[发明专利]一种体声波谐振器及其制备方法

说明书

本公开实施例中提供了一种体声波谐振器及其制备方法，该体声波谐振器包括：衬底，所述衬底包括空腔；底电极，形成在所述衬底上方，并覆盖所述空腔；压电功能层，形成在所述底电极上方；框架结构，形成在所述压电功能层上方；以及顶电极，形成在所述框架结构上方，其中，所述框架结构的厚度是非均匀的。通过本公开的处理方案，在限制能量的横向泄露的同时改善了谐振器在连接边处的可靠性。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种体声波谐振器及其制备方法。

背景技术

FBAR滤波器(film bulk acoustic resonator，薄膜腔声谐振滤波器)作为RF(Radio Frequency，射频)前端的核心器件之一，正在受到越来越大的关注，主要是因为FBAR滤波器的高功率、高带宽以及优异的滚降等性能，可以很好的满足当下对于射频性能的需求。特别是和SAW(surface acoustic wave，声表面波)滤波器相比，FABR滤波器的高功率方面有很大的优势，因为FBAR滤波器属于体声波的纵波传播方式，可以利用AlN材料优异的e33性能，对声波能量有更好的转化。

但是，对于FBAR滤波器来说，压电层材料和电极材料不是完美的Z轴晶型取向，会存在一定的缺陷，导致纵波传播过程会耦合出横波，如果不对这部分能量进行限制，就会从横向泄露出去，进而降低FBAR滤波器的Q值(品质因数)。为了限制能量的横向泄露，现有技术一般是在顶电极上制备框架结构来限制滤波器边缘的震动强度，从而减少边缘的能量泄露，提升Q值。

此外，在FBAR滤波器的连接边上会存在下面的问题：1、因为底电极在连接边进行刻蚀，会在刻蚀边界处对后续的膜层造成较大的段差；2、在连接边会存在PZ层、顶电极层、空气环层、框架结构层和保护层等多膜层，多膜层结构加上高的段差，会对连接边处的膜层带来较大的应力，在高功率和可靠性方面带来较大的问题，使得膜层在连接边处容易发生断裂。所以在限制能量的横向泄露的同时改善器件在连接边处的可靠性将会进一步推动FBAR滤波器的发展。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种体声波谐振器及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种体声波谐振器，包括：

衬底(10)，所述衬底(10)包括空腔(19)；

底电极(12)，形成在所述衬底(10)上方，并覆盖所述空腔(19)；

压电功能层(13)，形成在所述底电极(12)上方；

框架结构，形成在所述压电功能层(13)上方；以及

顶电极(16)，形成在所述框架结构上方，

其中，所述框架结构的厚度是非均匀的。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，在所述压电功能层(13)和所述框架结构之间还包括空气环结构(11)，所述空气环结构在所述体声波谐振器的连接边为桥梁结构，并且在所述体声波谐振器的非连接边为悬臂结构。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边的厚度比所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边的厚度小。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述框架结构在所述体声波谐振器的连接边为单层厚度框架结构，并且所述框架结构在所述体声波谐振器的非连接边为双层厚度框架结构。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述双层厚度框架结构包括叠层的第一框架结构(14)和第二框架结构(15)，其中所述第一框架结构(14)为靠近所述压电功能层(13)的框架结构，并且第二框架结构(15)为远离所述压电功能层(13)的框架结构。