[发明专利]压电层具有插入结构的体声波谐振器、滤波器和电子设备

说明书

本发明涉及体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；压电层，其中：声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；所述压电层中设置有沿所述有效区域的边缘布置的复合插入结构，所述复合插入结构包括第一插入层和第二插入层，在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层的至少一部分与所述有效区域重叠，且在所述谐振器的俯视图中，所述第一插入层与所述第二插入层至少部分重叠；所述第一插入层为金属材料且所述第二插入层为空气或介质材料，或者所述第一插入层为介质材料且所述第二插入层为空气。本发明还涉及滤波器与电子设备。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器，一种滤波器，一种具有上述部件中的一种的电子设备。

背景技术

体声波滤波器具有低插入损耗、高矩形系数、高功率容量等优点，因此，被广泛应用在当代无线通讯系统中，是决定射频信号进出通讯系统质量的重要元器件。体声波滤波器的性能由构成它的体声波谐振器决定，如：体声波谐振器的谐振频率决定了滤波器的工作频率，有效机电耦合系数决定了滤波器的带宽，品质因数决定滤波器插入损耗。当滤波器结构一定时，其品质因数，特别是在串联谐振频率和并联谐振频率处的品质因数(或串并联阻抗)，会显著影响通带插入损耗。因此，如何提高谐振器的品质因数是高性能滤波器设计的一个重要问题。体声波谐振器串联谐振频率处的品质因数(Qs)或串联阻抗(Rs)通常由电极损耗及材料损耗决定，而体声波谐振器并联谐振频率处的品质因数(Qp)或并联阻抗(Rp)通常受边界声波泄露影响。因此，当谐振器材料、及层叠结构确定时，Qs(或Rs)的提升空间有限，但可以通过改变谐振器的边界结构来有效改善声波的边界泄露情况，从而显著提高谐振器的Qp(或Rp)。

传统的薄膜体声波谐振器剖面结构示意图如图1A所示，其中：100为基底，110为声学镜，120为底电极，130为压电层，140为顶电极，15为环形凸起结构，16为翼结构，h1为空隙的高度，h2为凸起结构15的厚度，17为桥结构。d11-d14为各种尺寸。

在图1A中，复合结构位于谐振器的上表面的有效区域边缘，使得有效区域边缘两侧的声阻抗不匹配，限制了横向兰姆波的传输，增强了对兰姆波的反射和转换能力，使得Rp得到一定程度的提高。在顶电极与底电极的连接侧，压电层因底电极边缘粗糙质量较差，复合结构能使得这部分质量较差的压电层所引起的谐振激励较小的贡献到整个电路中，能一定程度上改善及抗静电放电能力。

图1B也是现有的一种薄膜体声波谐振器剖面结构示意图，其中：100为基底，110为声学镜，120为底电极，130为压电层，140为顶电极，160为环形凸起结构，h2为环形凸起结构的厚度。d12、d18为各种尺寸。

图1B中，环形凸起160为单层结构，可为金属、介质或空气。这种在压电层中布置单层插入结构的模式，可在一定程度上改善谐振器的Rp等电学性能。然而，以上传统复合结构或单层插入结构对谐振器有效区域边缘的能量泄露问题改善有限，因此在改善Rp的程度上也是有限的。

发明内容

为进一步提高体声波谐振器的Rp值或Qp值，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，其在谐振器有效区域的边缘区域的压电层中间，设置一种复合插入结构，此复合插入结构具有插入凸起(对应于第一插入层)及插入翼桥(对应于第二插入层)，从而有效提高其Rp值。相应的，该体声波谐振器包括：

基底；

声学镜；

底电极；

顶电极；

压电层，

其中：

声学镜、底电极、压电层、顶电极在基底的厚度方向重叠的区域为谐振器的有效区域；