[发明专利]单晶体声波谐振器、滤波器及电子设备

说明书

本发明涉及体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；和单晶压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：压电层的下表面与基底的上表面之间设置有支撑结构，压电层与基底大体平行布置；底电极的非电极连接端埋设在支撑层中，埋设在支撑层中的底电极在平行于谐振器的厚度方向的上下方向上分别与压电层与支撑层面接触。本发明还涉及一种滤波器以及一种电子设备。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种单晶体声波谐振器，一种具有该谐振器的滤波器，以及一种电子设备。

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。

薄膜体声波谐振器的结构主体为由底电极-压电薄膜或压电层-顶电极组成的“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。

基于制造工艺的限制，例如底电极的非电极连接端的存在，会使得体声波谐振器的压电层并非平坦结构，这不利于提高谐振器的性能。

基于支撑结构的单晶体声波谐振器可以克服压电层存在台阶的问题。然而，当声学镜为空腔时，由于空气的导热系数很差，热量往往只能够通过谐振器的基底耗散，谐振器上从距离基底最远处(即有效谐振区域的中心位置)到基底边缘形成一个自高向低的温度梯度，热量不能及时导出将造成谐振器过热失效。谐振器散热能力与谐振器的功率容量直接相关。支撑结构位于谐振器三明治结构与基底之间，谐振器的产生的热量能否迅速传导至基底中很大程度上由支撑结构的材料决定，因此基于支撑结构的单晶体声波谐振器的功率容量受到支撑结构的影响。因此，现实中存在提高该谐振器的散热性能从而提高谐振器的功率容量的需求。

发明内容

为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，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

单晶压电层，设置在底电极与顶电极之间，

其中：

压电层的下表面与基底的上表面之间设置有支撑结构，压电层与基底大体平行布置；

底电极的非电极连接端埋设在支撑层中，埋设在支撑层中的底电极在平行于谐振器的厚度方向的上下方向上分别与压电层与支撑层面接触。

本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器，其包括：

基底；

声学镜；

底电极；

顶电极；和

单晶压电层，设置在底电极与顶电极之间，

其中：

压电层的下表面与基底的上表面之间设置有支撑结构，压电层与基底大体平行布置；