[发明专利]具有钨电极的体声波谐振器、滤波器及电子设备

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，设置在底电极与顶电极之间，其中：所述压电层为掺杂压电层；且所述顶电极和/或底电极为含有金属钨的钨电极。所述顶电极和/或底电极为由金属钨制成的单层电极或者由钨合金制成的单层电极。或者所述顶电极和/或底电极为叠层电极，所述叠层电极包括叠置的不同材质的至少两层电极层，所述至少两层电极层至少包括一层钨电极层，所述钨电极层为由金属钨制成的电极层或者由钨合金制成的电极层。本发明还涉及一种具有上述谐振器的滤波器以及具有该滤波器或谐振器的电子设备。

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、一种具有 该谐振器的滤波器，以及一种具有该谐振器或者该滤波器的电子设备。

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。

电子器件根据不同工作原理可以发挥不同的特性与优势，在所有电子器件 中，利用压电效应(或逆压电效应)工作的器件是其中很重要一类，压电器件 有着非常广泛的应用情景。薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator， 简称FBAR，又称为体声波谐振器，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。

传统薄膜体声波谐振器的截面示意图如图1所示，在图1中，例如底电极 30和顶电极50的材料为钼，压电层40材料为氮化铝。底电极30和顶电极50 的厚度相等为t,压电层40厚度为d。单层电极与压电层厚度的厚度比t/d会 影响谐振器的有效机电耦合系数，进而影响谐振器的带宽(有效机电耦合系数 越大，带宽越大)。薄膜体声波谐振器在设计中需将阻抗匹配到50欧姆，相同 频率及带宽下，压电层厚度越薄，有效区域的面积A可以越小，从而在单片晶 圆上集成的谐振器数量越多，能够节省制造成本。

压电层厚度减薄通常的方法是采用掺钪氮化铝作为压电层，使其机电耦合 系数上升，要求相同带宽时，可以取更大的单层电极与压电层厚度的比t/d，从 而达到减薄压电层厚度的目的，匹配50欧姆可以缩小谐振器面积A。

但上述方法带来的问题是：在相同功率密度下，面积缩小会使谐振器的功 率容量变小。

发明内容

为了既可以缩小谐振器的有效区域的面积，又可以保证谐振器的功率容量， 例如为了解决引入掺钪氮化铝作为压电层后谐振器的有效区域的面积变小所带 来的功率容量变差的问题，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，设置在底电极与顶电极之间，

其中：

所述压电层为掺杂压电层；且

所述顶电极和/或底电极为含有金属钨的钨电极。

可选的，所述顶电极和/或底电极为由金属钨制成的单层电极或者由钨合金 制成的单层电极。

或者可选的，所述顶电极和/或底电极为叠层电极，所述叠层电极包括叠置 的不同材质的至少两层电极层，所述至少两层电极层至少包括一层钨电极层， 所述钨电极层为由金属钨制成的电极层或者由钨合金制成的电极层。