[发明专利]体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统

说明书

本发明提供一种体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统，形成于压电谐振层外围的且悬空于空腔上方的底电极凸起部和顶电极凹陷部，能够阻挡压电谐振层产生的横波向空腔外围传输，将横波反射回有效工作区中，继而减少和降低了声波损耗，使谐振器的品质因子得到提高，最终能够提高器件性能。进一步地，底电极搭接部和顶电极搭接部与空腔的重叠部分均是悬空的，且底电极搭接部和顶电极搭接部相互错开，可以大大降低寄生参数，并避免漏电、短路等问题，能够提高器件可靠性。

技术领域

本发明涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统。

背景技术

射频(RF)通信，如在移动电话中使用的通信，需要运用射频滤波器，每一个射频滤波器都能传递所需的频率，并限制所有其他频率。随着移动通信技术的发展，移动数据传输量也迅速上升。因此，在频率资源有限以及应当使用尽可能少的移动通信设备的前提下，提高无线基站、微基站或直放站等无线功率发射设备的发射功率成了必须考虑的问题，同时也意味着对移动通信设备前端电路中滤波器功率的要求也越来越高。

目前，无线基站等设备中的大功率滤波器主要是以腔体滤波器为主，其功率可达上百瓦，但是这种滤波器的尺寸太大。也有的设备中使用介质滤波器，其平均功率可达5瓦以上，这种滤波器的尺寸也很大。由于尺寸大，所以这两种滤波器无法集成到射频前端芯片中。

随着MEMS技术越来越成熟，由体声波(BAW)谐振器构成的滤波器，能够很好地克服了上述两种滤波器存在的缺陷。体声波谐振器具有陶瓷介质滤波器不可比拟的体积优势、声表面波(SAW)谐振器不可比拟的工作频率以及功率容量的优势，成为了当今无线通信系统的发展趋势。

体声波谐振器的主体部分为底电极-压电薄膜-顶电极构成的“三明治”结构，利用压电薄膜的逆压电效应将电能转化成机械能，并以声波的形式在体声波谐振器构成的滤波器中形成驻波。由于声波的速度比电磁波小5个数量级，因此体声波谐振器构成的滤波器的尺寸比传统的介质滤波器等小。

其中一种空腔型体声波谐振器，其工作原理是利用声波在底电极或支撑层与空气的交界面发生反射，将声波限制在压电层，实现谐振，其具有高Q值、低插损、可集成等优点，被广泛采用。

但是，目前制作出的空腔型体声波谐振器，其品质因子(Q)无法进一步提高，因此无法满足高性能的射频系统的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体声波谐振器及其制造方法和滤波器、射频通信系统，能够提高品质因子，进而提高器件性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种体声波谐振器包括：

衬底；

底电极层，设置在所述衬底上，且所述底电极层和所述衬底之间形成有空腔，所述底电极层具有底电极凸起部，所述底电极凸起部位于所述空腔的区域中且向着远离所述空腔的底面的方向凸起；

压电谐振层，形成在所述空腔上方的所述底电极层上；

顶电极层，形成在所述压电谐振层上，所述顶电极层具有顶电极凹陷部，所述顶电极凹陷部位于所述空腔的区域中并向着靠近所述空腔的底面的方向凹陷，所述顶电极凹陷部和所述底电极凸起部均位于所述压电谐振层外围的空腔区域中，所述底电极凸起部与所述顶电极凹陷部均围绕所述压电谐振层的周边方向延伸，且二者至少部分相对。

本发明还提供一种滤波器，包括至少一个如本发明所述的体声波谐振器。

本发明还提供一种射频通信系统，包括至少一个如本发明所述的滤波器。

本发明还提供一种体声波谐振器的制造方法，包括：

提供衬底，形成具有牺牲凸起的第一牺牲层于部分所述衬底上；