体声波谐振器的制造方法
【专利摘要】提供了一种体声波谐振器（BAWR）。BAWR可以包括体声波谐振单元和用于修正由体声波谐振单元产生的反谐振频率的反谐振频率修正单元。
【专利说明】体声波谐振器
【技术领域】
[0001]下面的说明书涉及一种体声波谐振器(BAWR)。
【背景技术】
[0002]体声波谐振器(BAWR)可以通过设置在压电层之上和/或之下的电极来操作。响应于施加到电极的高频电势，压电层会振动。结果，BAWR可以起到滤波器的功能。
[0003]当BAWR作为滤波器操作时，BAffR的带宽可以与声电耦合系数成比例。声电耦合系数会受电极和压电层的膜特性影响。因此，为了增加BAWR的带宽，需要提高声电耦合系数的值。然而，难以通过改善电极和压电层的膜的构造和可结晶性来提高声电耦合系数的值。
[0004]因此，期望一种新的途径来改善BAWR的带宽。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]在一个总的方面，提供了一种体声波谐振器(BAWR),其包括:体声波谐振单兀,包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的压电层；反谐振频率修正单元，被构造为根据与体声波谐振单元隔开一定距离形成的接地平面来修正由体声波谐振单元产生的反谐振频率。
[0007]第一电极与接地平面之间的距离或者第二电极与接地平面之间的距离可以具有小于或等于压电层的厚度的值。
[0008]第一电极与接地平面之间的距离以及第二电极与接地平面之间的距离可以具有小于或等于压电层的厚度的值。
[0009]接地平面可以包括与包括在第一电极或第二电极中的材料相同的材料。
[0010]接地平面可以被形成为与第一电极的形状对称，使得由第一电极的边缘产生的边缘电容分量形成在接地平面的方向上。
[0011]接地平面可以形成在距第一电极的一侧第一距离处并且形成在第一电极上方的
第二距离处。
[0012]可以根据第一电极的厚度、压电层的厚度和第二电极的厚度来确定第一距离和第
二距离。
[0013]反谐振频率修正单元可以被构造为根据体声波谐振单元和接地平面之间产生的电容分量来修正反谐振频率。
[0014]可以根据体声波谐振单元和接地平面之间产生电容分量的位置来确定体声波谐振单元和接地平面之间的距离。
[0015]体声波谐振单元和接地平面之间的空间可以充入介电材料。
[0016]在另一个总的方面，提供了一种BAWR，其包括:基底；空气空腔，设置在基底的一个区域上；体声波谐振单元，包括在空气空腔上顺序地层叠的第一电极、压电层和第二电极；反谐振频率修正单元，被构造为根据与体声波谐振单元隔开一定距离形成的接地平面和体声波谐振单元之间产生的电容分量来修正由体声波谐振单元产生的反谐振频率。
[0017]第一电极与接地平面之间的距离或者第二电极与接地平面之间的距离可以具有小于或等于压电层的厚度的值。
[0018]第一电极与接地平面之间的距离以及第二电极与接地平面之间的距离可以具有小于或等于压电层的厚度的值。
[0019]接地平面可以包括与包括在第一电极或第二电极中的材料相同的材料。
[0020]接地平面可以被形成为与第一电极的形状对称，使得由第一电极的边缘产生的边缘电容分量形成在接地平面的方向上。
[0021]接地平面可以形成在距第一电极的一侧第一距离处并且形成在第一电极上方的
第二距离处。
[0022]体声波谐振单元可以包括一侧开口的圆环形状，并且接地平面可以被设置在使得接地平面能够与包括一侧开口的圆环形状的体声波谐振单元产生电容分量的距离处。
[0023]在又一个总的方面，提供了一种BAWR，其包括:基底；空气空腔，设置在基底的一个区域上；下部电极，设置在空气空腔上；第一接地平面，形成在空气空腔上并在与下部电极相同的平面上被形成为与下部电极隔开第一距离；压电层，设置在下部电极和第一接地平面上；上部电极，设置在压电层上；第二接地平面，形成在压电层上并且在与上部电极相同的平面上被形成为与上部电极隔开第二距离。
[0024]可以根据上部电极的厚度、压电层的厚度和下部电极的厚度来确定第一距离和第
二距离。
[0025]其它特征和方面可以通过下面的详细描述、附图和权利要求而清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出体声波谐振器(BAWR)的示例的图。
[0027]图2是示出BAWR的剖视图的示例的图。
[0028]图3是示出BAWR的俯视图的示例的图。
[0029]图4是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0030]图5是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0031 ] 图6是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0032]图7是示出另一 BAWR的俯视图的示例的图。
[0033]图8是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0034]图9是示出BAWR的等效电路的图。
[0035]图10是示出BAWR中的反谐振频率的修正的示例的图。
[0036]图11是示出另一 BAWR的俯视图的示例的图。
[0037]图12是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0038]图13是示出另一 BAWR的剖视图的示例的图。
[0039]在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标号应当被理解为指示相同的元件、特征和结构。为了清楚、示出和方便起见，可以夸大这些元件的相对尺寸和描绘。【具体实施方式】
[0040]提供下面的详细描述来帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面的理解。因此，本领域普通技术人员可以了解这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物。另外，为了增加清楚性和简要性，可以省略对公知的功能和构造的描述。
[0041]体声波谐振器(BAWR)可以用于无线数据的输入和输出。BAWR也可以用作包括在无线通信装置中的滤波器、发射器、接收器或双工器。存在多种类型的用于各种目的的无线通信装置，并且传统地被认为是有线装置的无线装置的数量已经快速地增加。因此，可以应用BAWR的领域的数量已经扩张。例如，BAWR可以被包括在诸如计算机、移动电话、平板电脑、MP3播放器、立体声音响等的终端中。
[0042]BAWR可以是利用谐振诱发预定频率的波或振荡的装置。例如，该装置可以用作诸如滤波器和振荡器的谐振频率(RF)装置中的组件。
[0043]BAWR可以通过空气空腔悬浮于基底上方，以改善声波的反射特性。在具有频率带通特性的BAWR的情况下，多个谐振器可以设置在一个平面上，并且这些谐振器可以连接到共电极，以改善频带范围内的反射特性或传输特性。
[0044]可以根据包括在BAWR中的压电层和电极的厚度来确定谐振频率和反谐振频率。因此，如果压电层和电极的厚度固定，则谐振频率和反谐振频率可以固定。然而，声电耦合系数可以与谐振频率和反谐振频率之间的间隔成比例。因此，可以通过改变谐振频率或反谐振频率来增大声电耦合系数的值。根据这里的各种示例，BAWR可以使用接地平面来改变反谐振频率，因此可以增大声电耦合系数的值并且可以增大带宽。
[0045]图1示出了 BAWR的示例。
[0046]参照图1, BAWR包括体声波谐振单元110和反谐振频率修正单元120。
[0047]体声波谐振单元110可以包括上部电极、压电层和下部电极。例如，压电层可以设置在上部电极和下部电极之间。体声波谐振单元110可以根据电势通过压电层产生谐振频率和反谐振频率。电势可以施加到上部电极和下部电极。
[0048]体声波谐振单元110可以使用压电材料的电波。响应于施加到压电材料的RF信号，可以出现机械振荡。机械振荡可以发生在压电膜的厚度的竖直方向上，可以产生声波。压电材料的一个示例是氮化铝(A1N)。响应于施加的基本等于压电膜的厚度的的半波长的RF信号，可以出现谐振。响应于谐振的出现，电阻抗可以急剧改变。因此，BAWR可以用作滤波器来选择频率。
[0049]例如，谐振频率可以根据压电膜的厚度、围绕压电膜的电极、压电膜的内部弹性波速等来确定。因此，随着压电膜的厚度改变，谐振频率可以改变。例如，随着厚度减小，谐振频率的幅值可以变得更大。谐振频率可以表示相对于提供的电势而出现大的响应时的频率。反谐振频率可以表示相对于所提供的电势而出现小的响应时的频率，在这种情况下，阻抗可以具有更大或最大的值。
[0050]体声波谐振单元110可以设置在空气空腔上。可以通过空气空腔来改善从体声波谐振单元110产生的声波的反射特性。例如，空气空腔可以通过蚀刻工艺而产生在基底内部，或者可以利用针对空气空腔的形状而被图案化的牺牲层而产生在基底上。
[0051]反谐振频率修正单元120可以利用与体声波谐振单元110隔开一定距离形成的接地平面来修正从体声波谐振单元Iio产生的反谐振频率。例如，反谐振频率修正单元120可以包括接地平面和压电层。
[0052]作为示例，接地平面可以与包括在体声波谐振单元110中的上部电极或下部电极隔开一定距离地设置。接地平面可以同时与上部电极和下部电极隔开一定距离地设置。与上部电极或下部电极隔开一定距离地设置的接地平面可以额外地对体声波谐振单元110产生电容器分量。例如，可以根据下面的等式来计算反谐振频率(fa)。
【权利要求】
1.一种体声波谐振器(BAWR),包括: 体声波谐振单元，包括第一电极、第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的压电层； 反谐振频率修正单元，被构造为根据与体声波谐振单元隔开一定距离形成的接地平面来修正由体声波谐振单元产生的反谐振频率。
2.如权利要求1所述的BAWR，其中，第一电极与接地平面之间的距离或者第二电极与接地平面之间的距离具有小于或等于压电层的厚度的值。
3.如权利要求1所述的BAWR，其中，第一电极与接地平面之间的距离以及第二电极与接地平面之间的距离具有小于或等于压电层的厚度的值。
4.如权利要求1所述的BAWR，其中，接地平面包括与包括在第一电极或第二电极中的材料相同的材料。
5.如权利要求1所述的BAWR，其中，接地平面被形成为与第一电极的形状对称，使得由第一电极的边缘产生的边缘电容分量形成在接地平面的方向上。
6.如权利要求1所述的BAWR，其中，接地平面形成在距第一电极的一侧第一距离处并且形成在第一电极上方的第二距离处。
7.如权利要求6所述的BAWR，其中，根据第一电极的厚度、压电层的厚度和第二电极的厚度来确定第一距离和第二距离。
8.如权利要求1所述的BAWR，其中，反谐振频率修正单元被构造为根据体声波谐振单元和接地平面之间产生的电容分量来修正反谐振频率。
9.如权利要求1所述的BAWR，其中，根据体声波谐振单元和接地平面之间产生电容分量的位置来确定体声波谐振单元和接地平面之间的距离。
10.如权利要求1所述的BAWR，其中，体声波谐振单元和接地平面之间的空间充入介电材料。
11.一种体声波谐振器(BAWR),包括: 基底； 空气空腔，设置在基底的一个区域上； 体声波谐振单元，包括在空气空腔上顺序地层叠的第一电极、压电层和第二电极； 反谐振频率修正单元，被构造为根据与体声波谐振单元隔开一定距离形成的接地平面和体声波谐振单元之间产生的电容分量来修正由体声波谐振单元产生的反谐振频率。
12.如权利要求11所述的BAWR，其中，第一电极与接地平面之间的距离或者第二电极与接地平面之间的距离具有小于或等于压电层的厚度的值。
13.如权利要求11所述的BAWR，其中，第一电极与接地平面之间的距离以及第二电极与接地平面之间的距离具有小于或等于压电层的厚度的值。
14.如权利要求11所述的BAWR，其中，接地平面包括与包括在第一电极或第二电极中的材料相同的材料。
15.如权利要求11所述的BAWR，其中，接地平面被形成为与第一电极的形状对称，使得由第一电极的边缘产生的边缘电容分量形成在接地平面的方向上。
16.如权利要求11所述的BAWR，其中，接地平面形成在距第一电极的一侧第一距离处并且形成在第一电极上方的第二距离处。
17.如权利要求11所述的BAWR，其中: 体声波谐振单元包括一侧开口的圆环形状； 接地平面被设置在使得接地平面能够与包括一侧开口的圆环形状的体声波谐振单元产生电容分量的距离处。
18.—种体声波谐振器(BAWR),包括: 基底； 空气空腔，设置在基底的一个区域上； 下部电极，设置在空气空腔上； 第一接地平面，形成在空气空腔上并在与下部电极相同的平面上被形成为与下部电极隔开第一距离； 压电层，设置在下部电极和第一接地平面上； 上部电极，设置在压电层上； 第二接地平面，形成在压电层上并且在与上部电极相同的平面上被形成为与上部电极 隔开第二距离。
19.如权利要求18所述的BAWR，其中，根据上部电极的厚度、压电层的厚度和下部电极的厚度来确定第一距离和第二距离。
【文档编号】H03H9/17GK103733515SQ201280038521
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年8月5日
【发明者】金哲秀, 安达, 申济湜, 宋寅相, 金德焕, 孙尚郁, 朴浩洙 申请人:三星电子株式会社