一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备与流程

本发明涉及电子通信，更具体地，涉及一种体声波谐振器及其制备方法、滤波器和电子设备。

背景技术：

1、薄膜腔声谐振滤波器(filmbulkacousticresonator，fbar)作为射频(radiofrequency，rf)前端的核心器件之一，正在受到越来越大的关注，主要是因为fbar滤波器的高功率、高带宽以及优异的滚降等性能，可以很好的满足当下对于射频性能的需求。特别是和saw(surfaceacousticwave，声表面波)滤波器相比，fabr滤波器的高功率方面有很大的优势，因为fbar属于体声波的纵波传播方式，可以利用aln材料优异的e33性能，对声波能量有更好的转化。

2、然而，对于fbar来说，压电层材料和电极材料并非是完美的z轴晶型取向的完美单晶，因此会存在一定的缺陷，从而导致纵波传播过程会耦合出横波。如果不对这部分能量进行限制，其就会从横向泄露出去，进而降低谐振器的品质因数(q值)。

3、为了限制能量的横向泄露，现有技术一般是顶电极附近设置边界结构，也就是设置空气环结构和框架结构，以限制谐振器边缘的震动并增加横向声波的反射，从而提升q值。现有的空气环结构和框架结构一般被设置在压电层(即，pz层)和顶电极之间或者设置在pz中。然而，这几种设置方式虽然也可以减少横向能量的泄露，但是其只能是限制一种膜层内的能量的泄露。进一步而言，无论是将空气环结构和框架结构设置在pz层和顶电极之间，还是设置在pz层内部，都只能对顶电极处的横向能量波进行限制或只能对pz层内的横波能量进行限制，然而根据上述分析，横向能量的泄露是在fbar的各个结构中都存在的。

4、因此，期望一种能够更有效对fbar的各个结构中的横向能量的泄露进行xxbdt2022011a-td2206

5、限制的谐振器、滤波器及电子设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供一种体声波谐振器及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种体声波谐振器，包括：

3、衬底10，所述衬底10一侧形成有声学镜19；

4、底电极12，形成在所述声学镜19上方，并覆盖所述声学镜19，其中所述底电极12的面向所述声学镜19的面是水平的，并且所述底电极12下方形成有种子层；

5、压电层13，形成在所述底电极12上方，并覆盖所述底电极12；以及

6、顶电极16，形成在所述压电层13上方；其中

7、所述体声波谐振器还包括框架结构，形成在所述体声波谐振器的边缘，使得所述体声波谐振器的边缘的厚度大于所述体声波谐振器的中央区域的厚度，其中所述框架结构包括第一框架结构和第二框架结构，所述第一框架结构形成在所述压电层13内部，所述第二框架结构形成在所述压电层13上方，所述第一框架结构和所述第二框架结构彼此连通。

8、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述体声波谐振器还包括：空气环结构14，形成在所述体声波谐振器的边缘，所述空气环结构14和所述框架结构配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构，所述空气环结构14和所述框架结构配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。

9、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述第一框架结构的外边界在所述空气环结构14的内边界以里；以及所述第一框架结构的内边界与所述第二框架结构的内边界平齐、在所述第二框架结构的内边界以外或在所述第二框架结构的内边界以里。

10、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述第一框架结构的外边界与所述空气环结构14的内边界平齐；以及所述第一框架结构的内边界与所述第二框架结构的内边界平齐、在所述第二框架结构的内边界以外或在所述第二框架结构的内边界以里。

11、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述第一框架结构的外边界在所述空气环结构14的内边界以外；以及所述第一框架结构的内边界与所述第二框架xxbdt2022011a-td2206

12、结构的内边界平齐、在所述第二框架结构的内边界以外或在所述第二框架结构的内边界以里。

13、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述空气环结构14包括第一空气环结构和第二空气环结构，其中所述第一空气环结构形成在所述压电层13内部且与所述第一框架结构相接触，所述第二空气环结构形成在所述压电层13上方且与所述第二框架结构相接触，所述第一空气环结构和所述第二空气环结构彼此连通。

14、根据本公开第一方面的一种实现方式，所述第一空气环结构的外边界在所述声学镜19的边界以外。

15、根据本公开第一方面的一些实现方式，所述顶电极16包括相关联的上凸结构18。

16、根据本公开第一方面的一些实现方式，所述体声波谐振器还包括保护层17，形成在所述体声波谐振器的最顶部。

17、第二方面，本公开实施例提供了一种制备体声波谐振器的方法，包括：

18、在衬底10的一侧形成声学镜19；

19、在所述声学镜19上方形成覆盖所述声学镜19的底电极12，其中将所述底电极12的面向所述声学镜19的面设置为水平的，并且在所述底电极12下方形成种子层；

20、在所述底电极12的上方形成覆盖所述底电极12的压电层13；以及

21、在所述压电层13上方形成顶电极16，其中

22、所述方法还包括在所述体声波谐振器的边缘形成框架结构，使得所述体声波谐振器的边缘的厚度大于所述体声波谐振器的中央区域的厚度，其中所述框架结构包括第一框架结构和第二框架结构，所述第一框架结构形成在所述压电层13内部，所述第二框架结构形成在所述压电层13上方，所述第一框架结构和所述第二框架结构彼此连通。

23、根据本公第二方面的一种实现方式，所述方法还包括：在所述体声波谐振器的边缘形成空气环结构14，其中所述空气环结构14和所述框架结构配合在所述体声波谐振器的非连接边形成翼式结构，所述空气环结构14和所述框架结构配合在所述体声波谐振器的连接边形成桥式结构。

24、根据本公第二方面的一种实现方式，将所述第一框架结构的外边界设置在所述空气环结构14的内边界以里；以及将所述第一框架结构的内边界设置为与xxbdt2022011a-td2206

25、所述第二框架结构的内边界平齐、设置在所述第二框架结构的内边界以外或设置在所述第二框架结构的内边界以里。

26、根据本公第二方面的一种实现方式，将所述第一框架结构的外边界设置为与所述空气环结构14的内边界平齐；以及将所述第一框架结构的内边界设置为与所述第二框架结构的内边界平齐、设置在所述第二框架结构的内边界以外或设置在所述第二框架结构的内边界以里。

27、根据本公第二方面的一种实现方式，将所述第一框架结构的外边界设置在所述空气环结构14的内边界以外；以及将所述第一框架结构的内边界设置为与所述第二框架结构的内边界平齐、设置在所述第二框架结构的内边界以外或设置在所述第二框架结构的内边界以里。

28、根据本公第二方面的一种实现方式，所述空气环结构14包括第一空气环结构和第二空气环结构，其中所述第一空气环结构形成在所述压电层13内部且与所述第一框架结构相接触，所述第二空气环结构形成在所述压电层13上方且与所述第二框架结构相接触，所述第一空气环结构和所述第二空气环结构彼此连通。

29、根据本公第二方面的一种实现方式，将所述第一空气环结构的外边界设置在所述声学镜19的边界以外。

30、根据本公开第二方面的一些实现方式，所述方法还包括：在所述顶电极16上形成相关联的上凸结构18。

31、根据本公开第二方面的一些实现方式，所述方法还包括：在所述体声波谐振器最顶部形成保护层17。

32、第三方面，本公开实施例提供了一种滤波器，包括根据本公开实施例第一方面或其任一具体实现方式所述的体声波谐振器。

33、第四方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括根据本公开实施例第一方面或其任一具体实现方式所述的体声波谐振器或者包括本公开实施例第三方面所述的滤波器。

34、根据本公开的体声波谐振器、滤波器及电子设备，通过在压电层内和压电层上方设置跨越压电层连通的框架结构，以及进一步在压电层内和压电层上设置跨越压电层连通的双层空气环结构，有效地提升了谐振器、滤波器及电子设备的品质因数(q值)。

35、xxbdt2022011a-td2206