[发明专利]一种薄膜体声波谐振器和薄膜体声波滤波器

说明书

本发明涉及一种薄膜体声波谐振器和薄膜体声波滤波器，薄膜体声波谐振器包括依次层叠设置的第二电极层、压电层、第一电极层和衬底，在衬底上进行全反射结构的制备，并在每个散热盲孔内填充导热散热材料和高阻材料，使本申请的一种薄膜体声波谐振器，在维持原本高Q值的同时，还解决传统薄膜体声波谐振器因导散热能力不足而产生的温度影响，且结构可靠性强，利于集成，且制备工艺简单。

技术领域

本发明薄膜体声波谐振器技术领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器和薄膜体声波滤波器。

背景技术

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR)是一种基于体声波理论、用声学谐振实现电学选频的器件，其原理是通过上下薄层电极间的压电材料于垂直方向上的谐振而进行频率的选择，通过组合多个薄膜体声波谐振器，可形成滤波器结构。

其中，薄膜体声波谐振器主要分为两种形式，分别为空气腔型结构(即FBAR谐振单元)和反射阵型结构单元(即SMR谐振单元)，SMR谐振单元类的相关谐振器器件也被称为固态安装式谐振器器件。具体地：

1)对于空气腔型结构的FBRA而言，其结构的最大的特点是在衬底上通过刻蚀工艺制备空腔结构，由于空气与电极材料或压电材料的声阻抗值有较大差异，因此在声波传导至两者界面时会产生全反射，从而实现谐振作用。

但需要指出的是由于空气是热的不良导体，因此空气腔型结构的FBRA中的产生或吸收的热量极易产生热集中效应，从而导致局部温度升高，温度的变化将直接导致空气腔型结构的FBRA的频率发生偏移，严重影响相关器件的性能和整机的使用，此外由于空气腔结构的特殊性使得空气腔型结构的FBRA存在支撑力不足的隐患，在一定程度上影响了器件的可靠性。

2)对固态安装式谐振器器件而言，其结构上通过布拉格反射栅的相关设计使得声波在传导中的多个声阻抗相异界面处发生连续反射，最终通过叠加作用实现全反射，进而实现谐振作用。相比于空气腔型FBAR器件而言，多层结构造成声泄露现象，从而影响了相关器件的Q值，但结构可靠性和导散热部分有了一定提升。需要指出的一点是布拉格反射栅结构的制备对工艺精度要求较高，反射层间厚度理论值需为1/4波长，因此从成本和工艺难度方面SMR谐振单元都高于FBAR谐振单元。

除此之外，无论是FBAR谐振单元还是SMR谐振单元，其在结构上的设计都不利于元件通过三维堆叠方式进行高密度集成，不适用于现阶段对芯片小型化和集成化的需求。

简言之，空气腔型结构的FBAR器件主要缺陷为：导散热能力差，容易受到温度条件的影响而造成频率偏移，结构上存在可靠性风险且不利于集成；固态安装式的SMR器件，主要缺陷为：工艺步骤复杂且操作难度大，成本较高，Q值相对空气腔型FBAR器件有所下降，未能彻底解决导散热问题，结构上使堆叠集成变得困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种薄膜体声波谐振器和薄膜体声波滤波器。

本发明的一种薄膜体声波谐振器的技术方案如下：

包括：依次层叠设置的第二电极层、压电层、第一电极层和衬底；

所述衬底上布设多个散热盲孔，每个散热盲孔内填充有导热散热材料，并在每个散热盲孔内的导热散热材料的上方填充高阻材料，形成全反射结构，其中，所有散热盲孔的开口方向与所述第一电极层垂直，或者，所有散热盲孔的开口方向与所述第一电极层平行；

所述第一电极层覆设所述全反射结构上。

本发明的一种薄膜体声波谐振器的有益效果如下：

在衬底上进行全反射结构的制备，并在每个散热盲孔内填充导热散热材料和高阻材料，使本申请的一种薄膜体声波谐振器，在维持原本高Q值的同时，还解决传统薄膜体声波谐振器因导散热能力不足而产生的温度影响，且结构可靠性强，利于集成，且制备工艺简单。