[发明专利]体声波谐振器及其制备方法、滤波器

说明书

一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器，涉及滤波器技术领域。该体声波谐振器包括具有空腔的衬底、设于衬底上的底电极、设于底电极上的压电层和设于压电层上的顶电极；空腔、底电极、压电层和顶电极在层叠方向上的交叠区域形成有效谐振区域；体声波谐振器还包括位于有效谐振区域之外且贯通压电层并延伸至衬底内的至少一个声波隔离孔，声波隔离孔与空腔连通。该体声波谐振器能够有效改善声波能量自有效谐振区域向非有效谐振区域泄漏，从而提高体声波谐振器的品质因数。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，具体而言，涉及一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，射频器件在通信领域得到了广泛应用。目前射频系统中滤波器的主要实现方式有两种：声表面波滤波器和体声波滤波器。其中，体声波滤波器因其具有高工作频率和功率容量等优势，逐渐占据了大部分无线通讯的应用市场。

体声波谐振器作为体声波滤波器的核心组件，其包括底电极、顶电极和位于底电极和顶电极之间的压电层等。其中，有效谐振区域的面积为底电极、压电层和顶电极的重叠区域的面积。然而，现有的体声波谐振器在有效谐振区域经逆压电效应产生的声波能量会朝向非有效谐振区域泄露，这就导致体声波谐振器的品质因数Q降低，而Q值作为体声波谐振器的一项重要指标，会影响谐振器的滚降特性和带内插损。因此，如何改善声波能量泄露，提高体声波谐振器的Q值，成为了目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器，其能够有效改善声波能量自有效谐振区域向非有效谐振区域泄漏，从而提高体声波谐振器的品质因数。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的一方面，提供一种体声波谐振器，该体声波谐振器包括具有空腔的衬底、设于衬底上的底电极、设于底电极上的压电层和设于压电层上的顶电极；空腔、底电极、压电层和顶电极在层叠方向上的交叠区域形成有效谐振区域；体声波谐振器还包括位于有效谐振区域之外且贯通压电层并延伸至衬底内的至少一个声波隔离孔，声波隔离孔与空腔连通。该体声波谐振器能够有效改善声波能量自有效谐振区域向非有效谐振区域泄漏，从而提高体声波谐振器的品质因数。

可选地，声波隔离孔包括多个，多个声波隔离孔围设于有效谐振区域的外周。

可选地，声波隔离孔为弧形孔、圆孔或者矩形孔。

可选地，位于有效谐振区域内的底电极、压电层和顶电极共同形成压电叠层，体声波谐振器还包括位于空腔外周的至少一个支撑柱，支撑柱用于支撑压电叠层。

可选地，支撑柱位于有效谐振区域的底电极的下方。

可选地，支撑柱位于有效谐振区域的压电层的下方。

可选地，支撑柱包括多个，多个支撑柱均匀分布于压电叠层的外周。

可选地，支撑柱的材料与衬底的材料或者底电极的材料相同。

本发明的另一方面，提供一种体声波谐振器的制备方法，该体声波谐振器的制备方法包括：刻蚀衬底，以形成凹槽；在凹槽内填充牺牲材料，以形成牺牲层；在衬底上依次形成覆盖牺牲层和部分衬底的底电极、覆盖底电极和露出的衬底的压电层以及覆盖部分压电层的顶电极；其中，牺牲层、底电极、压电层和顶电极在层叠方向上的交叠区域形成有效谐振区域，位于有效谐振区域内的底电极、压电层和顶电极共同形成压电叠层；在有效谐振区域之外的区域，刻蚀压电层以形成露出底电极的电极引出孔、刻蚀压电层和部分衬底以形成声波隔离孔，声波隔离孔与凹槽连通；释放牺牲层以在衬底内形成空腔；在电极引出孔内沉积金属以将底电极引出压电层之外。

可选地，刻蚀衬底，以形成凹槽，包括：刻蚀衬底，以形成位于衬底内的凹槽和位于凹槽内的支撑柱，其中，支撑柱用于支撑压电叠层。

本发明的又一方面，提供一种滤波器，该滤波器包括上述的体声波谐振器。