[发明专利]体声波谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备

说明书

本发明提供一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备，该体声波谐振器由金属层围绕形成声镜，不仅简化了工艺，而且采用导热性更好的金属层围绕形成声镜，当电极对外连接时可直接通过金属层与外部连接，因金属层的厚度大，导电性更好，可以有效的减小对外连接时电极连接的电学损耗，提高Q值，同时，减小连接电阻。金属层的导热性能好，与衬底接触面积大，散热效果得到进一步提高，进而谐振器的性能得到提升，由该谐振器制备的滤波器的插入损耗等电学参数也会得到改善或提升。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备。

背景技术

薄膜体声波滤波器具有体积小、成本低、损耗低、功耗低、Q值高等优点，受到广泛关注。此外，市场上对大功率容量的滤波器的需求大大增加，这也推动了薄膜体声波滤波器在功率容量方向的研究，如应用于无线接发设备中双工器的大功率容量薄膜体声波滤波器。薄膜体声波滤波器的构成单元为薄膜体声波谐振器（FBAR），根据结构和工艺的差异，主要分为空气隙型、背腔刻蚀型和固态装配型(Solidly Mounted Resonator，SMR)。对于背腔刻蚀型 FBAR，刻蚀背腔时刻蚀深度不好控制，易刻穿；固态装配型FBAR中，布拉格反射层的工艺精确度要求高，各层材料不同，且反射层的数量多，不易制作。因此，目前最常用的薄膜体声波谐振器是易于加工的空气隙型FBAR。

随着移动通信技术的不断发展，通信频段的资源日益紧张，各技术频段划分越来越严苛，分配带宽越来越窄成为一个严峻的问题，高频、大带宽、高Ｑ值等已经成为了FBAR滤波器的未来发展方向，然而，高频段FBAR的电极厚度很薄，导致器件的电阻增大，在工作时，电极连接处的电学损耗变大，进一步影响器件性能。此外，由于FBAR器件的自热效应，压电薄膜中的电信号因为压电效应转化为机械能，即机械声波，产生的损耗功率将升高压电薄膜的温度，而压电薄膜中的热传向电极和衬底，由于电极厚度变薄，其传热效率也会降低，不利于器件的散热，从而最终影响器件的性能。

此外，对于空气隙型FBAR，由于空腔中的空气是热的不良导体，因此， FBAR中产生或吸收的热量极易产生热集中效应，从而导致局部温度升高，温度的变化将直接导致空气隙型FBAR频率发生偏移，严重影响相关器件的性能和整机的使用，而衬底或支撑层的材料通常使用Si，不具有散热效果，这将进一步恶化器件的性能。因此，设计一种至少能够解决上述问题之一的FBAR具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种体声波谐振器及其制作方法、滤波器、电子设备，以解决现有体声波谐振器在高频下电学损耗大，散热效果差，最终影响器件性能的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面公开了一种体声波谐振器，包括：

衬底，以及层叠于衬底上表面的金属层、底电极、压电层和顶电极，所述底电极与所述衬底之间设有声镜，所述金属层围绕所述声镜设置；

所述底电极具有底电极连接端，所述底电极连接端位于金属层上方并与金属层导电连接；所述顶电极具有顶电极连接端，所述顶电极连接端下方的衬底表面设置有绝缘层，所述绝缘层位于金属层的外侧。

本发明实施例第二方面公开了一种体声波谐振器的制作方法，包括以下步骤：

提供一衬底，并在所述衬底上生长金属层；

刻蚀金属层形成开口，在开口中填充牺牲层；

在金属层外周的至少一侧形成绝缘层；

在所述金属层上生长底电极、压电层和顶电极；

释放牺牲层以形成声镜；

所述底电极具有底电极连接端，所述底电极连接端位于金属层上方并与金属层导电连接；所述顶电极具有顶电极连接端，所述顶电极连接端位于所述绝缘层上方。