谐振器、滤波器、以及电子装置的制作方法

专利名称：谐振器、滤波器、以及电子装置的制作方法
技术领域：
本文讨论的实施方式的特定方面涉及谐振器、滤波器、双工器、以及电子装置。
背景技术：
无线通信装置(通常可以是便携式电话)已被广泛地应用，对于体积小重量轻的谐振器和利用这种谐振器的滤波器的需求不断增长。常规地， 一般使用介质滤波器和表面声波滤波器(SAW滤波器)。最近，因为压电薄膜谐振器可减少体积并可单片地实现，所以压电薄膜谐振器以及使用这种谐振器的滤波器被广泛地关注。

发明内容
本发明的目的是改善机电耦合系数。 根据本发明的一个方面，提供了一种谐振器，其包括基板；下电极；压电薄膜，设置在所述下电极上；以及上电极，设置在所述压电薄膜上，所述下电极包括设置在所述基板上的第一薄膜、以及设置在第一薄膜上并且比重大于第一薄膜的比重的第二薄膜，所述压电薄膜设置在第二薄膜上，所述上电极包括设置在所述压电薄膜上的第三薄膜、以及设置在第三薄膜上的第四薄膜，第三薄膜的比重大于第四薄膜的比重，以及第三薄膜比第二薄膜厚。


图1是压电薄膜谐振器的截面图； 图2是另一压电薄膜谐振器的截面图； 图3是又一压电薄膜谐振器的截面图； 图4是再一压电薄膜谐振器的截面图； 图5是根据第一实施方式的梯形滤波器的电路图； 图6是第一实施方式中采用的串联臂谐振器的截面图； 图7是第一实施方式中采用的并联臂谐振器的截面图； 图8A到8C是示出了制造第一实施方式中的谐振器的工序的截面图； 图9A示出了基准谐振器和示例谐振器相对于薄膜厚度比的机电耦合系数之间的
差(A k2)，图9B示出了基准谐振器和示例谐振器相对于薄膜厚度比的谐振点的Q参数之间
的差(A Qr)，图9C示出了基准谐振器和示例谐振器相对于薄膜厚度比的反谐振点的Q参数
之间的差(AQa); 图IOA示出了配置了基准谐振器的滤波器和配置了具有由第一实施方式定义的不同薄膜厚度比的谐振器的滤波器的通带，图10B针对各个薄膜厚度比示出了具有-1. 8dB的损耗的通带，图IOC针对各个薄膜厚度比示出了通带中的最大插入损耗；
图IIA示出了具有第一比较例的各个不同薄膜厚度比的滤波器的中心频率，图IIB示出了具有第一比较例的各个不同薄膜厚度比的滤波器中的第二调节薄膜的每lnm薄膜厚度的通带宽度的变化，图IIC示出了具有第一实施方式中的各不同薄膜厚度比的滤波 器的中心频率，以及图IID示出了具有第一实施方式中的各不同薄膜厚度比的滤波器中的 第二调节薄膜的每lnm薄膜厚度的通带宽度的变化； 图12A到12F针对各薄膜厚度比示出了与质量比(部分1)相对的中心频率；
图13A到13E针对各薄膜厚度比示出了与质量比(部分2)相对的中心频率；
图14是根据第二实施方式的双工器的框图；以及
图15是根据第三实施方式的便携式电话的框图。
具体实施例方式
压电薄膜谐振器包括FBAR型和SMR型，其中FBAR是薄膜体声波谐振器 (Film-Bulk Acoustic Resonator)的縮写，以及SMR是固态安装谐振器(Solidly Mounted Resonator)的縮写。参照图1到图3，FBAR具有多层或层叠的薄膜结构，包括基板10、下电 极12、压电薄膜14、上电极16。在下电极12和上电极16隔着压电薄膜14彼此相对的区域 中，在下电极12下方形成开口或空腔20。在该区域中形成包括下电极12、压电薄膜14和上 电极16的谐振器。绝缘膜15形成在下电极12或基板10的下方。在图1所示的结构中， 通过从基板10的背侧用湿法或干法刻蚀将开口形成在基板10中，在图2所示的结构中，通 过湿法刻蚀将基板10的表面上形成的牺牲层去除而形成空腔20，使得空腔20可被限定在 下电极12和基板10之间。在图3所示的结构中，空腔20形成在基板10上的凹坑中。如 图4所示，在SMR中，采用声波多层薄膜22替代开口或空腔。声波多层薄膜22可通过交替 地层叠具有相对较高的声阻抗的第一层和具有相对较低的声阻抗的第二层形成，各层厚度 为A/4，其中A是在声波多层薄膜22中传播的声波的波长。 压电薄膜谐振器如下地工作，其中用FBAR作为示例。当高频的电压或RF信号被 施加在上电极和下电极之间时，由于谐振区域中的压电薄膜内造成的逆压电效应，声波被 激发。由于压电效应，由声波造成的压电薄膜的形变被转换为上电极和下电极之间发展的 电信号。声波被上、下电极(可包括额外设置在之上的薄膜)面向空气的界面全反射。由 此，造成在压电薄膜的厚度方向上具有主要位移的纵向振动。纵向振动导致的谐振效应可 被施加到具有期望的频率特性的谐振器或滤波器。 在使由下电极、压电薄膜以及上电极(可包括在上、下电极上额外设置的薄膜)组 成的多层结构的总厚度H是声波波长A的l/2的整数倍(n倍)(H二n入/2)的频率下发 生谐振效应。假设V是声波在压电薄膜中传播的速度，谐振频率F被记为F二nV/(2H)。从 以上可见，谐振频率F可通过层叠的层的总厚度H来控制。 上、下电极可由铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、鸨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑 (Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、或钛(Ti)或它们的任何组合制成。压电薄膜可由例如氮化铝(A1N)、 氧化锌(Zn0)、锆钛酸铅(PZT)、或钛酸铅(PbTi03)制成。基板10可由例如硅或玻璃制成。
压电薄膜谐振器被要求具有增大的机电耦合系数(k2)或Q参数。由此能够扩展 作为滤波器特性的通带。可以通过下面第一到第三种途径提高机电耦合系数。
第一种途径是选择具有大机电耦合系数的压电薄膜。已知PZT和PbTi(^比AlN和 Zn0具有更大的机电耦合系数。 第二种途径是改善压电薄膜的方向以提高机电耦合系数。这一点在例如IEEEUltrasonics Symposium pp807-pp811， 2001中进行了描述。 第三种途径是控制下电极的厚度与上电极的厚度之和与压电薄膜的厚度之间的比例以提高机电耦合系数。美国专利第6， 291， 931号公开了在上、下电极由钨、铝、金、或铜的各个金属制成的情况下，上电极的厚度与下电极的厚度之和与压电薄膜的厚度之间的关系。 然而，第一种途径具有的问题是难于可靠地生长锆钛酸铅或钛酸铅的高质量的薄膜，而且尚未实现利用这些材料的压电薄膜谐振器的实用的谐振性能。第二种途径要求各种控制，诸如选择压电薄膜下方的材料，下方材料的表面粗糙度、以及生长压电薄膜的条件。如果控制不充分，在压电薄膜的方向方面可能有误差。这种方向方面的误差将影响谐振性能。第三种途径降低下电极的厚度与上电极的厚度之和与压电薄膜的厚度之间的比以提高机电耦合系数。然而，降低下电极的厚度与上电极的厚度之和不可避免地增加电极的电阻，因而增加插入损耗。因此，最终很难通过第三种途径提高压电薄膜谐振器的机电耦合系数。 以下描述的实施方式的特定方面涉及机电耦合系数的提高。
下面将参照附图给出对本发明的实施方式的描述。
[第一实施方式] 图5是配置了根据第一实施方式的压电薄膜谐振器的梯形滤波器100的电路图。梯形滤波器100具有在输入端In和输出端Out之间串联的串联臂谐振器Sl到S4。在相邻串联臂谐振器之间的节点和地之间连接有并联臂谐振器Pl到P3。并联臂谐振器Pl到P3的谐振频率低于串联臂谐振器Sl到S4的谐振频率。这一设定使得梯形滤波器100用作带通滤波器。 图6是对应于梯形滤波器100的串联臂谐振器Sl到S4中的任何一个的压电薄膜谐振器的截面图。参照图6，下电极12形成在具有平坦的主表面并由硅制成的基板10上。下电极12具有由低比重下电极12a和高比重下电极12b组成的双层结构。低比重下电极12a形成在基板10上，主要包括Cr。高比重下电极12b设置在低比重下电极12a上，由Ru制成。在(002)方向上具有主轴并主要包括A1N的压电薄膜14形成在高比重下电极12b上。上电极16形成在压电薄膜14上。上电极16具有由高比重上电极16b和低比重的上电极16a组成的双层结构。高比重的上电极16b形成在压电薄膜14上，主要包括Ru。低比重上电极16a形成在高比重上电极16b上，主要包括Cr。上电极16被设置为具有隔着压电薄膜14而面向下电极12的区域。在上述区域中，形成谐振部分40。主要包括Si02并且可以是绝缘膜的第一调节膜24设置在上电极16上。第一调节膜24用于调节谐振器的谐振频率以及保护谐振部分40。下电极12形成在基板10上，使得以具有向上凸起的穹顶形状形成的空腔20被限定在基板10和下电极12之间。从周边到中心，以具有向上凸起的穹顶形状形成的空腔20的高度增加。 如图6所示，压电薄膜14接触具有比下电极12a的比重更大的比重的下电极12b，接触具有比上电极16a的比重更大的比重的上电极16b。下面，定义了以下厚度
t4 :压电薄膜14的厚度；
t2a :低比重下电极12a的厚度；
t2b :高比重下电极12b的厚度；
t6a :低比重上电极16a的厚度；以及
t6b :高比重上电极16b的厚度。
根据第一实施方式，t2b < t6b。 图7是对应于梯形滤波器100的并联臂谐振器中的任何一个的压电薄膜谐振器的截面图。图6所示的串联谐振器被配置为使得低比重上电极16a和高比重上电极16b彼此直接接触，而图7所示的并联谐振器被配置为使得主要包括Ti的第二调节膜28夹在低比重上电极16a和高比重上电极16b之间。通过在制造工序中调节第一调节膜24，能够调节串联臂谐振器和并联臂谐振器两者的谐振频率。此外，通过在制造工序中调节第二调节膜28，能够仅仅调节并联臂谐振器的谐振频率。第一调节膜24和第二调节膜28的使用使得能够容易地实现期望的滤波器特性。 图8A到图8C是示出了串联臂谐振器的制造方法的截面图。参照图8A，通过溅射或真空蒸发，在基板10上形成可由氧化镁(Mg0)制成并且厚度可以是20-100nm的牺牲层30。代替MgO，第一实施方式可采用易于因刻蚀而熔化的材料，诸如ZnO、Ge、Ti、或Si(^。通过光刻技术和刻蚀技术，以预定形状形成牺牲层30。牺牲层30的面积可以稍微大于谐振部分40的面积。由此，在图8C的步骤中可容易地限定穹顶形状。 参照图8B，在压强0. 6-1. 2Pa的Ar气体环境中，通过溅射形成用于形成下电极12的Cr薄膜(低比重下电极)和Ru薄膜(高比重下电极)，覆盖牺牲层30。 Cr薄膜和Ru薄膜被连续地生长。通过利用光刻技术和刻蚀技术，以预定形状形成下电极12。接着，通过溅射，在压强约0. 3Pa的Ar/N2气体环境中，在下电极12和基板10上形成用于形成压电薄膜14的A1N。之后，通过溅射，在压强0. 6-1. 2Pa的Ar气体环境中，在压电薄膜14上形成Ru薄膜(高比重上电极)和Ti薄膜(第二调节膜)。在并联臂谐振器的谐振部分40中保留Ti薄膜，而在串联臂谐振器中，去除Ti薄膜。通过溅射在压强0. 6-1. 2Pa的Ar气体环境中形成Cr薄膜(低比重上电极)。接着，在上电极16上形成第一调节膜24。通过利用光刻技术和刻蚀技术，以预定形状形成第一调节膜24、上电极16和压电薄膜14。由此能够限定由下电极12、压电薄膜14、以及上电极16形成的谐振部分。在压电薄膜14中形成开口 26，以与下电极12电连接。 参照图8C，通过引导路径(未示出)施加用于刻蚀牺牲层30的刻蚀料，去除牺牲层30。通过适当地调节溅射的条件，由下电极12、压电薄膜14、以及上电极16形成的多层结构被设置有压縮应力。由此，当通过刻蚀去除牺牲层30完成时，由下电极12、压电薄膜14、以及上电极16形成的复合膜上升，从而限定了穹顶形状的空腔20。在第一实施方式中，复合膜的压縮应力可被设定为等于_150MPa到-300MPa。 下面将给出一些示例谐振器中，高比重膜的总厚度与压电薄膜的厚度的比(薄膜厚度比)与谐振特性之间的关系的描述。图9A到9C涉及示例谐振器的特性。更具体地，图9A示出了基准谐振器和示例谐振器的相对于薄膜厚度比的机电耦合系数之间的差(A k2)。图9B示出了基准谐振器和示例谐振器的相对于薄膜厚度比的谐振点的Q参数之间的差(AQr)。图9C示出了基准谐振器和示例谐振器的相对于薄膜厚度比的反谐振点的Q参数的差(AQa)。在图6中，高比重电极的总厚度等于t2b和t6b，压电薄膜14的厚度是t4。由此，薄膜厚度比是(t2b+t6b)/t4。基准谐振器被配置为使得压电薄膜14的厚度是1190nm，高比重下电极12b和高比重上电极16b的厚度是240nm。基准谐振器的薄膜厚度比是0. 4。在图9A到9C中基准谐振器用空方块表示。 第一比较例被设计为通过均等地减少高比重下电极12b的厚度和高比重上电极 16b的厚度，减小量为压电薄膜14增加的厚度，以保持谐振频率恒定而使得薄膜厚度比从 0.4减小。在第一比较例中，保持t2b二t6b的关系。第一实施方式具有以下规定。高比重 上电极16的薄膜厚度t6b是240nm。此外，通过减小高比重下电极12b的薄膜厚度，减小 量为压电薄膜的增加后的厚度，使得保持谐振频率恒定，来减小薄膜厚度比。选择低比重下 电极12a的厚度和低比重上电极16a的厚度，以满足t2a+t6a = 130nm，下电极12和上电 极16具有大致相等的质量。谐振部分40具有247X 177iim的椭圆。在图9A到9C中，第 一实施方式用实心圆指示，第一比较例用空心环指示。 参照图9A，随着薄膜厚度比减小，机电耦合系数增大。这一现象与之前描述的美国 专利6， 291， 931的内容相符合。如图9B和图9C所示，随着薄膜厚度比减小，Q参数减小。 这是因为减小的薄膜厚度比增大了电极的电阻。可以说在机电耦合系数和Q参数之间存在 悖反关系(trade-offrelation)。如图9A所示，对于相同的薄膜厚度比，第一实施方式比第 一比较例具有更大的机电耦合系数。如图9B和9C所示，对于相同的薄膜厚度比，第一实施 方式比第一比较例具有更大的Q参数。通过满足t2b < t6b，对于相同的Q参数，能够提高 机电耦合系数。 为了在压电薄膜14的顶部和底部对称地激发声波，要求下电极12和上电极16具 有大致相等的质量。在压电薄膜14的顶部和底部未对称地激发声波的情况下，谐振特性将
会变差。 考虑上述因素，选择高比重下电极12b的厚度和高比重上电极16b的厚度使得t2b <t6b。机电耦合系数和Q参数主要受接触压电薄膜14的电极12b和16b的影响。薄膜厚 度的上述设定提高了机电耦合系数和Q参数。压电薄膜14中的声波的激发主要由下电极 12和上电极16的质量决定。由此，下电极12和上电极16被设计为具有大致相等的质量。 由此能够在压电薄膜14中对称地激发声波，并改善谐振特性。 下面将给出对示例谐振器的描述。图10A示出了如图5配置并且配备了基准谐振 器(薄膜厚度比为0. 4)的滤波器的带通特性，以及如图5配置并且分别配备了具有第一实 施方式的薄膜厚度比的谐振器的滤波器的带通特性。第一调节膜24的厚度是50nm，第二调 节膜28的厚度是125nm。图10B示出了分别配备了具有各不同薄膜厚度比的谐振器的插入 损耗为-1.8dB的滤波器的带通特性。图IOC示出了分别配备了具有各不同薄膜厚度比的 谐振器的滤波器的通带的最大损耗。对于约0. 35的薄膜厚度比，获得了最大通带宽度和通 带的最小损耗。 下面将给出利用梅森等效电路对具有不同薄膜厚度比的滤波器的频率变化的仿 真的描述。图IIA示出了具有第一比较例的各个不同薄膜厚度比的滤波器的中心频率，以 及图llB示出了具有第一比较例的各个不同薄膜厚度比的滤波器中每lnm膜厚的第二调节 膜28的通带宽度的变化。图IIC示出了具有第一实施方式的各个不同薄膜厚度比的滤波 器的中心频率，以及图IID示出了具有第一实施方式的各个不同薄膜厚度比的滤波器中每 lnm膜厚的第二调节膜28的通带宽度的变化。 如图IIA和IIC所示，对于约0. 35的薄膜厚度比，第一比较例和第一实施方式具 有最低中心频率。只要薄膜厚度比等于或近似等于0. 35，即使在薄膜厚度中存在误差，也能够抑制频率变化。参照图IIB和11D，当薄膜厚度比等于或近似等于O. 35时，对于第二调节 膜28的每lnm的薄膜厚度，第一实施方式比第一比较例的通带宽度具有更小的变化。即使 第二调节膜28的厚度存在变化，第一实施方式的通带宽度也仅仅具有很小的变化。
如上所述，配备了第一实施方式的谐振器的滤波器能够抑制由于薄膜厚度比的变 化造成的滤波器中心频率的变化，并抑制了由于第二调节膜28的厚度的变化造成的通带 宽度的变化。 优选地，下电极12的质量和上电极16的质量的比落入特定范围，该特定范围可通 过仿真来定义。在图12A到12F以及图13A到13E中，实心圆指示针对O. 315、0. 33、0. 35、 0. 375、0.40和0.43的薄膜厚度比，对于质量比(上电极16/下电极12)的中心频率。具体 地，O. 35的薄膜厚度比的中心频率用双环表示。在图12A到图12F以及图13A到13F中，低 比重下电极12a和低比重上电极16a的总厚度，即t2a+t6a，被设定为等于130nm，t2a被设 定为等于75nm-125nm。 参照图12A到图12F以及图13A到13F，当质量比约等于1时，中心频率变为最低。 当中心频率等于或接近最小值时，由于质量比的变化引起的中心频率的变化被最小化。如 图IOA到10C所示，在通带宽度和最大插入损耗方面，最优选地，薄膜厚度比等于0.35。从 图IIC和11D中可见，对于0. 35的薄膜厚度比，由于薄膜厚度比的变化引起的中心频率的 变化被最小化。因为对于0. 35的薄膜厚度比，针对质量比的中心频率最低，由于质量比和 薄膜厚度比的变化造成的中心频率的变化被最小化，因而获得通带宽度和最大插入损耗的 最大改善。 在图12B和图13C之间的情况下，针对0. 35的薄膜厚度比的频率最低。下电极12 和上电极16被认为具有相等质量的可容忍范围是10%或更小。此外，在图12C和图13B的 情况下，下电极12和上电极16被认为具有相等质量的可容忍范围是5%或更小。
上述第一实施方式被配置为使电极12a和16a由Cr制成，电极12b和16b由Ru 制成。然而，电极的材料不限于此。只要下电极12b具有大于下电极12a的比重就足够，以 及上电极16b具有大于上电极16a的比重就足够。优选地，低比重下电极12a和低比重上 电极16a具有相等的比重，高比重下电极12b和高比重上电极16b具有相等的比重。上述 材料可用于形成电极12a、12b、16a、以及16b。例如，高比重下电极12b和高比重上电极16b 可由具有相对高的比重的材料W、Pt、Mo、以及Ir中至少一种制成。 压电薄膜14可由主轴方向为(002)方向的取向的AlN或ZnO制成。由此能够获 得高质量薄膜，并且实现可靠的谐振性能。 优选地，谐振部分40投影到基板10上的形状是椭圆。也就是说，优选地，下电 极12和上电极16至少之一具有椭圆形状。由此能够抑制不希望的寄生谐振(spurious resonance)。基板10可以是不同于硅基板的玻璃基板或石英基板。 空腔20可以形成在基板IO和下电极12之间。如图l所示，空腔20可以是穿透 基板10的通孔。也就是说，通孔位于下电极12下方，使得谐振部分40被包括在通孔中，下 电极通过该通孔露出。第一实施方式不仅包括FBAR型而且包括SMR型，如图4所示，其中 使用声波多层膜22代替空腔20。
[第二实施方式] 第二实施方式是使用第一实施方式的谐振器的示范双工器。图14是根据第二实施方式的双工器的框图。双工器62配备有接收滤波器62a和发射滤波器62b。接收滤波器 62a和发射滤波器62b连接到公共端或天线端61。接收滤波器62a连接到2个接收端63a 和63b，它们为平衡输出端。发射滤波器62b经过功率放大器64连接到发射端65。可在公 共端61和接收滤波器62a和发射滤波器至少之一之间设置用于阻抗匹配的移相器。
双工器62的接收滤波器62a可以是带通滤波器，允许接收频率的信号分量通过。 经过公共端61接收的信号通过接收滤波器62a，以平衡形式经过接收端63a和63b输出。 发射滤波器62b抑制所接收的信号，以防止所接收的信号被输出到发射端65。双工器62的 发射滤波器62b是带通滤波器，允许发射频率的信号分量通过。经过发射端65施加并被功 率放大器64放大的发射信号通过发射滤波器62b，被施加到公共端61 。接收滤波器62a抑 制发射信号的频率，使得发射信号不能被输出到接收端63a和63b。 在第二实施方式中，接收滤波器62a和发射滤波器62b中至少之一由第一实施方 式的谐振器形成。由此能够提高谐振器的机电耦合系数，由此改善滤波器特性。如此配置 的滤波器对于薄膜厚度比的变化和第二调节膜的厚度的变化，其频率变化较小。由此能够 改善双工器的特性。该双工器可被配置为具有非平衡型的接收端，也可以具有其它配置。
[第三实施方式] 第三实施方式是便携式电话，其是配备了第一实施方式的谐振器的电子装置的示 例。图15是根据第三实施方式的便携式电话90的RF(无线射频)部分的框图。便携式电 话90能够处理GSM(全球移动通信系统)和W-CDMA(宽带码分多址)两者。在GSM，便携式 电话90可工作于850MHz频带(GSM850) 、900MHz频带(GSM900) 、 1800MHz频带(GSM1800)、 以及1900MHz频带(GSM1900)。天线71具有接收和发射GSM信号和W-CDMA信号的功能。 当接收或发送W-CDMA的信号时，天线开关72选择W-CDMA部分92，使得天线71可被连接 到W-CDMA部分92。当接收或发送GSM的信号时，天线开关72选择GSM部分94，以便进行 天线71和GSM部分94的连接。 W-CDMA部分92由双工器73、低噪声放大器74、功率放大器75以及信号处理部分 76组成。信号处理部分76产生W-CDMA发射信号。功率放大器75放大W-CDMA发射信号。 双工器73的发射滤波器73b传递发射信号，并将其施加到天线开关72。双工器73的接收 滤波器73a传递经过天线开关72接收的W-CDMA接收信号，将其输出到低噪声放大器74。 低噪声放大器74放大W-CDMA接收信号，信号处理部分76下变换该接收信号，并向下一级 的处理部分输出所得的信号。 GSM部分94配备有滤波器77到80、功率放大器81和82、以及信号处理部分83。 信号处理部分83产生GSM发射信号。功率放大器81放大GSM850和GSM900的信号，功率 放大器82放大GSM1800和GSM1900的信号。天线开关72根据经过天线71接收的GSM信 号的类型选择滤波器77到80之一。滤波器77到80对接收信号滤波，向信号处理部分83 输出经滤波的信号。信号处理部分83将接收的信号下变频，向下一级的处理部分输出所得 的信号。 在第三实施方式中，滤波器73a、73b、和77到80至少之一由第一实施方式的谐振 器形成。由此能够提供具有改善的滤波特性的电子装置。 这里引用的全部示例和条件语言用于教导目的，以帮助读者理解本发明和发明人 为了推进本领域而贡献的概念，因而应被理解为不限于具体引用的示例和条件，这些示例在说明书中的组织也不涉及本发明的优劣的展示。尽管详细描述了本发明的实施方式，应 理解可对其进行各种改变、替换以及变型而不背离本发明的实质和范围。
权利要求
一种谐振器，该谐振器包括基板；下电极；压电薄膜，设置在所述下电极上；以及上电极，设置在所述压电薄膜上，所述下电极包括设置在所述基板上的第一薄膜、以及设置在所述第一薄膜上并且比重大于所述第一薄膜的比重的第二薄膜，所述压电薄膜设置在所述第二薄膜上，所述上电极包括设置在所述压电薄膜上的第三薄膜、以及设置在所述第三薄膜上的第四薄膜，所述第三薄膜的比重大于所述第四薄膜的比重，以及所述第三薄膜比所述第二薄膜厚。
2. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述下电极和所述上电极具有10%可容忍范围 内的相等质量。
3. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述第一薄膜和所述第四薄膜具有相等的比 重，并且所述第二薄膜和所述第三薄膜具有相等的比重。
4. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述第一薄膜和所述第四薄膜由Cr制成，所述 第二薄膜和所述第三薄膜由Ru制成。
5. 根据权利要求1所述的谐振器，所述谐振器还包括设置在所述第三薄膜和所述第四 薄膜之间的薄膜。
6. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述第二薄膜和所述第三薄膜由Ru、W、Pt、Mo、 以及Ir中的至少之一制成。
7. 根据权利要求l所述谐振器，其中所述压电薄膜包括具有主轴方向为(002)方向的 取向的AlN或ZnO。
8. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述下电极和所述上电极中的至少其中之一具 有椭圆形状。
9. 根据权利要求1所述的谐振器，其中在所述下电极的下方、所述上电极和所述下电 极隔着所述压电薄膜彼此交叠的区域中设置开口。
10. 根据权利要求1所述的谐振器，其中所述下电极被弯曲以在所述基板和所述下电 极之间限定穹顶形状空腔。
11. 一种包括谐振器的滤波器， 各谐振器包括基板； 下电极；压电薄膜，设置在所述下电极上；以及 上电极，设置在所述压电薄膜上，所述下电极包括设置在所述基板上的第一薄膜、以及设置在所述第一薄膜上并且比重 大于所述第一薄膜的比重的第二薄膜，所述压电薄膜设置在所述第二薄膜上，所述上电极包括设置在所述压电薄膜上的第三薄膜、以及设置在所述第三薄膜上的第四薄膜，所述第三薄膜的比重大于所述第四薄膜的比重，以及所述第三薄膜比所述第二薄膜厚。
12. 根据权利要求11所述的滤波器，其中所述谐振器包括串联臂谐振器和并联臂谐振器，所述并联臂谐振器包括设置在所述第三薄膜和所述第四薄膜之间的薄膜。
13. 根据权利要求11所述的滤波器，其中所述谐振器包括设置在双工器的发射系统中的谐振器和设置在所述双工器的接收系统中的谐振器。
14. 一种电子装置，该电子装置包括天线；以及与所述天线连接的滤波器，所述滤波器包括谐振器，各谐振器包括基板；下电极；压电薄膜，设置在所述下电极上；以及上电极，设置在所述压电薄膜上，所述下电极包括设置在所述基板上的第一薄膜、以及设置在所述第一薄膜上并且比重大于所述第一薄膜的比重的第二薄膜，所述压电薄膜设置在所述第二薄膜上，所述上电极包括设置在所述压电薄膜上的第三薄膜、以及设置在所述第三薄膜上的第四薄膜，所述第三薄膜的比重大于所述第四薄膜的比重，以及所述第三薄膜比所述第二薄膜厚。
全文摘要
本发明涉及谐振器、滤波器、以及电子装置。该谐振器包括基板；下电极；压电薄膜，设置在所述下电极上；以及上电极，设置在所述压电薄膜上。所述下电极包括设置在所述基板上的第一薄膜、以及设置在第一薄膜上并且比重大于第一薄膜的比重的第二薄膜。所述压电薄膜设置在第二薄膜上。所述上电极包括设置在所述压电薄膜上的第三薄膜、以及设置在第三薄膜上的第四薄膜，第三薄膜的比重大于第四薄膜的比重。第三薄膜比第二薄膜厚。
文档编号H03H9/15GK101741343SQ20091016837
公开日2010年6月16日 申请日期2009年8月31日 优先权日2008年11月13日
发明者上田政则, 原基扬, 坂下武, 岩城匡郁, 横山刚, 西原时弘, 谷口真司, 远藤刚 申请人:富士通株式会社;富士通媒体部品株式会社