[实用新型]薄膜体声波谐振器

说明书

本实用新型提供一种薄膜体声波谐振器，包括：基板，硅结构层，至少一组纵向布拉格反射栅，压电堆叠结构以及至少一组横向反射栅。其中，各组纵向布拉格反射栅沿基板的厚度方向依次层叠设置在基板承载面上，纵向布拉格反射栅沿长度方向一端与硅结构层相接，每组纵向布拉格反射栅均包括至少两层具有不同声阻抗的薄膜材料层，此外，至少一组横向反射栅的各组横向反射栅均设置在压电堆叠结构的边缘区域，且各组横向反射栅沿基板的长度方向交替设置。本实用新型提供的薄膜体声波谐振器在横向与纵向上均设置反射栅，有利于将声波能量限制在器件有效区域，实现能陷作用，可以进一步提高器件的Q值，从而使谐振器具有较高的频率稳定度。

技术领域

本实用新型涉及一种谐振器，具体涉及一种薄膜体声波谐振器。

背景技术

目前射频滤波器最主流的实现方式是声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)滤波器和基于薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，FBAR)技术的滤波器。SAW滤波器由于其自身的局限性，在1.5GHz以下使用比较合适。然而，目前的无线通讯协议已经早就使用大于2.5GHz的频段，这时必须使用基于FBAR技术的滤波器。

FBAR器件的结构和制备方式已经有很多，在以往的结构和制备方式中，常采用硅做支撑结构，采用PSG作为牺牲层材料，最后通过腐蚀PSG牺牲层形成空气隙。在理想情况中，FBAR器件仅激发沿着薄膜厚度方向的声波模式，这些模式是沿着压电层的厚度方向传播，称为纵向机械波。但是在实际中，对FBAR器件上下电极施加时变电场，会同时激励出纵向声波和横向声波、以及高阶谐波等声波模式，横向声波和高阶谐波会显著降低FBAR器件的性能。在已有的FBAR设计结构中，有多种结构就是通过减少FBAR有源区(上电极、下电极和压电层之间的重合区域)边界处的声学损耗来改善谐振器的性能。例如，在FBAR器件上电极边缘设置框架(Frame)，将有源区分成中心区域和边缘框架区，这两区域产生阻抗失配，阻抗失配能够将部分期望模式返回有源区，提高FBAR器件有源区的能量限制，进而提高器件Q值。由于采用这种方式形成的声阻抗失配并不完全，虽然可以在一定程度上减小声波能量的泄露，但仍然会有声波能量往横向和纵向泄露。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种薄膜体声波谐振器。

本实用新型提供一种薄膜体声波谐振器，包括：

基板，所述基板包括承载面，所述承载面上设置有第一凹槽；

硅结构层，所述硅结构层设置在所述承载面上；

至少一组纵向布拉格反射栅，各组所述纵向布拉格反射栅沿所述基板的厚度方向依次层叠设置在所述承载面上，所述纵向布拉格反射栅沿长度方向的一端与所述硅结构层相接，每组所述纵向布拉格反射栅均包括至少两层具有不同声阻抗的薄膜材料层；

压电堆叠结构，所述压电堆叠结构的边缘区域位于所述硅结构层背离所述基板的一侧以及最顶层的一组所述纵向布拉格反射栅背离所述基板的一侧，所述压电堆叠结构的中央区域与所述第一凹槽相连通；

至少一组横向反射栅，各组所述横向反射栅均设置在所述压电堆叠结构的边缘区域，且各组所述横向反射栅沿所述基板的长度方向交替设置。

可选的，每组所述横向反射栅均环绕设置在所述第一凹槽的四周。

可选的，所述压电堆叠结构包括依次设置在最顶层的一组所述纵向布拉格反射栅上的下电极、压电层和上电极；

其中，所述下电极的中央区域与所述第一凹槽连通，所述下电极的边缘区域与最顶层的一组所述纵向布拉格反射栅接触，所述压电层的边缘区域覆盖所述硅结构层；并且，

各组所述横向反射栅均设置在所述压电层的边缘区域。