一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器。

背景技术：

在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用，它可以将带外干扰和噪声滤除以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求。随着通信协议越来越复杂，对频带内外的要求也越来越高，使得滤波器的设计越来越有挑战。另外，随着手机需要支持的频带数目不断上升，每一款手机中需要用到的滤波器数量也在不断上升。

目前射频滤波器最主流的实现方式是声表面波滤波器和基于薄膜体声波谐振器技术的滤波器。声表面波滤波器由于其自身的局限性，在1.5GHz以下使用比较合适。然而，目前的无线通讯协议已经早就使用大于2.5GHz的频段，这时必须使用基于薄膜体声波谐振器技术的滤波器。

薄膜体声波谐振器的结构和制备方式已经有很多。在以往的结构和制备方式中，主要采用氮化铝、氧化锌、PZT等压电薄膜作为压电材料，而制备高质量的压电薄膜材料一直是该领域的重点与难点。如图1所示,传统制备压电薄膜的方法是首先沉积底电极材料，然后对其刻蚀形成所需的底电极形状，在此基础上再沉积压电层。由于采用一般常用的方法图形化后的底电极边缘一般是直角，在此边缘处压电薄膜无法沿着需要的与基片表面垂直的方向生长，由此会造成该部分的压电薄膜性能不好，甚至会形成裂纹，大大影响了谐振器的性能和可靠性。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型提出了一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，通过在底电极的边缘设置缓冲单元以使底电极的顶面与底面的高度差平缓，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

具体的，本实用新型的方案如下：

一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，其特征在于，谐振器包括硅基片和覆盖在硅基片上的压电三明治结构，压电三明治结构自上而下包括顶电极、压电薄膜层和底电极，其中顶电极、压电薄膜层和底电极依次堆叠，且顶电极、压电薄膜层和底电极层面积逐层增大，底电极的至少一个边缘设置缓冲单元，缓冲单元为倒圆或倒角。

进一步的，当缓冲单元为倒角时，倒角的角度为15°-60°。

进一步的，倒角的角度为30°、45°或55°。

进一步的，当缓冲单元为倒圆时，倒圆的半径为100-400nm。

进一步的，倒圆的半径为150nm、200nm、250nm或300nm。

进一步的，底电极的两个边缘均设置为倒角或倒圆；或底电极的两个边缘分别设置倒圆与倒角。

进一步的，压电薄膜层覆盖底电极的两个边缘，顶电极覆盖压电薄膜层的两个边缘。

进一步的，底电极的厚度为200-500nm，压电薄膜层的厚度为100-300nm。

相比于现有技术，本实用新型具有如下的技术效果：

本实用新型提供了一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，该谐振器包括硅基片和覆盖在硅基片上的压电三明治结构，压电三明治结构自上而下包括顶电极、压电薄膜层和底电极，其中顶电极、压电薄膜层、底电极依次堆叠，且顶电极、压电薄膜层、底电极层面积逐层增大，底电极的至少一个边缘设置缓冲单元，缓冲单元为倒圆或倒角结构。上述薄膜体声波谐振器通过将底电极的边缘设置缓冲单元以平缓底电极的顶面与底面的高度差，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的薄膜体声波谐振器的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器的结构示意图；

其中：1、硅基片；2、压电三明治结构；21、顶电极；22、压电薄膜层；23、底电极；3、缓冲单元；31、倒角；32、倒圆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，该谐振器包括硅基片1和覆盖在硅基片1上的压电三明治结构2，压电三明治结构2自上而下包括顶电极21、压电薄膜层22和底电极23，其中顶电极21、压电薄膜层22和底电极23依次堆叠，且顶电极21、压电薄膜层22和底电极层23面积逐层增大，底电极23的至少一个边缘设置缓冲单元3，缓冲单元3为倒角31。

相比于现有技术中的直角型，通过将底电极的边缘设置缓冲单元以平缓底电极的顶面与底面的高度差，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

优选的，缓冲单元3为倒角31，倒角的角度为坡度比较平缓的15°-60°，这样能够缓解直角边缘高度差变化较大对压电薄膜性能造成的影响，起到改善作用。

优选的，倒角31的角度为30°、45°或55°。

优选的，底电极23的两个边缘均设置为倒角31。

优选的，压电薄膜层22覆盖底电极23的两个边缘，顶电极21覆盖压电薄膜层22的两个边缘，顶电极21、压电薄膜层22与底电极23依次层叠设置形成梯形结构。

优选的，底电极23的厚度为200-500nm，压电薄膜层22的厚度为100-300nm。

上述带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，该谐振器包括硅基片和覆盖在硅基片上的压电三明治结构，压电三明治结构自上而下包括顶电极、压电薄膜层和底电极，其中顶电极、压电薄膜层、底电极依次堆叠，且顶电极、压电薄膜层、底电极层面积逐层增大，底电极的至少一个边缘设置缓冲单元，缓冲单元为倒圆或倒角结构。上述薄膜体声波谐振器通过将底电极的边缘设置缓冲单元以平缓底电极的顶面与底面的高度差，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

如图3所示，在上述实施例的基础上，本实用新型还提供了另一种实施例，该实施例中的带缓冲单元的薄膜体声波谐振器包括硅基片1和覆盖在硅基片1上的压电三明治结构2，压电三明治结构2自上而下包括顶电极21、压电薄膜层22和底电极23，其中顶电极21、压电薄膜层22和底电极23依次堆叠，且顶电极21、压电薄膜层22和底电极层23面积逐层增大，底电极23的至少一个边缘设置缓冲单元3，缓冲单元3为倒圆32。

相比于现有技术中的直角型，通过将底电极的边缘设置缓冲单元以平缓底电极的顶面与底面的高度差，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

优选的，缓冲单元3为倒圆32，倒圆的半径为100-400nm，倒圆的弧度较大，这样能够缓解直角边缘高度差变化较大对压电薄膜性能造成的影响，起到改善作用。

优选的，倒圆32的半径为150nm、200nm、250nm或300nm。

优选的，底电极23的两个边缘均设置为倒圆32。

优选的，压电薄膜层22覆盖底电极23的两个边缘，顶电极21覆盖压电薄膜层22的两个边缘，顶电极21、压电薄膜层22与底电极23依次层叠设置形成梯形结构。

优选的，底电极23的厚度为200-500nm，压电薄膜层22的厚度为100-300nm。

综上，本实用新型提供了一种带缓冲单元的薄膜体声波谐振器，该谐振器包括硅基片和覆盖在硅基片上的压电三明治结构，压电三明治结构自上而下包括顶电极、压电薄膜层和底电极，其中顶电极、压电薄膜层、底电极依次堆叠，且顶电极、压电薄膜层、底电极层面积逐层增大，底电极的至少一个边缘设置缓冲单元，缓冲单元为倒圆或倒角结构。上述薄膜体声波谐振器通过将底电极的边缘设置缓冲单元以平缓底电极的顶面与底面的高度差，缓解传统的直角边缘高度差较大对压电薄膜性能造成的影响，避免出现裂纹等情况，大大提高谐振器的性能与可靠性。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。