压电薄膜体声波谐振器的制作方法

【】本申请涉及谐振器，尤其涉及一种压电薄膜体声波谐振器。

背景技术

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背景技术：

1、压电薄膜体声波谐振器是一种使用硅衬底、借助微机电系统以及薄膜技术制造而成的谐振器，在无线收发器中能够实现镜像消除、寄生滤波和信道选择等功能。

2、现有的压电薄膜体声波谐振器包括沿自身厚度方向层叠设置的衬底、底电极、压电层、顶电极、刻蚀插入层、环状凸起框架，底电极、压电层、顶电极、刻蚀插入层的交叠区域构成压电薄膜体声波谐振器的有效源区，沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，凸起框架的投影轮廓位于有效源区的边缘位置，凸起框架用于将部分横向传播的瑞利-兰姆波(rl波)反射回有效源区内。

3、rl波主要有s0、a0、s1和a1四种模式且每种模式的波长均不同，当凸起框架的宽度等于某一模式下的rl波的波长1/4的奇数倍时，凸起框架的反射效率最高，由于生产加工后凸起框架的宽度不可调，使得凸起框架只能对单一模式下的rl波进行反射，当rl波处于其他模式时，有效源区的边缘位置泄露的能量大，使得压电薄膜体声波谐振器的品质因数较低。

4、因此，有必要提供一种品质因数较高的压电薄膜体声波谐振器。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本申请的目的在于提供一种品质因数较高的压电薄膜体声波谐振器。

2、本申请的技术方案如下：

3、压电薄膜体声波谐振器包括：

4、衬底；

5、沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，位于衬底的一侧的底电极、覆盖于底电极远离衬底的一侧的压电层、位于压电层远离底电极的一侧的顶电极、位于顶电极远离压电层的一侧的刻蚀插入层、位于刻蚀插入层远离顶电极的一侧的凸起框架；

6、底电极、压电层、顶电极、刻蚀插入层的层叠区域构成压电薄膜体声波谐振器的有效源区的至少部分；

7、刻蚀插入层和凸起框架中，至少一者设置有延伸部，延伸部位于有效源区的边缘处，且沿垂直于压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，延伸部朝向远离有效源区的方向延伸。

8、在一些实施例中，沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，延伸部的投影轮廓位于底电极的投影轮廓内。

9、在一些实施例中，沿垂直于压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，延伸部的延伸长度l满足：l≥0.5μm。

10、在一些实施例中，刻蚀插入层和凸起框架均设置有延伸部，刻蚀插入层上的延伸部为第一延伸部，凸起框架上的延伸部为第二延伸部；

11、沿延伸部的延伸方向，第一延伸部的延伸长度与第二延伸部的延伸长度相同或不同。

12、在一些实施例中，衬底设有空腔，沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，空腔贯通衬底的一侧；

13、底电极覆盖空腔。

14、在一些实施例中，沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，底电极向所述衬底投影的尺寸等于或大于空腔的尺寸，顶电极向所述衬底投影的尺寸小于或等于空腔的尺寸。

15、在一些实施例中，刻蚀插入层包括介电材料，介电材料为氮化铝或氮化硅。

16、在一些实施例中，凸起框架包括第一金属材料，第一金属材料包括铝、钼、钨、钌中的一者，或者，第一金属材料为铝、钼、钨、钌中的至少两者形成的复合金属。

17、在一些实施例中，底电极包括第二金属材料，第二金属材料包括铝、钼、钨、钌中的一者，或者，第二金属材料为铝、钼、钨、钌中的至少两者形成的复合金属；

18、顶电极包括第三金属材料，第三金属材料包括铝、钼、钨、钌中的一者，或者，第三金属材料为铝、钼、钨、钌中的至少两者形成的复合金属。

19、在一些实施例中，压电层包括压电材料，压电材料为氮化铝、氧化锌、锆酸钛铅、铌酸锂、钽酸锂中的一者，或者，压电材料为氮化铝、氧化锌、锆酸钛铅、铌酸锂、钽酸锂中的至少两者形成的复合压电材料。

20、本申请的有益效果在于：通过设置延伸部，本申请的压电薄膜体声波谐振器的品质因数的第一极值点、第二极值点和第三极值点相较于现有技术均有明显增大，且第一极值点的增幅最大。此外，由于延伸部不会额外降低压电薄膜体声波谐振器的有效机电耦合系数(k2eff)，选择第一极值点对应的较小的凸起框架的宽度就使得高压电薄膜体声波谐振器同时具有较高的品质因数和较大的有效机电耦合系数(k2eff)。

技术特征：

1.一种压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电薄膜体声波谐振器包括：

2.根据权利要求1所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，沿压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，所述延伸部的投影轮廓位于所述底电极的投影轮廓内。

3.根据权利要求2所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，沿垂直于所述压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，所述延伸部的延伸长度l满足：l≥0.5μm。

4.根据权利要求1所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述刻蚀插入层和所述凸起框架均设置有所述延伸部，所述刻蚀插入层上的所述延伸部为第一延伸部，所述凸起框架上的所述延伸部为第二延伸部；

5.根据权利要求1所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述衬底设有空腔，沿所述压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，所述空腔贯通所述衬底的一侧；

6.根据权利要求5所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，沿所述压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，所述底电极向所述衬底投影的尺寸等于或大于所述空腔的尺寸，所述顶电极向所述衬底投影的尺寸小于或等于所述空腔的尺寸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述刻蚀插入层包括介电材料，所述介电材料为氮化铝或氮化硅。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述凸起框架包括第一金属材料，所述第一金属材料包括铝、钼、钨、钌中的一者，或者，所述第一金属材料为铝、钼、钨、钌中的至少两者形成的复合金属。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述底电极包括第二金属材料，所述第二金属材料包括铝、钼、钨、钌中的一者，或者，所述第二金属材料为铝、钼、钨、钌中的至少两者形成的复合金属；

10.根据权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层包括压电材料，所述压电材料为氮化铝、氧化锌、锆酸钛铅、铌酸锂、钽酸锂中的一者，或者，所述压电材料为氮化铝、氧化锌、锆酸钛铅、铌酸锂、钽酸锂中的至少两者形成的复合压电材料。

技术总结
本申请提供了一种压电薄膜体声波谐振器，包括：衬底、位于衬底的一侧的底电极、覆盖于底电极远离衬底的一侧的压电层、位于压电层远离底电极的一侧的顶电极、位于顶电极远离压电层的一侧的刻蚀插入层、位于刻蚀插入层远离顶电极的一侧的凸起框架；刻蚀插入层和凸起框架中至少一者设置有延伸部，延伸部位于有效源区的边缘处，且沿垂直于压电薄膜体声波谐振器的厚度方向，延伸部朝向远离有效源区的方向延伸。通过设置延伸部，本申请的压电薄膜体声波谐振器的品质因数的第一极值点、第二极值点和第三极值点相较于现有技术均有明显增大。

技术研发人员：张章,杨帅,吴珂,庄智强,张丽蓉,王超
受保护的技术使用者：瑞声科技（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11