[发明专利]体声波谐振器及其制造方法、滤波器和电子设备

说明书

本发明公开了一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；顶电极；底电极；压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：顶电极、底电极、声学镜和压电层在所述谐振器的厚度方向上的重叠区域限定谐振器的有效区域；底电极和/或顶电极为间隙电极，间隙电极具有第一电极与第二电极，第一电极贴附于所述压电层，第一电极与第二电极之间限定空隙层，空隙层在谐振器的高度方向上位于第一与第二电极之间；间隙电极设置有用于形成所述空隙层的释放通道，所述释放通道与所述空隙层连通，释放通道包括电极通道部，电极通道部设置于电极的非有效区域中。本发明还涉及一种具有上述谐振器的滤波器以及具有该滤波器或谐振器的电子设备，以及一种制造上述谐振器的方法。

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及其制造方法，一种具有该谐振器的滤波器，以及一种具有该谐振器或者滤波器的电子设备。

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。

在体声波谐振器的微结构中集成空气间隙非常复杂，一方面需要考虑如何可靠地制造出空气间隙，另一方面要考虑形成空气间隙的方式/结构不影响谐振器性能。

发明内容

为缓解或解决上述问题，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，提出一种体声波谐振器，包括：

基底；

声学镜；

顶电极；

底电极；

压电层，设置在底电极与顶电极之间，

其中：

顶电极、底电极、声学镜和压电层在所述谐振器的厚度方向上的重叠区域限定所述谐振器的有效区域；

底电极和/或顶电极为间隙电极，所述间隙电极具有第一电极与第二电极，第一电极贴附于所述压电层，第一电极与第二电极之间限定空隙层，空隙层在谐振器的高度方向上位于第一电极与第二电极之间；

所述间隙电极设置有用于形成所述空隙层的至少一个释放通道，所述释放通道与所述空隙层连通，所述释放通道包括电极通道部，所述电极通道部设置于电极的非有效区域中。

本发明还提出了一种制造上述体声波谐振器的方法，包括以下步骤：

在所述第一电极与第二电极之间形成牺牲层材料，所述牺牲层材料在谐振器的厚度方向上位于第一电极与第二电极之间；

提供所述释放通道；

经由所述释放通道，利用刻蚀剂刻蚀牺牲层材料从而产生所述间隙层。