[发明专利]一种可调谐的薄膜体声波谐振器

说明书

本发明涉及谐振器技术，具体涉及一种可调谐的薄膜体声波谐振器，包括位于中间区域的谐振器，以及谐振器周围的叉指结构。谐振器周围的叉指结构设置于谐振器对应的一条边或多条边上；叉指结构与谐振器对应边垂直，或与谐振器对应边成一定角度。谐振器周围的叉指结构的末端为直线，或弧线，或直线和弧线的混合结构；叉指结构的宽度、长度、数量、间距可调。该谐振器能够在不改变各层材料厚度的条件下调节薄膜体声波谐振器的谐振频率，实现在一片晶圆上制造不同工作频率的谐振器。

技术领域

本发明属于谐振器技术领域，尤其涉及一种可调谐的薄膜体声波谐振器。

背景技术

随着无线通讯技术的超高速发展和通讯终端的多功能化，对工作在射频频段的频率器件提出了更高性能的要求。目前射频系统中常用的带通滤波器主要有微波介质陶瓷滤波器和声表面波(SAW)滤波器。介质陶瓷滤波器虽然性能好但存在体积大和工艺兼容性差等问题，限制了其进一步的发展。虽然SAW滤波器具有较高的Q值，几何尺寸也比较小，但由于其叉指电极的指宽和指间距与工作频率成反比，增加了光刻工艺的难度，使其高频应用受到限制。

相对于传统的介质陶瓷滤波器和SAW滤波器，薄膜体声波谐振器(FBAR)可以很好的工作在几百MHz到5-6GHz的范围，尤其是在高频率的应用中，FBAR具有非常大的优势。随着无线通信的朝多频段、多制式、多协议的快速发展，且整机越来越小，集成度和通信频率越来越高，频率资源也越来越拥挤，对滤波器性能的要求也随之增高。由于FBAR滤波器具有高频率，低损耗，低温飘特性，陡峭的滤波器裙边和极高的Q值、工作频率、灵敏度、分辨率、可承受功率容量，小体积以及制备工艺与CMOS兼容的特性，占据了大部分无线通讯场的应用领域。

FBAR的谐振频率是由厚度所决定，这就造成在一张晶圆上无法制造多个工作在不同频率的谐振器。近年来，电调谐由于结构简单，调谐方便受到了广泛关注。现有的薄膜体声波谐振器电调技术主要有：使用外接LC电路或PIN可变电容来实现电调；利用铁电体在不同偏压下介电常数的变化来调谐；使用片上集成的可变电容来实现可变电容。但外加元件进行调谐时，外加元件的电容电感的值对FBAR的性能有很大的影响。因此急需一种工艺简单，易于集成且适合量产的可调谐的薄膜体声波谐振器，使其能够实现在一片晶圆上制造不同谐振频率的FBAR。

发明内容

本发明的目的是提供一种在一片晶圆上制造不同频率的谐振器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可调谐的薄膜体声波谐振器，包括位于中间区域的谐振器，以及谐振器周围的叉指结构；谐振器周围的叉指结构设置于谐振器对应的一条边或多条边上；叉指结构与谐振器对应边垂直，或与谐振器对应边成一定角度。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，谐振器包括下电极、压电层、上电极；下电极和上电极的材料为Mo、Al、Pt、Au，压电材料为AlN、PZT、LiNbO₃、LiTaO₃。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，谐振器周围的叉指结构的末端为直线，或弧线，或直线和弧线的混合结构；叉指结构的宽度、长度、数量、间距可调。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，谐振器周围的叉指结构上、下电极形状相同，且叉指结构电极材料与中间区域谐振器的电极材料相同。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，谐振器周围的叉指结构的压电层刻蚀成与叉指结构相同的形状，或不刻蚀，并且叉指结构压电层材料与中间区域谐振器的压电材料相同。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，中间区域的谐振器的形状为四边形、五边形、六边形或多边形。

在上述的可调谐的薄膜体声波谐振器中，中间区域谐振器某一条边上叉指结构的倾斜角度与另外边上叉指结构的倾斜角度相同或不同。