[发明专利]单晶体声波谐振器、滤波器及电子设备

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；和单晶压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：压电层的下表面与基底的上表面之间设置有支撑结构，压电层与基底大体平行布置；顶电极和底电极的非电极连接端均具有锐角结构，所述锐角结构包括与压电层的对应表面平行的平行面、以及从所述平行面远离压电层倾斜延伸且与所述平行面成锐角的斜面。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，尤其涉及一种单晶体声波谐振器，一种具有该谐振器的滤波器，以及一种电子设备。

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。

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底电极-压电薄膜或压电层-顶电极组成的“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。

在传统体声波谐振器中，为确保后续压电薄膜较高的生长质量，底电极边缘与压电薄膜接触处的坡度非常缓。

图1是传统谐振器结构，其中10是基底，20是空腔型声学镜，30是底电极，40是压电薄膜层或压电层，50为顶电极。α和β指分别为底电极和顶电极的非电极连接端相对于压电层的对应表面形成的角度。针对底电极，以电极边缘为起点，面向电极中心方向画线，将此线以电极边缘点为支撑点沿顺时针方向旋转至电极边缘断面形成底电级角度α，该角度通常情况下大于150°，甚至达到170°。针对顶电极，将相同方向的线以电极边缘为支撑点，沿逆时针方向旋转至电极边缘断面形成顶电极角度β，该角度通常在20°至90°之间。顶、底电极角度差异巨大，甚至达到150°,即使角度偏差较小的状态下，其差异也近60°。α和β的角度偏差不对称增强了谐振器的寄生模式，降低了谐振器的Q值。

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。

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，包括：

基底；

声学镜；

底电极；

顶电极；和

单晶压电层，设置在底电极与顶电极之间，

其中：

压电层的下表面与基底的上表面之间设置有支撑结构，压电层与基底大体平行布置；

顶电极和底电极的非电极连接端均具有锐角结构，所述锐角结构包括与压电层的对应表面平行的平行面、以及从所述平行面远离压电层倾斜延伸且与所述平行面成锐角的斜面。

本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。

本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的谐振器。

附图说明

以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：