[发明专利]具有环形电极的薄膜体声波谐振器

说明书

本发明公开了具有环形电极的薄膜体声波谐振器，包括衬底、压电堆叠结构、环形电极和接触电极；衬底上刻蚀有空腔，空腔上方设有压电堆叠结构；压电堆叠结构包括下电极、压电层和上电极；衬底以及空腔上设有下电极；下电极的面积大于空腔的面积；衬底以及下电极上沉积有压电层，压电层上沉积有上电极；压电层包裹下电极；上电极上沉积有互不接触的多圈环形电极；压电层中刻蚀有通孔一，通孔一刻蚀到下电极的上表面；压电层和下电极中刻蚀有与空腔连通的通孔二；通孔一中以及压电层上表面远离上电极的方向沉积有接触电极，接触电极与下电极相连。本发明的多个环形电极可有效抑制薄膜体声波谐振器的横波产生，提高薄膜体声波谐振器的Q值。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种具有环形电极的薄膜体声波谐振器。

背景技术

在移动通讯领域中，射频器件例如天线和滤波器发挥着重要的作用，同时5G技术的普及，要求射频系统要朝着高频率、宽频段的目标不断发展，要求的射频前端器件性能也越来越高。滤波器作为射频器件中最核心的部件，其性能的好坏直接决定了射频前端性能的好坏。薄膜体声波滤波器具有体积小、谐振频率高、功率损耗低、品质因子(Q)高、功率容量大的优点，因此在此相关领域有着广阔的应用和发展前景，已然成为工业界和学术界的研究热门。

薄膜体声波谐振器是薄膜体声波滤波器的主要构成单元，其基本结构是由下电极-压电层-上电极的三层堆叠结构，Q值是衡量薄膜体声波谐振器性能的一项重要指标。薄膜体声波谐振器的纵波是其工作模式，但由于器件不可能无限大，就会产生横波振动，降低Q值，影响谐振器的性能。

因此，如何阻止谐振器工作时横向声波的产生，使得薄膜体声波谐振器Q值进一步升高，成为目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有环形电极的薄膜体声波谐振器，以解决谐振器工作时横向声波导致Q值降低的问题。

本发明具有环形电极的薄膜体声波谐振器，包括衬底、压电堆叠结构、环形电极和接触电极；所述的衬底上刻蚀有空腔，空腔上方设有压电堆叠结构；所述的压电堆叠结构包括下电极、压电层和上电极；衬底以及空腔上设有下电极；所述下电极的面积大于空腔的面积；衬底以及下电极上沉积有压电层，所述的压电层上沉积有上电极；压电层的面积大于上电极以及下电极的面积，且压电层包裹下电极；所述的上电极上沉积有层层嵌套的多圈环形电极，且相邻两圈环形电极不接触；所述的压电层中刻蚀有通孔一，通孔一刻蚀到下电极的上表面；所述的压电层和下电极中刻蚀有通孔二，通孔二与空腔连通；通孔一中以及压电层上表面远离上电极的方向沉积有接触电极，接触电极与下电极相连。

优选地，制备下电极时，首先在空腔内沉积有牺牲层，然后在衬底以及牺牲层上沉积下电极；而牺牲层的去除方式为：在刻蚀好通孔二后，在通孔二中释放腐蚀液或腐蚀气体，来腐蚀牺牲层，从而重新形成开放的空腔。

优选地，所述空腔的形状为梯形、三角形、长方形、正方形、非规则多边形、圆形或椭圆形中的一种。

优选地，所述下电极和上电极的材料均为铜、银、钛、钼、钨、铝、金或铂中的一种。

优选地，所述压电层的材料为氮化铝、氧化锌、铌酸锂、镍酸锂或锆钛酸铅中的一种。

优选地，所述压电堆叠结构的形状为梯形、三角形、长方形、正方形、非规则多边形、圆形或椭圆形中的一种。

优选地，所述环形电极的材料为铜、银、钛、钼、钨、铝、金、铂中的一种或多种按任意配比组合，且相邻圈环形电极的材料不相同。

优选地，所述环形电极的形状为三角形、长方形、正方形、圆环、椭圆环或非规则多边形中的一种。

优选地，所述接触电极的材料为铜、银、钛、钼、钨、铝、金、铂中的一种或多种按任意配比组合。

本发明具有的有益效果：