[发明专利]一种薄膜体声波谐振器

说明书

本申请公开了一种薄膜体声波谐振器，涉及微电子技术领域。该薄膜体声波谐振器包括衬底，以及在衬底上层叠设置的底电极、压电层和顶电极，所述顶电极包括位于有效谐振区的第一顶电极，以及位于所述第一顶电极外圈的第二顶电极，和/或，所述底电极包括位于所述有效谐振区的第一底电极，以及位于所述第一底电极外圈的第二底电极，其中，所述第一顶电极和所述第二顶电极的声阻抗不同，所述第一底电极和所述第二底电极的声阻抗不同。该薄膜体声波谐振器能够抑制横向波的泄露，增大Q值，进而提升薄膜体声波谐振器的性能。

技术领域

本申请涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种薄膜体声波谐振器。

背景技术

随着无线通信的迅猛发展，无线信号变得越来越拥挤，对工作在射频频段的滤波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能和低成本等新的要求。传统的声表面波滤波器因为频率及承受功率等的限制，将越来越无法达到这样的标准。薄膜体声波谐振器(FilmBulk Acoustic Resonator，FBAR)由于其高工作频率、具有CMOS工艺兼容、高品质因数Q值、低损耗、低温度系数、高功率承载能力、可集成及体积小等特性逐渐成为射频滤波器研究的热点，并在无线通信领域得到了广泛的应用。

薄膜体声波谐振器理想的工作状态为在上下电极上施加射频电信号，利用压电材料的压电效应，产生纵向模式的振动，从而在上下电极和压电材料构成的三明治结构中产生纵向传播的声信号，声信号在三明治结构中振荡再通过压电效应转化为电信号输出，只有与压电材料谐振频率匹配的射频信号才能通过薄膜体声波谐振器的传输，从而实现滤波的功能。理想状态下谐振器中产生纵向振动，事实上由于制备的压电材料内部可能存在缺陷或者不是完全的C轴(即竖直的晶轴)取向，谐振器在纵向振动的同时也产生横向振动，而横向振动会造成声波能量的损耗，同时带来杂波的影响，造成薄膜体声波谐振器性能的下降。

发明内容

本申请的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器，能够抑制横向波的泄露，增大Q值，进而提升薄膜体声波谐振器的性能。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种薄膜体声波谐振器，包括衬底，以及在衬底上层叠设置的底电极、压电层和顶电极，所述顶电极包括位于有效谐振区的第一顶电极，以及位于所述第一顶电极外圈的第二顶电极，和/或，所述底电极包括位于所述有效谐振区的第一底电极，以及位于所述第一底电极外圈的第二底电极，其中，所述第一顶电极和所述第二顶电极的声阻抗不同，所述第一底电极和所述第二底电极的声阻抗不同。

可选地，所述第一顶电极和所述第二顶电极的厚度相同；所述第一底电极和所述第二底电极的厚度相同。

可选地，在所述衬底与所述底电极之间形成有第一空腔，且所述第一空腔位于与所述有效谐振区对应的所述衬底上。

可选地，所述压电层为多晶压电材料。

可选地，所述底电极与所述衬底之间设置有支撑层，在所述支撑层与所述底电极之间形成有第二空腔，且所述第二空腔位于与所述有效谐振区对应的支撑层上。

可选地，所述支撑层与所述衬底之间通过键合层连接。

可选地，所述压电层上还设置有接引电极，所述接引电极从所述顶电极贯穿延伸至所述底电极，并与所述底电极连通。

可选地，所述键合层的材料为金、银、铜或锡。

可选地，所述压电层为单晶压电材料。

可选地，所述有效谐振区设置有贯穿所述底电极、所述压电层和所述顶电极的至少一个释放孔。

本申请实施例的有益效果包括：