[实用新型]用于无线通信系统的多层压电薄膜体声波谐振器

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及具有多层不同的压电薄膜的压电薄膜体声波谐振器。

背景技术

随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子元件正朝着微型化、高频率、高密集复用和低功耗的方向发展；薄膜体声波谐振器(FBAR)又称为压电薄膜体声波谐振器，它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振，使用谐振技术用来制造很多先进的电子元器件，在新一代无线通信系统具有很广泛的应用前景。

传统的FBAR包括一个压电体层，压电体层位于由单一材料制成的电极之间，构成一个压电夹层，由于这些压电材料为单一性材料，因此这些压电材料基本上具有单一、均匀的C轴取向特性；也即，传统的FBAR的压电材料不是使用不同的压电物质制成，因此没有不同的C轴向取向。此外，传统的FBAR的低频共振频率主要通过增加压电层或电极的厚度来调节，因此可能造成压电体层或电极的厚度过度增加，致使FBAR的形状过大，进而会导致谐振器尺寸变大、制作过程繁杂和成本高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供用于无线通信系统的多层压电薄膜体声波谐振器，解决过度增加压电层和电极厚度，致使FBAR的形状过大，进而会导致谐振器尺寸变大、制作过程繁杂和成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：用于无线通信系统的多层压电薄膜体声波谐振器，用DBAR表示，形成于衬底上，衬底与半导体工艺使用的材料相容，所述半导体工艺材料包括硅、砷化镓、磷化铟、玻璃、蓝宝石、氧化铝或其他类似材料；衬底可被蚀刻形成腔体，且一层牺牲材料可被沉积在衬底上以填充腔体，牺牲材料包括氧化物、多晶硅或其它合适的材料；衬底被平坦化后，牺牲材料仍然只留在腔体内；此外，牺牲材料在形成DBAR后可以通过刻蚀移除，以使腔体打开；所述DBAR包括底部电极、顶部电极、第三电极、第一压电层、第二压电层、第一导线、第二导线和第三导线。

底部电极形成于衬底的腔体上方，底部电极通过沉积于衬底上的一层钨、钼或铝经过图案化成型而成，底部电极为一个多边形或类似的形状；第一压电层通过沉积于底部电极上的氮化铝压电材料制成，该氮化铝材料通过等离子沉积处理沉积于底部电极上，图案化成型后形成具有向上方向的C轴取向的第一压电层；第三电极位于第一压电层上，通过沉积于第一压电层上的一层钨、钼或铝经过图案化成型而成；第二电压层位于第三电极上方，通过沉积于第三电极上的氧化锌压电材料制成，该氧化锌压电材料通过等离子沉积处理沉积于第三电极上，第二压电层的C轴取为向上方向；第一压电层和第二压电层是不同的压电材料制成的相对的压电层；第一压电层的C轴取向和第二压电层的C轴取向完全相反；顶部电极通过沉积于第二压电层上的一层钨、钼或铝通过图案化成型制成。因此，第一压电层、第三电极、第二压电层和顶部电极进行图案化成型处理后形成DBAR。在DBAR有一个用于保护DBAR的钝化层；DBAR上形成对应触点、第一导线、第二导线和第三导线分别对应地和底部电极、顶部电极和第三电极进行电性连接；其中，第一导线、第二导线相互连接，以将底部电极和顶部电极进行电性连接，第一导线、第二导线和第三导线有一个公共接点，以将三个电极互相连接；第一导线、第二导线和第三导线上施加有电压。第一压电层在第一电极和第三电极间一同形成一个夹层结构；第二压电层在第三电极和顶部电极间并一同形成另一个夹层结构；因此DBAR的结构特性可表征为具有两个单层结构的FBAR，这两个单层结构的FBAR互相堆叠成型，且C轴取向的方向相反，从而DBAR的配置操作为1/2λ模型。

DBAR的底部电极、第一压电体层、第三电极、第二压电层和顶部电极的厚度分别一一对应为1239nm、1800nm、1000nm、1432nm和1239nm；第一压电层和第二压电层的C轴取向相反，它们之间的共振频率为350MHz。

综上所述，DBAR可以在不减小其厚度情况下，扩展其低频率的范围；也可以通过递增第二压电层使其具有和第一压电层相反的C轴取向，使DBAR具有更低的共振频率；而不需要增加整体厚度，即增加底部电极、第一压电层、第三电极第二压电层和顶部电极的厚度，以扩展DBAR的低频共振频率。此外，过度增加DBAR的厚度，会导致谐振器尺寸变大、制作过程繁杂和成本高。因此，DBAR的共振频率可以通过第一压电层和第二压电层的材料选择或只通过第一压电层和第二压电层形成的C轴取向来控制。具有很强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型示意图。