滤波器及其制造方法与流程

1.本公开涉及半导体技术领域，特别地，本公开涉及滤波器及其制造方法。


背景技术：

2.随着无线通信应用的发展，人们对于数据传输速率的要求越来越高，与数据传输速率相对应的是频谱资源的高利用率和频谱的复杂化。通信协议的复杂化对于射频系统的各种性能提出了严格的要求，在射频前端模块，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掉以满足射频系统和通信协议对于信噪比的要求。
3.随着对通信设备的小型化和微型化的需要，提出了基于压电效应的声学谐振器。在基于压电效应的声学谐振器中，在压电材料中产生声学谐振模式，其中声波被转换为无线电波。目前，以薄膜体声学谐振器(fbar)为代表的体声学谐振器(baw)具有尺寸小、工作频率高、与集成电路(ic)制造工艺兼容等优点，因而被广泛应用于构造滤波器。
4.图1示出了现有技术的滤波器的示意图。如图1中所示，滤波器通常包括多个分布排列的声学谐振器。然而，这样的排列方式导致滤波器所占用的面积较大，集成度较低，因而导致成本较高。
5.此外，声学谐振器理想地仅激发厚度方向(即竖直方向)上的纵向模，例如te模，这些模是具有沿着传播方向的传播向量的纵向机械波。te模理想地沿着声学谐振器中的压电层的厚度方向传播。然而，除了期望的te模之外，在声学谐振器中还存在横向模，例如rayleigh-lamb模。rayleigh-lamb模是传播向量与te模的方向垂直的机械波。这些横向模沿着声学谐振器的压电层表面在水平方向上传播。因此，横向模不利地影响声学谐振器的品质因数(q)。具体地，rayleigh-lamb模的能量在声学谐振器的横向边界处损失，导致所需的纵向模的能量损失，因此降低了品质因数q。
6.此外，声学谐振器中的压电层、金属层和介电层的厚度以及声音在其中传播的声速都会随着温度的变化而变化，导致声学谐振器的谐振频率也会随着温度的变化而变化，造成了声学谐振器的工作状态的温度漂移，进而导致滤波器的整体功率容量降低。
7.因此，仍需要至少克服以上缺陷的基于声学谐振器的滤波器。


技术实现要素：

8.在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，此概述并非关于本公开的穷举性概述，也非意在确定本公开的关键性部分或重要部分，更非意在限定本公开的范围。此概述的目的仅在于以简化的形式给出关于本公开的某些发明构思，以此作为稍后给出的更详细的描述的前序。
9.本公开的目的在于提供能够减小占用面积以提高集成度，同时兼具高品质因数和稳定的温度特性的滤波器及其制造方法。
10.根据本公开的一个方面，提供了一种滤波器，包括：中心谐振器；以及至少一个环形谐振器，围绕中心谐振器设置并且电连接到中心谐振器，其中，中心谐振器和至少一个环
形谐振器均包括沿竖直方向依次设置的衬底、反射部件、下电极、压电层和上电极，以及其中，上电极设置有用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构。
11.根据本公开的实施方式，微结构包括桥式结构、翼形结构、凸起结构和凹入结构中的至少之一。
12.根据本公开的实施方式，中心谐振器和/或至少一个环形谐振器均包括设置在下电极的上表面和/或上电极的下表面上的温度补偿部件。
13.根据本公开的实施方式，温度补偿部件具有环形配置。
14.根据本公开的实施方式，在中心谐振器与至少一个环形谐振器之间以及在至少一个环形谐振器彼此之间设置有声反射结构。
15.根据本公开的实施方式，声反射结构是隔离槽。
16.根据本公开的实施方式，中心谐振器具有圆形、椭圆形、多边形或异形的形状，以及至少一个环形谐振器具有与中心谐振器的形状一致的形状。
17.根据本公开的实施方式，反射部件是空腔或布拉格反射器。
18.根据本公开的实施方式，中心谐振器与至少一个环形谐振器之间的电连接通过上电极和/或下电极实现。
19.根据本公开的另一方面，提供了一种滤波器的制造方法，该滤波器包括：中心谐振器；以及至少一个环形谐振器，围绕中心谐振器设置并且电连接到中心谐振器，其中中心谐振器和至少一个环形谐振器均包括沿竖直方向依次设置的衬底、反射部件、下电极、压电层和上电极。该制造方法包括：在衬底内部或表面上形成反射部件；在衬底上沿竖直方向依次形成与反射部件交叠的下电极和压电层；以及在压电层上形成具有用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构的上电极。
20.根据本公开的实施方式，该制造方法还包括：在下电极的上表面上形成温度补偿部件和在上电极的下表面上形成温度补偿部件中的至少之一。
21.根据本公开的实施方式，该制造方法还包括：在中心谐振器与至少一个环形谐振器之间以及在至少一个环形谐振器彼此之间形成声反射结构。
22.根据本公开的实施方式，声反射结构是隔离槽。
23.根据本公开的实施方式，在压电层上形成具有微结构的上电极包括在上电极中形成桥式结构、翼形结构、凸起结构和凹入结构中的至少之一。
24.根据本公开的滤波器及其制造方法，通过以嵌套的方式设置滤波器的多个谐振器，能够在不增加工艺复杂度的情况下提高滤波器的集成度并且减小滤波器的体积，而且还能够增加谐振器的周长面积比，从而提高谐振器的散热性能和滤波器的整体功率容量。此外，通过在滤波器的每个谐振器的上电极中设置微结构来减小横向机械波传播，能够少谐振能量的损失，从而提高声学谐振器的品质因数。此外，通过在每个谐振器的上电极的下表面和/或下电极的上表面上形成温度补偿部件，能够改善谐振器以及相应的滤波器的温度漂移，从而获得稳定的温度特性。
附图说明
25.所包括的附图用于提供本公开的进一步理解，并且被并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的实施方式，连同下面的描述一起用于说明本公开的原理。
26.图1示出了现有技术的滤波器的示意图。
27.图2a示出了根据本公开的第一实施方式的滤波器的平面视图。
28.图2b示出了沿图2a中的线a-a’截取的部分截面视图。
29.图3a示出了根据本公开的第二实施方式的滤波器的平面视图。
30.图3b示出了沿图3a中的线b-b’截取的部分截面视图。
31.图4a示出了根据本公开的第三实施方式的滤波器的平面视图。
32.图4b示出了沿图4a中的线c-c’截取的部分截面视图。
33.图5a示出了根据本公开的第四实施方式的滤波器的平面视图。
34.图5b示出了沿图5a中的线d-d’截取的部分截面视图。
35.图6a示出了根据本公开的第五实施方式的滤波器的平面视图。
36.图6b示出了沿图6a中的线e-e’截取的部分截面视图。
37.图7a示出了根据本公开的第六实施方式的滤波器的平面视图。
38.图7b示出了沿图7a中的线f-f’截取的部分截面视图。
39.图8a示出了根据本公开的第七实施方式的滤波器的平面视图。
40.图8b示出了沿图8a中的线g-g’截取的部分截面视图。
41.图9示出了根据本公开的实施方式的滤波器的制造方法的流程图。
42.图10a至图10e示出了根据本公开的实施方式的滤波器的制造过程中的截面视图。
具体实施方式
43.在本说明书中，还将理解，当一个部件被称为相对于其他部件，诸如在其他部件“上”，“连接到”或“耦接到”其他部件时，该一个部件可以直接设置在该一个部件上，直接连接到或直接耦接到该一个部件，或者还可以存在居间的第三部件。相反，当在本说明书中部件被称为相对于其他部件，诸如“直接”在其他部件“上”，“直接连接到”或“直接耦接到”其他部件时，在它们之间没有设置居间的部件。
44.现将在下文中参照附图更全面地描述本公开，在附图中示出了各实施方式。然而，本公开可以以许多不同的方式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，这些实施方式被提供使得本公开将是详尽的和完整的，并且将向本领域技术人员全面传达本公开的范围。通篇相同的附图标记表示相同的部件。再者，在附图中，为了清楚地说明，部件的厚度、比率和尺寸被放大。
45.本文使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而非旨在成为限制。除非上下文清楚地另有所指，否则如本文使用的“一”、“一个”、“该”和“至少之一”并非表示对数量的限制，而是旨在包括单数和复数二者。例如，除非上下文清楚地另有所指，否则“一个部件”的含义与“至少一个部件”相同。“至少之一”不应被解释为限制于数量“一”。“或”意指“和/或”。术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或更多个的任何和全部组合。
46.再者，“下”、“下方”、“上方”、“上”等用于说明图中所示的部件的位置关系。这些术语可以是相对的概念并且基于图中呈现的方向来描述。
47.除非另有限定，否则本文使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有与本领域技术人员所通常理解的含义相同的含义。如共同使用的词典中限定的术语应被解释为具有与相关的技术上下文中的含义相同的含义，并且除非在说明书中明确限定，否者不在理
想化的或者过于正式的意义上将这些术语解释为具有正式的含义。
[0048]“包括”或“包含”的含义指明了性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合，但是并未排除其他的性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合。
[0049]
本文参照作为理想化的实施方式的截面图描述了实施方式。从而，预见到作为例如制造技术和/或公差的结果的、相对于图示的形状变化。因此，本文描述的实施方式不应被解释为限于如本文示出的区域的具体形状，而是应包括因例如制造导致的形状的偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域可以典型地具有粗糙和/或非线性特征。而且，所示出的锐角可以被倒圆。因此，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状并非旨在示出区域的精确形状并且并非旨在限制权利要求的范围。
[0050]
在下文中，将参照附图描述根据本公开的示例性实施方式。
[0051]
《第一实施方式》
[0052]
图2a示出了根据本公开的第一实施方式的滤波器200的平面视图。图2b示出了沿图2a中的线a-a’截取的部分截面视图。
[0053]
如图2a所示，根据本公开的第一实施方式的滤波器200包括中心谐振器201以及围绕中心谐振器201设置的第一环形谐振器202、第二环形谐振器203、第三环形谐振器204和第四环形谐振器205。根据本公开的实施方式，如图2a所示，第一环形谐振器202、第二环形谐振器203、第三环形谐振器204和第四环形谐振器205以嵌套的方式依次围绕中心谐振器201设置。
[0054]
根据本公开的实施方式，第一环形谐振器202、第二环形谐振器203、第三环形谐振器204和第四环形谐振器205可以以并联或串联的方式电连接到中心谐振器201。
[0055]
尽管图2a中示出了滤波器200包括围绕中心谐振器201设置的四个环形谐振器202至205，但是本公开不限于此。根据本公开的实施方式，围绕中心谐振器201设置的环形谐振器的数目可以是大于或等于1的任意数目。
[0056]
此外，尽管图2a中示出了中心谐振器201以及第一至第四环形谐振器202至205均具有五边形的形状，但是本公开内容不限于此。根据本公开的实施方式，中心谐振器201可以具有圆形、椭圆形、多边形或异形中的任意形状。
[0057]
根据本公开的实施方式，第一至第四环形谐振器202至205可以均具有与中心谐振器201的形状一致的形状。替选地，第一至第四环形谐振器202至205可以均具有与中心谐振器201的形状不一致的形状。替选地，第一至第四环形谐振器202至205可以具有彼此不一致的形状。根据本公开的实施方式，中心谐振器201以及第一至第四环形谐振器202至205中的相邻的谐振器具有不一致的形状，能够减少谐振器的寄生效应，从而更进一步提高品质因数。
[0058]
如图2a所示，根据本公开的实施方式，在中心谐振器201与第一环形谐振器202之间以及在第一至第四环形谐振器202至205彼此之间设置有用于实现声学阻抗失配的声反射结构206。根据本公开的实施方式，声反射结构206可以具有隔离槽的配置。根据本公开的实施方式，隔离槽的宽度可以是在1μm至50μm的范围内，优选地是1μm、2μm、3μm、4μm和5μm。
[0059]
根据本公开的实施方式，滤波器200所包括的中心谐振器201以及包围中心谐振器的环形谐振器202至205以嵌套的方式配置，较之如图1中所示的现有技术的滤波器，在谐振器数量相同的情况下，所占用的面积降低，集成度提高，并且滤波器的整体体积较小，而且
还能够增加谐振器的周长面积比，从而提高谐振器的散热性能和滤波器的整体功率容量。。此外，根据本公开的实施方式，通过采用嵌套的方式在中心谐振器和各个环形谐振器彼此之间设置隔离槽，即相邻的谐振器之间均设置有隔离槽，可以减少沿滤波器表面的横向机械波的传播，有利于提高谐振器的品质因数q，从而提高滤波器的性能。
[0060]
应注意，为简洁起见，图2b中仅示出了包括中心谐振器201和第一环形谐振器202的截面的部分截面视图。根据本公开的实施方式，第二环形谐振器203、第三环形谐振器204和第四环形谐振器205可以具有与第一环形谐振器202相同的配置。
[0061]
如图2b中所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括沿竖直方向，即滤波器200的厚度方向依次设置的衬底210、反射部件220、下电极230、压电层240和上电极250。
[0062]
在本文中，由于中心谐振器和各个环形谐振器具有相同的配置，即均包括沿竖直方向依次设置的衬底、反射部件、下电极、压电层和上电极。因此，为便于描述，用相同的附图标记表示包括在不同的谐振器中的相应的部件。例如，在图2b中，附图标记220表示分别包括在中心谐振器201和第一环形谐振器202中的反射部件而不做进一步的详细区分。
[0063]
根据本公开的实施方式，衬底210可以是例如硅衬底、碳化硅衬底、砷化镓衬底等的半导体衬底。
[0064]
尽管图2b示出了反射部件220在衬底210内部形成，但是本公开不限于此。根据本公开的实施方式，反射部件220也可以在衬底210的表面上形成。
[0065]
此外，尽管图2b示出了反射部件220具有空腔的形式，但是本公开不限于此。根据本公开的实施方式，反射部件220也可以是其他类型的反射部件，例如布拉格反射器。根据本公开的实施方式，反射部件220用于在竖直方向上反射声波的能量，从而减少能量损失，提高谐振器的品质因数q。
[0066]
尽管图2b中示出了中心谐振器201的下电极230与第一环形谐振器202的下电极230彼此隔开，并且中心谐振器201的上电极250与第一环形谐振器202的上电极250彼此隔开，但是本领域技术人员应认识到，上文提及的中心谐振器201与第一至第四环形谐振器202至205之间的电连接可以通过下电极230和/或上电极250实现。也就是说，属于不同谐振器201至205的下电极230和/或上电极250可以部分地连接以实现环形谐振器与中心谐振器之间的电连接。
[0067]
下电极230和上电极250可以包括导电材料并且在受到电激励时沿着y方向提供振荡电场。例如，根据本公开的实施方式，导电材料可以包括但不限于：钼(mo)、钨(w)、铝(al)、铂/钛(pt/ti)叠层或金/铬(au/cr)叠层。
[0068]
根据本公开的实施方式，压电层240可以由压电材料制成，压电材料可以选自无机压电(单晶或多晶)材料或有机压电材料。压电材料的示例可以包括：纤锌矿结构，如氮化铝(aln)、氧化锌(zno)；钙钛矿结构，如batio3、pb(ti,zr)o3、li(nb,ta)o3、(k,na)nbo3；以及有机压电材料，如聚偏氟乙烯pvdf等。
[0069]
对于中心谐振器201以及第一至第四环形谐振器202至205中的每个谐振器，下电极230、压电层240和上电极250与反射部件220交叠的区域构成该谐振器的有效谐振区域。
[0070]
根据本公开的第一实施方式，如图2b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在下电极230的上表面上的温度补偿部件260，用于解决谐振器的谐振频率随温度变化而变化的漂移问题。
[0071]
根据本公开的实施方式，温度补偿部件260的频率温度系数与下电极230、压电层240和上电极250的频率温度系数一起决定整个谐振器的频率温度系数。具体地，温度补偿部件260的频率温度系数可以与压电层240的频率温度系数相反。例如，在压电层240具有负的频率温度系数的情况下，温度补偿部件260可以具有正的频率温度系数。
[0072]
在使用aln形成压电层240的情况下，形成温度补偿部件260的材料可以是氧化碲(teo)、氧化硅(sio)或者它们的组合。
[0073]
如图2b中所示，根据本公开的实施方式，温度补偿部件260可以具有环形配置。然而，本公开不限于此，温度补偿部件260也可以以温度补偿层的形式设置在下电极230的上表面上。
[0074]
根据本公开的第一实施方式，通过在中心谐振器和环形谐振器中的每个谐振器的下电极的上表面上形成温度补偿部件，能够改善谐振器以及相应的滤波器的温度漂移，从而获得稳定的温度特性。
[0075]
《第二实施方式》
[0076]
图3a示出了根据本公开的第二实施方式的滤波器300的平面视图。图3b示出了沿图3a中的线b-b’截取的截面视图。图3a和图3b中示出的根据本公开的第二实施方式的滤波器300中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0077]
为简洁起见，这里将仅对图3a和图3b中示出的根据本公开的第二实施方式的滤波器300与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第二实施方式的滤波器300的温度补偿部件260的配置。根据本公开的第二实施方式的滤波器300的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。
[0078]
根据本公开的第二实施方式，如图3b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250的下表面上的温度补偿部件260，用于解决谐振器的谐振频率随温度变化而变化的漂移问题。
[0079]
根据本公开的实施方式，温度补偿部件260的频率温度系数可以与压电层240的频率温度系数相反。例如，在压电层240具有负的频率温度系数的情况下，温度补偿部件260可以具有正的频率温度系数。
[0080]
在使用aln形成压电层240的情况下，形成温度补偿部件260的材料可以是氧化碲(teo)、氧化硅(sio)或者它们的组合。
[0081]
如图3b中所示，根据本公开的实施方式，温度补偿部件260可以具有环形配置。然而，本公开不限于此，温度补偿部件260也可以以温度补偿层的形式设置在上电极250的下表面上。
[0082]
根据本公开的第二实施方式，通过在中心谐振器和环形谐振器中的每个谐振器的上电极的下表面上形成温度补偿部件，能够改善谐振器以及相应的滤波器的温度漂移，从而获得稳定的温度特性。
[0083]
尽管上文结合图2b和图3b描述了温度补偿部件设置在下电极的上表面或上电极的下表面上第一实施方式和第二实施方式，但是本公开不限于此。根据本公开的实施方式，
第一实施方式和第二实施方式可以组合使用，即温度补偿部件设置在下电极的上表面和上电极的下表面上。此外，根据本公开的实施方式，温度补偿部件还可以直接设置在压电层中。
[0084]
《第三实施方式》
[0085]
图4a示出了根据本公开的第三实施方式的滤波器400的平面视图。图4b示出了沿图4a中的线c-c’截取的截面视图。图4a和图4b中示出的根据本公开的第三实施方式的滤波器400中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0086]
为简洁起见，这里将仅对图4a和图4b中示出的根据本公开的第三实施方式的滤波器400与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第三实施方式的滤波器400的上电极250的微结构270的配置。根据本公开的第三实施方式的滤波器400的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。此外，如图4b中所示，根据本公开的第三实施方式的滤波器400的谐振器不具有温度补偿部件260。
[0087]
根据本公开的第三实施方式，如图4b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250处的用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270。
[0088]
根据本公开的第三实施方式，如图4b所示，微结构270可以具有桥式结构的配置。例如，桥式结构可以是设置在填充有空气的空隙上方的空气桥。此外，桥式结构也可以是设置在填充有其他低声学阻抗材料的空隙上方的桥式结构。低声学阻抗材料的示例包括但不限于掺杂有碳(c)的二氧化硅(sio2)、诸如silk的电介质树脂或者苯并环丁烯(bcb)。
[0089]
根据本公开的第三实施方式，具有桥式结构的微结构270可以在有效谐振区域的边界处提供声学阻抗失配。这种声学阻抗失配导致在该边界处的声波反射，使得声波不会被传播到有效谐振区域外部并且因此避免能量损失。通过避免这种能量损失，具有桥式结构的微结构270可以提高声学谐振器200的品质因数q。此外，通过对具有微结构270的上电极250的图案化，可以使得谐振器的有效谐振区域终止，并且通过产生声学阻抗失配来减小能量损失，这同样可以提高谐振器的品质因数q。
[0090]
《第四实施方式》
[0091]
图5a示出了根据本公开的第四实施方式的滤波器500的平面视图。图5b示出了沿图5a中的线d-d’截取的截面视图。图5a和图5b中示出的根据本公开的第四实施方式的滤波器500中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0092]
为简洁起见，这里将仅对图5a和图5b中示出的根据本公开的第四实施方式的滤波器500与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第四实施方式的滤波器500的上电极250的微结构270的配置。根据本公开的第四实施方式的滤波器500的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。此外，如图5b中所示，根据本公开的第四实施方式的滤波器500的谐振器不
具有温度补偿部件260。
[0093]
根据本公开的第四实施方式，如图5b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250处的用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270。
[0094]
根据本公开的第四实施方式，如图5b所示，微结构270可以具有翼形结构的配置。例如，翼形结构可以具有上电极250在横向方向上向两侧延伸出的翼形部。
[0095]
根据本公开的第四实施方式，具有翼形结构的微结构270可以在有效谐振区域的边界处提供声学阻抗失配。这种声学阻抗失配导致在该边界处的声波反射，使得声波不会被传播到有效谐振区域外部并且因此避免能量损失。通过避免这种能量损失，具有翼形结构的微结构270可以提高声学谐振器200的品质因数q。此外，通过对具有微结构270的上电极250的图案化，可以使得谐振器的有效谐振区域终止，并且通过产生声学阻抗失配来减小能量损失，这同样可以提高谐振器的品质因数q。
[0096]
《第五实施方式》
[0097]
图6a示出了根据本公开的第五实施方式的滤波器600的平面视图。图6b示出了沿图6a中的线e-e’截取的截面视图。图6a和图6b中示出的根据本公开的第五实施方式的滤波器600中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0098]
为简洁起见，这里将仅对图6a和图6b中示出的根据本公开的第五实施方式的滤波器600与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第五实施方式的滤波器600的上电极250的微结构270的配置。根据本公开的第五实施方式的滤波器600的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。此外，如图6b中所示，根据本公开的第五实施方式的滤波器600的谐振器不具有温度补偿部件260。
[0099]
根据本公开的第五实施方式，如图6b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250处的用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270。
[0100]
根据本公开的第五实施方式，如图6b所示，微结构270可以具有凸起结构的配置。例如，凸起结构可以是设置在上电极250的上表面上的环形凸起。
[0101]
根据本公开的第五实施方式，具有凸起结构的微结构270可以阻碍声波被传播到有效谐振区域外部并且因此避免能量损失。通过避免这种能量损失，具有凸起结构的微结构270可以提高声学谐振器200的品质因数q。此外，通过对具有微结构270的上电极250的图案化，可以使得谐振器的有效谐振区域终止，并且通过产生声学阻抗失配来减小能量损失，这同样可以提高谐振器的品质因数q。
[0102]
尽管上文结合图6b描述了凸起结构270设置在上电极250的上表面的第五实施方式，但是本公开不限于此。如下文结合图8a和图8b描述的第七实施方式中的那样，凸起结构270还可以设置在上电极250的下表面上。
[0103]
《第六实施方式》
[0104]
图7a示出了根据本公开的第六实施方式的滤波器700的平面视图。图7b示出了沿
图7a中的线f-f’截取的截面视图。图7a和图7b中示出的根据本公开的第六实施方式的滤波器700中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0105]
为简洁起见，这里将仅对图7a和图7b中示出的根据本公开的第六实施方式的滤波器700与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第六实施方式的滤波器700的上电极250的微结构270的配置。根据本公开的第六实施方式的滤波器700的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。此外，如图7b中所示，根据本公开的第六实施方式的滤波器700的谐振器不具有温度补偿部件260。
[0106]
根据本公开的第六实施方式，如图7b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250处的用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270。
[0107]
根据本公开的第六实施方式，如图7b所示，微结构270可以具有凹入结构的配置。例如，凹入结构可以是设置在上电极250的上表面上的环形凹槽。
[0108]
根据本公开的第六实施方式，具有凹入结构的微结构270可以阻碍声波被传播到有效谐振区域外部并且因此避免能量损失。通过避免这种能量损失，具有凹入结构的微结构270可以提高声学谐振器200的品质因数q。此外，通过对具有微结构270的上电极250的图案化，可以使得谐振器的有效谐振区域终止，并且通过产生声学阻抗失配来减小能量损失，这同样可以提高谐振器的品质因数q。
[0109]
《第七实施方式》
[0110]
图8a示出了根据本公开的第七实施方式的滤波器800的平面视图。图8b示出了沿图8a中的线g-g’截取的截面视图。图8a和图8b中示出的根据本公开的第七实施方式的滤波器800中的与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200相同的部件由相同的附图标记表示。
[0111]
为简洁起见，这里将仅对图8a和图8b中示出的根据本公开的第七实施方式的滤波器800与图2a和图2b中示出的根据本公开的第一实施方式的滤波器200之间的不同之处进行描述。具体地，这里仅描述根据本公开的第七实施方式的滤波器800的上电极250的微结构270的配置。根据本公开的第七实施方式的滤波器800的其他部件的配置可以与根据本公开的第一实施方式的滤波器200的相应部件的配置相同，并且可以参考上文结合图2a和图2b描述的内容。
[0112]
根据本公开的第七实施方式，如图8b所示，中心谐振器201和第一环形谐振器202均包括设置在上电极250处的用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270。
[0113]
根据本公开的第七实施方式，如图8b所示，微结构270可以具有上文结合图4a和图4b描述的桥式结构270-1、上文结合图5a和图5b描述的翼形结构270-2、上文结合图6a和图6b描述的凸起结构270-3以及上文结合图7a和图7b描述的凹入结构270-4。特别地，如图8b中所示，凸起结构270-3可以设置在上电极250的下表面上，这同样可以产生声学阻抗失配。
[0114]
根据本公开的实施方式，凸起结构270-3可以由与上电极250相同的材料或不同的
材料制成。
[0115]
根据本公开的第七实施方式，微结构270可以阻碍声波被传播到有效谐振区域外部并且在有效谐振区域的边界处提供声学阻抗失配，从而避免能量损失。通过避免这种能量损失，微结构270可以提高声学谐振器200的品质因数q。此外，通过对具有微结构270的上电极250的图案化，可以使得谐振器的有效谐振区域终止，并且通过产生声学阻抗失配来减小能量损失，这同样可以提高谐振器的品质因数q。
[0116]
本领域技术人员应认识到，根据本公开的第一至第六实施方式中的温度补偿部件260和微结构270可以任意组合使用，而不仅限于本文公开的实施方式。
[0117]
下面以制造图8a和图8b所示的根据本公开的第七实施方式的滤波器800为例描述根据本公开的实施方式的滤波器的制造方法。
[0118]
图9示出了根据本公开的实施方式的滤波器的制造方法900的流程图。图10a至图10e示出了根据本公开的实施方式的滤波器800的制造过程中的截面视图。
[0119]
如图9和图10a至图10e所示，根据本公开的实施方式的声学谐振器的制造方法900包括如下步骤：
[0120]
s901：在衬底210内部形成具有空腔形式的反射部件220。可以通过本领域已知的多种工艺在衬底210中形成具有空腔形式的反射部件220。例如，如图10a所示，根据本公开的实施方式，可以通过光刻工艺在衬底220中形成槽，并且使用牺牲材料来填充槽。例如，根据本公开的实施方式，牺牲材料可以包括磷硅酸盐玻璃(psg)，其可以包括例如8％的磷和92％的二氧化硅。随后，可以通过后继工艺步骤去除槽中的牺牲材料来形成空腔，即反射部件220。
[0121]
替选地，根据本公开的实施方式，还可以在衬底210上通过例如沉积工艺形成具有布拉格反射器形式的反射部件。用于形成布拉格反射器的工艺步骤对于本领域技术人员是已知的，因此不做进一步的详细描述。
[0122]
s902：在衬底210上沿竖直方向形成与反射部件220交叠的下电极230。根据本公开的实施方式，如图10b所示，在衬底210上通过例如沉积和刻蚀工艺形成下电极230之前，可以通过例如沉积和刻蚀工艺形成与反射部件220交叠的种子层以便于在随后的工艺步骤中形成压电层240。例如，种子层可以具有与随后形成的压电层240相同的压电材料。
[0123]
s903：如图10c所示，在下电极230上通过例如沉积和刻蚀工艺形成温度补偿部件260，并且在具有温度补偿部件260的下电极230上通过例如沉积工艺形成压电层240。
[0124]
s904：如图10d所示，在压电层240上形成具有用于减小与竖直方向垂直的水平方向上的机械波传播的微结构270的上电极250。
[0125]
如图10d所示，上电极250的微结构270可以具有上文结合图4a和图4b描述的桥式结构、上文结合图5a和图5b描述的翼形结构、上文结合图6a和图6b描述的凸起结构以及上文结合图7a和图7b描述的桥式结构。
[0126]
可以通过本领域已知的多种工艺形成具有微结构270的上电极250。例如，通过在压电层240上通过例如沉积工艺形成牺牲层，通过例如刻蚀工艺对该牺牲材料进行图案化以形成牺牲结构，在该牺牲结构上沉积电极材料并且随后去除该牺牲结构，可以形成具有作为桥式结构和翼型结构的微结构270的上电极250。
[0127]
s905：如图10e所示，去除牺牲材料，并且形成各谐振器之间的隔离槽206。
[0128]
根据本公开的滤波器及其制造方法，通过以嵌套的方式设置滤波器的多个谐振器，能够在不增加工艺复杂度的情况下提高滤波器的集成度并且减小滤波器的体积，而且还能够增加谐振器的周长面积比，从而提高谐振器的散热性能和滤波器的整体功率容量。此外，通过在滤波器的每个谐振器的上电极中设置微结构来减小横向机械波传播，能够少谐振能量的损失，从而提高声学谐振器的品质因数。此外，通过在每个谐振器的上电极的下表面和/或下电极的上表面上形成温度补偿部件，能够改善谐振器以及相应的滤波器的温度漂移，从而获得稳定的温度特性。
[0129]
尽管参照本公开的示例性实施方式描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不偏离权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变化。