
技术摘要:
本发明涉及一种体声波谐振器及其制造方法,该谐振器包括:基底;声学镜;底电极;顶电极;和压电层,设置在底电极与顶电极之间,其中:所述底电极具有在谐振器的厚度方向上彼此连接的第一底电极与第二底电极,第一底电极贴附于所述压电层,第二底电极在所述厚度方向上 全部
背景技术:
电子器件作为电子设备的基本元素,已经被广泛应用,其应用范围包括移动电话、 汽车、家电设备等。此外,未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依 靠电子器件作为基础。 电子器件根据不同工作原理可以发挥不同的特性与优势,在所有电子器件中,利 用压电效应(或逆压电效应)工作的器件是其中很重要一类,压电器件有着非常广泛的应用 情景。薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,简称FBAR,又称为体声波谐振 器,也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用,特别是FBAR滤波器 在射频滤波器领域市场占有份额越来越大,FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功 率容量大、滚降效应好等优良特性,其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和 陶瓷滤波器,在无线通信射频领域发挥巨大作用,其高灵敏度的优势也能应用到生物、物 理、医学等传感领域。 薄膜体声波谐振器的结构主体为由电极-压电薄膜-电极组成的“三明治”结构,即 两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号,FBAR利用逆压电效 应将输入电信号转换为机械谐振,并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。 通信技术的快速发展要求滤波器工作频率不断提高,例如5G通信频段(sub-6G)的 频率在3GHz-6GHz,频率高于4G等通信技术。对于体声波谐振器和滤波器,高工作频率意味 着薄膜厚度尤其是电极的薄膜厚度,要进一步减小;然而电极薄膜厚度的减小带来的主要 负面效应为电学损耗增加导致的谐振器Q值降低,尤其是串联谐振点及其频率附近处的Q值 降低;相应地,高工作频率体声波滤波器的性能也随着体声波谐振器的Q值降低而大幅恶 化。
技术实现要素:
为缓解或解决现有技术中的上述问题,提出本发明。 根据本发明的实施例的一个方面,提出了一种体声波谐振器,包括: 基底; 声学镜; 底电极; 顶电极;和 压电层,设置在底电极与顶电极之间, 其中: 所述底电极具有在谐振器的厚度方向上彼此连接的第一底电极与第二底电极,第 6 CN 111600569 A 说 明 书 2/11 页 一底电极贴附于所述压电层,第二底电极在所述厚度方向上位于第一底电极与基底之间; 且 所述压电层为平坦结构。 本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器的制造方法,包括步骤: 在第一基底上形成一层平坦的压电层,和在压电层上沉积和图形化第一底电极, 以形成第一结构; 在第二基底上沉积和图形化第二底电极,以形成第二结构; 将第一结构和第二结构对置连接,且基于键合连接使得第一底电极和第二底电极 相连接; 移除第一基底以露出压电层的表面;以及 在压电层的表面沉积和图形化顶电极。 本发明的实施例也涉及一种滤波器,包括上述的体声波谐振器。 本发明的实施例还涉及一种电子设备,包括上述的滤波器或者上述的谐振器。 附图说明 以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其 他特点、优点,图中相同的附图标记始终表示相同的部件,其中: 图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图; 图1.1为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图; 图2为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的AOB截得的剖面示意图,其中 底电极设置有空隙层; 图2.1-图2.10为根据本发明的一个示例性实施例的图2中的谐振器的制造过程 图; 图3为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1中的AOB线截得,图3中示出了键合电极延伸过整个空隙层; 图4为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1.1中的AOB线截得,图4中示出了键合电极为环状且内端位于空隙层的外侧; 图5为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1.1中的AOB线截得,图5中示出了键合电极为环状且内端位于空隙层的内侧; 图6为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1.1中的AOB线截得,图6中示出了键合电极为环状且内端位于空隙层的外侧,且顶电 极设置有桥部; 图7为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1中的AOB线截得; 图8为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1中的AOB线截得; 图9为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1.1中的AOB线截得,图9中示出了键合电极为环状且顶电极中的顶部间隙在厚度方 向上覆盖键合电极在空隙层边界外侧的部分; 7 CN 111600569 A 说 明 书 3/11 页 图10为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的剖面示意图,其沿类 似于图1中的AOB线截得,图10中示出设置在第一底电极与第二底电极之间的布拉格反射 层; 图11为根据本发明的一个示例性实施例的沿类似于图1.1中的AOB线截得的体声 波谐振器的剖面示意图; 图12为根据本发明的再一个示例性实施例的沿类似于图1.1中的AOB线截得的体 声波谐振器的剖面示意图; 图13为根据本发明的又一个示例性实施例的沿类似于图1.1中的AOB线截得的体 声波谐振器的剖面示意图。