach der Ausbildung der zweiten Elektrode 104 wird die Opferschicht weggeätzt, beispielsweise mit Flusssäure, wobei der freitragende Teil 401 verbleibt.
Zusätzlich umfasst der Akustikresonator 500 eine Aussparung 301 (oftmals als „innie“ bezeichnet) und ein Rahmenelement 302 (auch als „outie“ bezeichnet). Die Aussparung 301 und das Rahmenelement 302 stellen eine Akustik-Fehlanpassung an dem Perimeter der zweiten Elektrode 104 bereit, unterbinden unerwünschte Lateralmoden und verbessern Reflexionen der Akustikwellen bei der Impedanz-Diskontinuität, und reduzieren folglich Akustikverluste in dem Akustikresonator 500. Die Aussparung 301 verbessert das Q des Akustikresonators 500 nahe und unter Serienresonanz (f_s) und verbessert dadurch Q_s und R_s. Das Rahmenelement 302 verbessert die Impedanz bei Parallelresonanz (R_p). Abgleichen von Q_s und Q_p wird durch die Aufnahme der Aussparung 301 und des Rahmenelements 302 bei der Brücke 108 und dem freitragenden Teil 401 erreicht, wie in 5 dargestellt.
Die Überlappungsregion der ersten Elektrode 102 und der zweiten Elektrode 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und des Akustikreflektors 105, die nicht Aussparung 301 oder Rahmenelemente 302 enthält (das heißt, „innen“ in der Aussparung 301 in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel), definieren den aktiven Bereich 114 des Akustikresonators 500. Im Gegensatz dazu umfasst ein inaktiver Bereich des Akustikresonators 500 eine Überlappungsregion zwischen der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104, oder beiden, und der piezoelektrischen Schicht 103, die nicht über dem Akustikreflektor 105 angeordnet ist. Es ist vorteilhaft für die Performance des Resonators die Magnitude des inaktiven Bereiches des Akustikresonators 500 bis zum praktikablen zu reduzieren und Teile der piezoelektrischen Schicht 103 zu entfernen, die aufgrund der Terminierung der ersten Elektrode 102 Defekte aufweisen. Diese Maßnahmen führen zu reduzierten Verlusten, die in einen verbesserten Q-Faktor des Akustikresonators 500 übersetzen.
6A ist eine graphische Darstellung von einem Q-Kreis des Smith Charts des S₁₁ Parameters für einen Akustikresonator, der Brücke 108 und freitragenden Teil 401 (zum Beispiel Akustikresonator 400), und von einem Q-Kreis eines bekannten Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators. 6B zeigt einen Graph von der Impedanz R_p bei Parallelresonanz für einen Akustikresonator, der Brücke 108 und freitragenden Teil 401 aufweist, und von einem bekannten Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonator.
Kurve 601 stellt den Q-Kreis des bekannten Akustikresonators dar und Kurve 602 stellt einen Akustikresonator eines exemplarischen Ausführungsbeispiels dar (zum Beispiel Akustikresonator 400). Wie verstanden werden kann, „schmiegt“ sich der Q-Kreis der Kurve 602 den äußeren Rand des Smith Charts enger als der Q-Kreis des bekannten Akustikresonators (Kurve 601) „an“. Als solches stellen die Brücke 108 und der freitragende Teil 401 im Vergleich mit einem bekannten Akustikresonator eine signifikante Verbesserung in dem Q-Faktor bereit. Insbesondere tritt als ein Resultat der Verwendung der Inkorporierung des Rahmenelements 302 zur Verbesserung höherer R_p, „Klirren“ („rattles“) 603 in dem Q-Kreis auf, bei Betriebsfrequenzen unterhalb f_s (manchmal als der Südwest-Quadrant mit Q_sw bezeichnet, welcher für den Q-Wert in dem Südwest-Quadranten des Smith Charts indikativ ist). Jedoch gibt es eine signifikante Verbesserung in R_p. Kurve 604 stellt Akustik-Impedanz versus Frequenz eines bekannten Akustikresonators dar, und Kurve 605 stellt Akustik-Impedanz eines Akustikresonators eines exemplarischen Ausführungsbeispiels dar. Wie aus der Rückschau auf 6B verstanden werden kann, erreicht R_p des Akustikresonators eines exemplarischen Ausführungsbeispiels ein Maximum am Punkt 606, das signifikant größer ist, als das Maximum R_p eines bekannten Akustikresonators (Punkt 607).
Wie verstanden werden kann, gibt es Performanceüberlegungen, die beim Entwerfen eines Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators und Filters, das denselben aufweist, priorisiert sind. Die vorliegenden Lehren stellen vorteilhafterweise Flexibilität in der Auswahl von bestimmten Komponenten bereit, um einem speziellen gewünschten Ende zu genügen. Beispielsweise können die verschiedenen Komponenten der exemplarischen implementierten Ausführungsbeispiele ausgewählt werden, um einen speziellen Entwurf für ein erwünschtes Performanceziel zu erreichen. Beispielsweise können die Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonatoren ein Rahmenelement (zum Beispiel Rahmenelement 302) über der Brücke 108 und dem freistehenden Teil (zum Beispiel freitragender Teil 401) enthalten, um einen höheren Wert von R_p zu erhalten. Ähnlich kann die Aussparung 301 implementiert werden, um Q_sw zu verbessern.
7A ist eine graphische Darstellung von einem Q-Kreis des Smith Charts des S₁₁ Parameters für einen Akustikresonator, der Brücke 108, freitragender Teil 401 (zum Beispiel Akustikresonator 400), Aussparung 301 und Rahmenelement 302 (zum Beispiel Akustikresonator 500) aufweist, und von einem Q-Kreis eines bekannten Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonators. 7B zeigt einen Graph von der Impedanz R_p bei Parallelresonanz für einen Akustikresonator, der Brücke 108, freitragenden Teil 401, Aussparung 301 und Rahmenelement 302 (zum Beispiel Akustikresonator 500) aufweist, und von einem bekannten Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikresonator.
Kurve 701 stellt den Q-Kreis eines bekannten Akustikresonators dar, und Kurve 702 stellt einen Akustikresonator eines exemplarischen Ausführungsbeispiels dar (zum Beispiel Akustikresonator 500). Wie verstanden werden kann, „schmiegt“ sich der Q-Kreis der Kurve 702 den äußeren Rand des Smith Charts enger als der Q-Kreis des bekannten Akustikresonators (Kurve 701) „an“. Als solches stellt die Kombination aus Brücke 108, freitragendem Teil 401, Aussparung 301 und Rahmenelement 302 im Vergleich mit einem bekannten Akustikresonator eine signifikante Verbesserung in dem Q-Faktor bereit. Darüber hinaus wird „Klirren“ („rattles“) bei Betriebsfrequenzen unterhalb f_s „geglättet“ („smoothed“) (zum Beispiel ist Klirren 703 aus 7A viel weniger ausgeprägt als „Klirren“ 603) die Brücke 108, freitragender Teil 401, Aussparung 301 und Rahmenelement 302. Zusätzlich gibt es eine signifikante Verbesserung in R_p, die mittels der Kombination der Brücke 108, freitragenden Teil 401, Aussparung 301 und Rahmenelement 302 in dem Akustikresonator des exemplarischen Ausführungsbeispiels realisiert wird.
Hinwendend zu 7B, stellt Kurve 704 Akustik-Impedanz versus Frequenz eines bekannten Akustikresonators dar, und Kurve 705 stellt Akustik-Impedanz versus Frequenz eines Akustikresonators eines exemplarischen Ausführungsbeispiels dar. Wie aus der Durchsicht der 7B verstanden werden kann, ist R_p eines Akustikresonators eines exemplarischen Ausführungsbeispiels (Punkt 706) signifikant größer als R_p eines bekannten Akustikresonators (Punkt 707). Dementsprechend stellt der Akustikresonator 500 eine Verbesserung von sowohl Qsw als auch R_p bereit, verglichen mit einem bekannten Stabile-Befestigung-Akustikresonator.

Claims

Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100), welcher aufweist: eine erste Elektrode (102); eine zweite Elektrode (104) aufweisend eine erste Oberfläche angeordnet auf einer ersten Höhe; eine piezoelektrische Schicht (103), die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) angeordnet ist; einen akustischen Reflektor (105), aufweisend eine Vielzahl an Schichten (106, 107) und unterhalb der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) angeordnet, wobei eine Kontaktüberlappung des akustischen Reflektors (105), der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) einen aktiven Bereich (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) definieren, und die piezoelektrische Schicht (103) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist, wobei die erste Elektrode (102) den akustischen Reflektor (105) bedeckt, und wobei sich die piezoelektrische Schicht (103) über eine Kante der ersten Elektrode (102) erstreckt, und die zweite Elektrode (104) nicht den Übergang (112) kontaktiert; und eine Brücke (108) aufweisend eine zweite Oberfläche angeordnet auf einer zweiten Höhe, die höher ist als die erste Höhe, wobei die Brücke (108) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) angeordnet ist, wobei die Brücke (108) mit einem Teil der ersten Elektrode (102) überlappt; wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301) entlang der Seite angeordnet ist und/oder wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 1, welcher ferner eine elektrische Verbindung an eine von einer Vielzahl von Seiten der zweiten Elektrode (104) aufweist, wobei die Brücke (108) zwischen der Verbindung und der einen von der Vielzahl von Seiten der zweiten Elektrode (104) angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 1, wobei eine Lücke (111) eine Region (113) zwischen der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 3, wobei der Übergang (112) unterhalb der Region (113) der Lücke (111) angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der akustische Reflektor (105) einen Bragg-Reflektor aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 5, wobei die zweite Elektrode (104) ein Niedrig-Akustik-Impedanz-Material unterhalb der Brücke (108) aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100), welcher aufweist: eine erste Elektrode (102); eine zweite Elektrode (104) aufweisend eine Vielzahl von Seiten, wobei wenigstens eine der Vielzahl von Seiten einen freitragenden Teil (401) aufweist, und wobei die zweite Elektrode (104) eine erste Oberfläche angeordnet auf einer ersten Höhe aufweist und der freitragende Teil (401) eine zweite Oberfläche angeordnet auf einer zweiten Höhe aufweist, die höher ist als die erste Höhe; eine piezoelektrische Schicht (103), die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) angeordnet ist; einen akustischen Reflektor (105), aufweisend eine Vielzahl an Schichten (106, 107) und unterhalb der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) angeordnet, wobei eine Kontaktüberlappung des akustischen Reflektors (105), der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) einen aktiven Bereich (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) definieren, und die piezoelektrische Schicht (103) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist, wobei die erste Elektrode (102) den Akustischen Reflektor (105) bedeckt, und wobei sich die piezoelektrische Schicht (103) über eine Kante der ersten Elektrode (102) erstreckt, und die zweite Elektrode (104) nicht den Übergang (112) kontaktiert; und eine Brücke (108), die angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) angeordnet ist, wobei die Brücke (108) mit einem Teil der ersten Elektrode (102) überlappt.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 7, welcher ferner eine elektrische Verbindung an eine von einer Vielzahl von Seiten der zweiten Elektrode (104) aufweist, wobei die Brücke (108) zwischen der Verbindung und der einen von der Vielzahl von Seiten der zweiten Elektrode (104) angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die piezoelektrische Schicht (103) angrenzend an die Terminierung des aktiven Bereichs (114) des akustischen Resonators (105) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 9, wobei die zweite Elektrode (104) nicht den Übergang (112) kontaktiert.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Brücke (108) eine Lücke (111) aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei eine Lücke (111) eine Region (113) zwischen der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) aufweist, wobei insbesondere die Lücke (111) Luft aufweist; und/oder die Lücke (111) eine erste Lücke (111) ist, und eine zweite Lücke (402) existiert unterhalb des freitragenden Teils (401) und die zweite Lücke (402) entweder ein Niedrig-Akustik-Impedanz-Material oder Luft aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 12, wobei angrenzend an die Terminierung des aktiven Bereichs (114) des akustischen Resonators (105) die piezoelektrische Schicht (103) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist, und der Übergang (112) unterhalb der Region (113) der ersten Lücke (111) angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301) entlang der Seite angeordnet ist; und/oder wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei der akustische Reflektor (105) einen Bragg-Reflektor aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 15, wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301), die entlang der Seite angeordnet ist; und/oder die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist; und/oder ferner ein Niedrig-Akustik-Impedanz-Material unterhalb der Brücke (108) aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100), welcher aufweist: eine erste Elektrode (102); eine zweite Elektrode (104) aufweisend eine erste Oberfläche angeordnet auf einer ersten Höhe; eine piezoelektrische Schicht (103), die zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (102, 104) angeordnet ist; einen akustischen Reflektor (105), aufweisend eine Vielzahl an Schichten (106, 107) und unterhalb der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) angeordnet, wobei eine Kontaktüberlappung des akustischen Reflektors (105), der ersten Elektrode (102), der zweiten Elektrode (104) und der piezoelektrischen Schicht (103) einen aktiven Bereich (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) definieren, und die piezoelektrische Schicht (103) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) einen Übergang (112) aufweist, der Störstellen aufweist, wobei die erste Elektrode (102) den Akustischen Reflektor (105) bedeckt, und wobei sich die piezoelektrische Schicht (103) über eine Kante der ersten Elektrode (102) erstreckt; und eine Brücke (108) aufweisend eine zweite Oberfläche angeordnet auf einer zweiten Höhe, die höher ist als die erste Höhe, wobei die Brücke (108) angrenzend an eine Terminierung des aktiven Bereichs (114) des Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonators (100) angeordnet ist, wobei eine Lücke (111) über dem Übergang (112) existiert, wobei die Brücke (108) mit einem Teil der ersten Elektrode (102) überlappt, wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301) entlang der Seite angeordnet ist und/oder wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach Anspruch 17, wobei der akustische Reflektor (105) einen Bragg-Reflektor aufweist.
Ein Stabile-Befestigung-Volumen-Akustikwellenresonator (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und eine Aussparung (301), die entlang der Seite angeordnet ist; und/oder die zweite Elektrode (104) eine obere Oberfläche mit einer Seite aufweist, und ein Randelement (302) entlang der Seite angeordnet ist; und/oder ferner ein Niedrig-Akustik-Impedanz-Material unterhalb der Brücke (108) aufweist.