[发明专利]体声波谐振器及其频率调整方法、滤波器、电子设备

说明书

本发明涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；和压电层，其中：顶电极、压电层和底电极形成层叠结构；所述谐振器还包括层叠结构上表面的质量负载层，所述质量负载层中包括多个质量负载，所述多个质量负载中的每个质量负载包括纵向支撑部以及水平延伸部，支撑部的下端连接到层叠结构的上表面，所述水平延伸部的一端自支撑部的上端连接到支撑部；且所述水平延伸部与所述层叠结构的上表面间隔开水平延伸，所述水平延伸部的下表面与所述层叠结构的上表面之间形成空隙部，所述水平延伸部的下表面限定所述空隙部的上侧，所述层叠结构的上表面限定所述空隙部的下侧。本发明还涉及一种具有该体声波谐振器的电子设备。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器及其频率调整方法，一种具有该谐振器的滤波器，一种具有该滤波器或谐振器的电子设备。

背景技术

电子器件作为电子设备的基本元素，已经被广泛应用，其应用范围包括移动电话、汽车、家电设备等。此外，未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR，又称为体波谐振器，也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用，特别是FBAR滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越来越大，FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。

薄膜体声波谐振器的结构主体为由电极-压电薄膜-电极组成的“三明治”结构，即两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号，FBAR利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振，并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。

现有技术中，已经提出在谐振器的顶电极上设置完整的质量负载来调整谐振器的频率。这种方法对频率的调整量取决于厚度控制精度，如果需要多种频率的谐振器，则需要沉积多种厚度的质量负载层，工艺复杂，且精度不易控制。此外，也已经提出在谐振器顶电极上设置图形化的质量负载，通过调节质量负载层的图形密度来实现频率调整。

现有的图形化的质量负载为凸起阵列的形式，用于对谐振器的谐振频率进行调整，但是对于利用其抑制体声波谐振器的横向寄生模式，还存在进一步改进的需要。

发明内容

为提高质量负载对体声波谐振器的横向寄生模式的抑制作用，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种体声波谐振器，包括：

基底；

声学镜；

底电极；

顶电极；和

压电层，

其中：

顶电极、压电层和底电极形成层叠结构；

所述谐振器还包括层叠结构上表面的质量负载层，所述质量负载层中包括多个质量负载，所述多个质量负载中的每个质量负载包括纵向支撑部以及水平延伸部，支撑部的下端连接到层叠结构的上表面，所述水平延伸部的一端自支撑部的上端连接到支撑部；且

所述水平延伸部与所述层叠结构的上表面间隔开水平延伸，所述水平延伸部的下表面与所述层叠结构的上表面之间形成空隙部，所述水平延伸部的下表面限定所述空隙部的上侧，所述层叠结构的上表面限定所述空隙部的下侧。

本发明的实施例也涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。

本发明的实施例还涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者谐振器。