[发明专利]具有封装结构的薄膜体声谐振器和滤波器

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种具有封装结构的薄膜体声波谐振器和滤波器。该薄膜体声波谐振器包括衬底、多层结构、腔体和封装结构，多层结构包括第一电极层、压电层和第二电极层，腔体位于多层结构和衬底之间，封装结构包括基板、电路和电气连接。本发明通过设置腔体而形成一种新型的谐振器结构，具有较好的性能；其封装结构不仅能够节省有用的基板空间，同时，基板材料、谐振器制造程序和电路制造程序均会有更多选择。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种具有封装结构的薄膜体声波谐振器和滤波器。

背景技术

谐振器广泛应用于各种电子装置中，实施信号处理功能。例如，在一些蜂窝式电话等无线通信装置中，谐振器可用作其发射和/或接收信号的滤波器。不同的电子装置中可根据不同应用方向而使用数种不同类型的谐振器，例如薄膜体声谐振器(FBAR)、耦合式谐振器滤波器(SBAR)、堆叠式体声谐振器(SBAR)、双重体声谐振器(DBAR)及固态安装式谐振器(SMR)等。

典型的声谐振器包括上电极、下电极、位于上下电极之间的压电材料、位于下电极下面的声反射结构以及位于声反射结构下面的衬底。通常将上电极、压电层、下电极三层材料在厚度方向上重叠的区域定义为谐振器的有效区域。当在电极之间施加一定频率的电压信号时，由于压电材料所具有的逆压电效应，有效区域内的上下电极之间会产生垂直方向传播的声波，声波在上电极与空气的交界面和下电极下的声反射结构之间来回反射并在一定频率下产生谐振。

薄膜体声谐振器(FBAR)用于带有射频发射器的蜂窝式电话等无线通信装置中，通常含有硅衬底。蜂窝式电话和其他射频设备具有独立封装结构的无线电频率(RF)放大器，该无线电频率放大器具有内置在砷化镓(GaAs)衬底之中或之上的高电子迁移率晶体管(HEMT)。RF功率放大器封装结构安装在移动电话印刷电路板的另一块小而主要的区域内。

被用于RF功率放大器封装结构的砷化镓衬底一般比用于FBAR封装结构所用的硅衬底更昂贵，因此，在制造FBAR装置和RF功率放大器于不同封装体时，FBAR装置不消耗RF功率放大器在砷化镓衬底上的有用表面空间。进而，用于制作封装体之一的技术不同于甚至不相容于制造其他封装体的技术。因此，当将FBAR装置和RF功率放大器独立封装结构时，需考虑经济成本和可行性。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种具有封装结构的薄膜体声波谐振器和滤波器。

本发明实施例的第一方面提供一种具有封装结构的薄膜体声波谐振器，包括：

衬底；

形成于所述衬底上的多层结构，所述多层结构由近衬底一侧起依次包括第一电极层、压电层和第二电极层；

形成于所述衬底和所述多层结构之间的腔体，所述腔体包括向所述衬底表面突出的衬底侧腔体和向所述多层结构突出的多层结构侧腔体；

封装结构，所述封装结构包括与所述衬底粘结成腔室的基板、形成于所述腔室内且位于所述基板表面上的电路以及连接所述电路与所述多层结构的电气连接；其中，所述多层结构位于所述腔室内。

可选的，所述衬底侧腔体由底壁和第一侧壁围成，所述底壁整体与所述衬底表面平行，所述第一侧壁为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。

可选的，所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面。

所述第一曲面的竖截面呈抛物线状，且位于所述底壁所在的平面之下；

所述第二曲面的竖截面呈倒抛物线状，且位于所述衬底下表面所在的平面之上。

可选的，所述多层结构侧腔体由所述多层结构的近所述衬底一侧的表面围成，包括顶壁和第二侧壁围成，所述第二侧壁为由所述顶壁边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。