[发明专利]体声波谐振结构及其制造方法

说明书

本发明实施例公开了一种体声波谐振结构及其制造方法，其中，所述体声波谐振结构包括：衬底；依次层叠于衬底上的第一电极层、反射结构、压电层和第二电极层；其中，所述压电层中设置有环状的凹槽；所述凹槽处于有源区内，且靠近所述有源区的边缘。

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种体声波谐振结构及其制造方法。

背景技术

体声波(BAW，Bulk Acoustic Wave)谐振器(或称为“体声波谐振结构”)具有体积小、品质因数(Q值)高等优点，因此，被广泛应用在移动通讯技术中，如移动终端中的滤波器或双工器。而在移动终端中，存在多个频段同时使用的情况，这要求滤波器或双工器具有更加陡峭的裙边和更小的插入损耗。滤波器的性能由构成它的波谐振器决定，提高谐振器的Q值可以实现陡峭的裙边和小的插入损耗。同时，寄生谐振过大也会对滤波器或双工器的性能造成不好的影响。如何减小寄生谐振同时提高体声波谐振器的Q值成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种体声波谐振结构及其制造方法。

本发明实施例一方面提供了一种体声波谐振结构，包括：衬底；依次层叠于衬底上的反射结构、第一电极层、压电层和第二电极层；其中，压电层中设置有环状的凹槽；凹槽处于有源区内，且靠近有源区的边缘。

本发明实施例另一方面提供了一种体声波谐振结构的制造方法，包括：在衬底上形成反射结构；在反射结构上形成第一电极层；在第一电极层上形成压电层；在压电层中形成环状的凹槽；凹槽处于有源区，且靠近有源区的边缘；在压电层上形成第二电极层。

本发明实施例中，在压电层中的有源区的边缘设置环状的凹槽，该凹槽能够抑制体声波谐振器在受到电场激励时产生的横向剪切波向外部区域传播，将能量限制在有源区内的纵波上，减小能量的泄露和寄生谐振并提高Q值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的体声波谐振结构中压电层因压电效应而产生声波的示意图；

图2a-图2b为本发明实施例提供的体声波谐振结构中压电层中不存在或存在凹槽的情况下，体声波谐振器在串联谐振频率处的振型图的模拟结果示意图；

图3a-图3b为本发明实施例提供的体声波谐振结构中压电层中不存在或存在凹槽的情况下，体声波谐振器的频率质量因子与阻抗的试验结果示意图；

图4为本发明实施例提供的体声波谐振结构中是否存在凹槽时的史密斯圆图示意图；

图5a为本发明实施例提供的一种体声波谐振结构100的俯视示意图；

图5b为图5a中体声波谐振结构100沿A方向的剖面示意图；

图6为本发明实施例提供的一种将凹槽的位置分别设置在压电层不同位置时，不同设置位置对消除横向寄生模态和增加Q值的影响的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种分别设置不同的凹槽数量时，不同设置数量对消除横向寄生模态和增加Q值的影响的示意图；

图8a-图8c为本发明实施例提供的薄膜体声波谐振结构的剖面示意图；

图9为本发明实施例提供的一种凹槽中填充有非结晶材料的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种凹槽开口朝向压电层底面的示意图；

图11本发明实施例提供的一种分别设置不同的开口深度满足的规则时，不同设置规则对消除横向寄生模态和增加Q值的影响示意图；

图12a-图12h为本发明实施例提供的针对不同的开口深度值时，体声波谐振器的阻抗与频率的关系的试验结果示意图；

图13a-图13h为本发明实施例提供的针对不同的开口深度值时，体声波谐振器的史密斯圆图的试验结果示意图；