[发明专利]电声谐振器装置及其制造方法

说明书

电声谐振器装置包括衬底(100)、底部电极和顶部电极(121、122)以及设置在其之间的压电层(130)。布拉格镜元件(110)设置在底部电极和衬底之间。导热材料包括非晶态或多晶氮化铝(150、151、155)，导热材料与压电层和衬底接触来形成导热路径，以耗散在谐振器装置操作期间，在谐振器装置的声学活跃区域中生成的热量。

技术领域

本发明涉及电声装置及其制造方法。具体地，本发明涉及电声谐振器装置，电声谐振器装置具有设置在顶部电极和底部电极之间的压电层和设置在其下方的布拉格镜元件。

背景技术

电声装置将电信号转换为声信号，且将声信号转换为电信号。在电声谐振器装置中，电信号被供应给将压电层夹在其之间的电极。在电极之间建立声谐振波，声谐振波在低损耗和高选择性的电域中执行滤波功能。电声谐振器装置通常用于诸如蜂窝电话或智能电话之类的移动电子设备的滤波器设计中。电操作和声学操作的相互作用允许装置的尺寸非常紧凑，使得许多此类装置可用于移动设备中，以为各种RF服务提供滤波器。

电声谐振器装置的一个实施例可以是牢固安装的体声波谐振器(BAW-SMR)。在BAW谐振器装置中，必须例如通过设置在底部电极下方的镜元件(特别是布拉格镜元件)来防止压电层中生成的声波传播到衬底中太深。在谐振器中建立的声波生成大量热量，从而升高顶部电极和底部电极以及它们之间的压电层的温度。但是，这些元件的温度升高可能会影响装置的电参数和可靠性。例如，电极的温度升高可能使得电极的金属材料变得粘滞，并且可能增加电极中的欧姆损耗，使得它们的电声行为可能随温度的升高而改变。此外，压电层的温度升高可能增加压电层中的电损耗和声损耗。同样，由于材料的迁移，材料中的局部热点可能会导致这样的层的机械损坏。由于在BAW谐振器操作期间，在BAW谐振器中生成热量，诸如BAW谐振器的谐振频率和频率带宽之类的电参数可能会受到影响，并且可能移位，使得例如RF滤波器的规格可能会超出移动设备的规格范围。这与当今和未来的移动设备中对尖锐且确定的滤波裙缘(skirt)的要求相矛盾。因此，需要在电声操作期间避免BAW装置中的高温。

因此，某些BAW装置被供应有补偿层，用于补偿由于温度升高而引起的电参数移位。在DE 102014117238A1的图3中公开的另一提议建议使用热导来将电声区域中生成的热量传向衬底。压电层被膨胀，使得其完全覆盖镜层的堆叠并将电声区域与衬底连接。

本公开的一个目的是提供在其操作期间具有稳定的电参数并且可以容易地制造的电声谐振器装置。本公开的另一目的是提供制造这样的电声谐振器装置的方法。

发明内容

根据本公开，电声谐振器装置包括：衬底；底部电极、顶部电极和压电层，压电层被设置在底部电极和顶部电极之间；被设置在底部电极和衬底之间的布拉格镜元件；以及包括非晶态和多晶氮化铝之一的导热材料，其中导热材料接触压电层和衬底。

根据本公开的一个方面，可以包括非晶态氮化铝的导热材料接触压电层和衬底。非晶态氮化铝的热导率约为180W/Km，使得在装置操作期间生成热量的区域与散热器(例如，衬底)之间建立导热路径。代替非晶态氮化铝，可以将多晶氮化铝用作导热材料。多晶氮化铝的热导率高于非晶态氮化铝的热导率。每当在本公开中使用非晶态氮化铝时，可以替代地使用多晶氮化铝。

氮化铝是常用于电声谐振器装置制造中的材料，使得在生产线中可获得用于沉积氮化铝的前体材料以及氮化铝的沉积和结构化设备。柱状的氮化铝可以用作压电层。根据本公开，使用非晶态或多晶氮化铝作为压电层外部的导热材料是有用的，因为氮化铝的非晶态或多晶沉积比具有压电性质的氮化铝(例如，柱状氮化铝)的沉积较简单。此外，在生产线中容易获得用于沉积氮化铝的前体材料。当压电层由柱状氮化铝制成并且导热路径由非晶/多晶氮化铝制成时，不需要改变材料。

柱状氮化铝的微观结构使得层本身中的柱可以具有晶体形式。另一方面，多晶氮化铝具有取向不同的多个相对较小的晶体部分，使得宏观的多晶铝材料基本上不具有可用于电声组件中的压电性质。