[实用新型]薄膜体声波谐振器及滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜体声波谐振器，特别是涉及一种谐振器压电三明治结构的薄膜体声波谐振器及滤波器。

背景技术

随着无线通讯应用的发展，人们对于数据传输速度的要求越来越高。在移动通信领域，第一代是模拟技术，第二代实现了数字化语音通信，第三代 (3G)以多媒体通信为特征，第四代(4G)将通信速率提高到1Gbps、时延减小到10ms，第五代(5G)是4G之后的新一代移动通信技术，虽然5G的技术规范与标准还没有完全明确，但与3G、4G相比，其网络传输速率和网络容量将大幅提升。如果说从1G到4G主要解决的是人与人之间的沟通，5G将解决人与人之外的人与物、物与物之间的沟通，即万物互联，实现“信息随心至，万物触手及”的愿景。

与数据率上升相对应的是频谱资源的高利用率以及通讯协议的复杂化。由于频谱有限，为了满足数据率的需求，必须充分利用频谱；同时为了满足数据率的需求，从4G开始还使用了载波聚合技术，使得一台设备可以同时利用不同的载波频谱传输数据。另一方面，为了在有限的带宽内支持足够的数据传输率，通信协议变得越来越复杂，因此对射频系统的各种性能也提出了严格的需求。

在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用。它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。随着通信协议越来越复杂，对频带内外的要求也越来越高，使得滤波器的设计越来越有挑战。另外，随着手机需要支持的频带数目不断上升，每一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升。

目前射频滤波器最主流的实现方式是声表面波滤波器和基于薄膜体声波谐振器技术的滤波器。声表面波滤波器由于其自身的局限性，在1.5GHz以下使用比较合适。然而，目前的无线通讯协议已经早就使用大于2.5GHz的频段，这时必须使用基于薄膜体声波谐振器技术的滤波器。

薄膜体声波谐振器的结构和制备方式已经有很多。在以往的结构和制备方式中，在沉积完薄膜体声波谐振器的底电极薄膜后会对其进行图形化以形成底电极，然后再在图形化后的底电极上生长压电薄膜。由于图形化后的底电极边缘一般是直角或者好一点腐蚀成锥形结构，在此边缘，压电薄膜无法沿着我们需要的与基片表面垂直的方向生长，由此会造成这部分的压电薄膜性能不好，甚至会形成裂纹，大大影响了谐振器的性能和ESD可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提出了一种一次制备的谐振器压电三明治结构的薄膜体声波谐振器及滤波器。在制备谐振器的过程中，不对底电极薄膜进行图形化，直接一次生长完压电薄膜，能够避免现有技术存在的问题。

本实用新型提出的方案如下：

一种薄膜体声波谐振器，所述谐振器包括带空气隙的硅基片和覆盖在所述空气隙上的压电三明治结构；所述压电三明治结构包括顶电极、压电材料和底电极，其中顶电极、压电材料、底电极依次堆叠；所述顶电极、所述压电材料、所述底电极在各自完整沉积后再逐一图形化，且图形化后自上而下顶电极、压电薄膜层、底电极层面积逐层增大，使得所述底电极、所述压电材料、所述顶电极的边缘依次缩进，形成台阶状；所述压电三明治结构的其中一侧台阶状边缘均位于同侧空气隙边缘的外侧。

进一步地，还包括钝化层，所述钝化层覆盖位于所述空气隙边缘外侧的台阶状边缘。

进一步地，还包括有机薄膜层，所述有机薄膜层覆盖所述压电三明治结构位于所述空气隙边缘外侧的台阶状边缘的顶电极边缘至同侧空气隙边缘的区域。

进一步地，所述有机薄膜层的材质为聚酰亚胺。

进一步地，所述压电材料包括氮化铝、氧化锌、铌酸锂、钽酸锂、锆钛酸铅压电陶瓷之一或者组合。

进一步地，所述顶电极、所述底电极的材料包括钨、钼、铂白金、钌、铱、钛钨、铝、铬、金之一或者组合。

本实用新型还包括一种滤波器，包括本实用新型的薄膜体声波谐振器。

本实用新型通过完成压电三明治三层堆叠材料的沉积之后再逐一进行图形化，有效避免了由于边缘突兀导致的压电薄膜生长缺陷所导致的性能恶化，此外，通过在三明治结构的特定区域覆盖有机薄膜，吸收有害的寄生谐振，进一步提高器件性能和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的一种薄膜体声波谐振器剖面结构图及平面俯视结构图；

图2为本实用新型的一种薄膜体声波谐振器的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1