[发明专利]体声波谐振器组件及制造方法、滤波器及电子设备

说明书

本发明涉及一种体声波谐振器组件及制造方法。该组件包括：基底；声学镜空腔；至少两个谐振结构，所述至少两个谐振结构共用同一压电层以及所述基底：和支撑层，设置在基底与压电层之间，其中：所述压电层为单晶压电层，压电层与基底彼此间隔开的平行设置；所述支撑层限定所述声学镜空腔的边界的至少一部分。本发明还涉及一种滤波器以及一种电子设备。

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组件，一种体声波谐振器组件的制造方法、一种具有该组件的滤波器，以及一种具有该组件或滤波器的电子设备。

背景技术

通常，基于压电薄膜及电极逐层生长工艺制备的滤波器中，由若干个体声波谐振器构成的已知滤波器的基底100具有如图1A所示的俯视结构。沿图1A中的直线AA’剖开，可得到如图1B所示的剖视结构或截面结构。

图1A和1B中所示的滤波器包含若干个体声波谐振器，每个谐振器的具体结构包含基底100；嵌于基底表面的空腔型声学镜111、112、113；位于声学镜上方并覆盖部分基底表面的底电极130、230、330；覆盖底电极和部分基板表面的压电层薄膜或压电层120，且压电层由多个谐振器共享；位于压电层上方的顶电极140、240、340，其中压电层和每个谐振器的声学镜、底电极、顶电极在谐振器的厚度方向上的重合部分是谐振器的有效区域。

由于构成滤波器的各个膜层的厚度仅为百纳米至微米级别，薄膜很容易受到应力的影响而发生形变。由顶电极、压电层和底电极构成的三明治结构扭曲形变会严重降低构成滤波器的谐振器的Q值，从而严重影响滤波器的性能。因此具有空腔型声学镜的传统体声波滤波器通常采用分立空腔结构的基底：即滤波器中的每个谐振器拥有自己独立的空腔。

这种结构的好处是可在谐振器之间的下方形成支撑结构，从而增强滤波器整体结构的稳定性。

但是，这种结构存在缺陷。理想状态下，谐振器在工作时，能量转换只发生在有效区域内。然而，实际情况下，谐振器的能量总是不可避免的要逸散到有效区域之外，并通过基底上的与底电极和压电层接触的支撑结构，进一步逸散到基底中，如图1B中的箭头所示，该结构会造成显著的能量损失，最终使Q值严重下滑并造成滤波器性能劣化。

如图2A和图2B所示，如果通过减少支撑结构，使谐振器的空腔型声学镜互相连通，可以降低谐振器的能量损失，提高谐振器的Q值。但是由于压电薄膜或压电层呈现非平直结构，内部尤其是薄膜弯曲部分(如底电极边缘处的压电层部分)的应力非常大；工作过程中，谐振器的部分声波能量传递至压电薄膜的弯曲部位，导致其产生强烈的机械振动；在压电薄膜弯曲部位缺乏外部结构支撑的情况下，弯曲部位非常容易破裂，使得谐振器和滤波器失效(可靠性差)。

发明内容

为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本发明。

本发明的实施例涉及体声波谐振器组件，包括：

基底；

声学镜空腔；

至少两个谐振结构，所述至少两个谐振结构共用同一压电层以及所述基底：和

支撑层，设置在基底与压电层之间，

其中：

所述压电层为单晶压电层，压电层与基底彼此间隔开的平行设置；

所述支撑层限定所述声学镜空腔的边界的至少一部分。

本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器组件的制造方法，包括：

步骤1：提供POI晶圆，所述POI晶圆包括衬底、单晶压电层以及设置在单晶压电层的第一侧与衬底之间的绝缘层；

步骤2：在POI晶圆的压电层的与第一侧相对的第二侧形成底电极图案；