[发明专利]具有多个底电极层的体声波谐振器、滤波器及电子设备

说明书

本发明涉及一种体声波谐振器及其制造方法。该谐振器包括：基底；底电极；顶电极；和压电层，其中：所述底电极包括多个电极层，所述多个电极层至少包括在谐振器的厚度方向上设置的第一电极层和第二电极层，第一电极层相比于第二电极层更靠近基底，第一电极层为包括铝的金属层；在底电极的非电极连接端，所述第一电极层的端面被所述第二电极层所覆盖。所述谐振器的声学镜可为声学镜空腔，所述谐振器还可包括阻挡层，所述第一电极层覆盖所述阻挡层且所述阻挡层限定所述声学镜空腔的上侧边界。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及其制造方法、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。

对于体声波谐振器，采用了将底电极设置为包括多层电极的形式。如图1所示，该谐振器包括基底101、声学镜或声学镜空腔102、底电极层103、底电极层104、压电层105、顶电极106、钝化层或工艺层107。

因为金属Al的声阻抗较低，所以底电极的多层电极中的远离压电层的电极层，即图1中的底电极层103，常常采用金属Al。但是，在如图1所示的谐振器结构中，声学镜空腔102通常是使用HF来腐蚀牺牲材料SiO₂形成，在利用HF释放牺牲材料的过程中，HF容易与图1中的位于声学镜空腔102的上侧的底电极层103的表面B接触，而且也容易通过在图1中A所示的不平整部分腐蚀底电极层103，从而导致谐振器结构的破坏。

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；

底电极；

顶电极；和

压电层，

其中：

所述底电极包括多个电极层，所述多个电极层至少包括在谐振器的厚度方向上设置的第一电极层和第二电极层，第一电极层相比于第二电极层更靠近基底，第一电极层为包括铝的金属层；

在底电极的非电极连接端，所述第一电极层的端面被所述第二电极层所覆盖。

可选的，所述谐振器的声学镜为声学镜空腔；所述谐振器还包括阻挡层，所述第一电极层覆盖所述阻挡层且所述阻挡层限定所述声学镜空腔的上侧边界。

根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种体声波谐振器的制造方法，所述谐振器包括底电极和压电层，所述底电极包括多个电极层，所述多个电极层至少包括在谐振器的厚度方向上设置的第一电极层和第二电极层，第一电极层相比于第二电极层更靠近基底，第一电极层为包括铝的金属层，所述方法包括步骤：以第二电极层覆盖所述第一电极层的非电极连接端的端面。