体声波谐振器、滤波器、多工器及其制作方法与流程

本发明涉及滤波器，尤其涉及一种体声波谐振器、滤波器、多工器及其制作方法。

背景技术：

1、随着通信技术的不断发展和进步，在实际的应用中对通信装置中各个器件的性能、尺寸和成本等要求越来越高。示例性地，随着5g网络的应用与普及，特别是对于移动终端中的射频前端装置中的各个器件都提出了更高的要求。滤波器是射频前端装置中特别重要的一种器件，在射频前端装置的5g应用场景中，体声波(bulk acoustic wave，baw)滤波器占据了越来越重要的位置。体声波滤波器主要采用将声波限制在上电极-压电层-下电极组成的谐振区域中的体声波谐振器实现。体声波谐振器声波器件具有体积小,成本低,品质因数(q)高、功率承受能力强等特点。

2、然而，体声波谐振器中存在的声波能量泄露的问题限制了其性能的进一步提高。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种体声波谐振器、滤波器、多工器及其制作方法，以解决体声波谐振器中存在的声波能量泄露而限制了其性能的进一步提高的问题。

2、第一方面，本发明实施例提出一种体声波谐振器，包括：

3、衬底；

4、声反射结构，设置在所述衬底中或者在所述衬底之上；

5、设置在所述衬底和所述声反射结构上的下电极、压电层和上电极；

6、所述衬底、声反射结构、下电极、压电层和上电极的重叠区域形成所述体声波谐振器的有效谐振区，所述下电极、压电层和上电极包括在有效谐振区外形成的至少一个第一重叠区域；

7、所述压电层中包括抑制结构，所述抑制结构至少横向覆盖至少一个所述第一重叠区域，以抑制所述体声波谐振器在至少一个所述第一重叠区域中的纵向能量泄露。

8、进一步地，所述抑制结构自所述第一重叠区域延伸至所述有效谐振区。

9、进一步地，所述抑制结构自所述第一重叠区域朝向远离所述有效谐振区的方向延伸。

10、进一步地，所述抑制结构包括形成在所述压电层中的通孔结构，和/或，形成在所述压电层中的填充结构。

11、进一步地，所述填充结构中至少部分填充有介电材料。

12、进一步地，所述填充结构中至少部分填充有低介电常数材料。

13、进一步地，所述抑制结构中至少部分为空腔结构和填充结构交替分布的混合结构。

14、进一步地，所述声反射结构为空腔结构。

15、进一步地，还包括金属层，所述金属层位于所述下电极之上，且与所述抑制结构在纵向投影上至少部分交叠。

16、第二方面，本发明实施例提出一种滤波器，包括上述体声波谐振器。

17、第三方面，本发明实施例提出一种多工器，包括上述滤波器。

18、第四方面，本发明实施例提出一种体声波谐振器的制作方法，包括：

19、在衬底和下电极上形成压电层，所述压电层中包括抑制结构，所述抑制结构至少横向覆盖至少一个第一重叠区域，以抑制所述体声波谐振器在至少一个所述第一重叠区域中纵向的能量泄露，其中，所述体声波谐振器的衬底、声反射结构、下电极、压电层和上电极的重叠区域形成所述体声波谐振器的有效谐振区，所述第一重叠区域为所述下电极、压电层和上电极在所述有效谐振区外形成的重叠区域。

20、进一步地，所述在衬底和下电极上形成压电层，包括：

21、在所述衬底和所述下电极上形成压电层；

22、对所述压电层进行刻蚀，在所述压电层中形成通孔，所述通孔至少横向覆盖至少一个第一重叠区域。

23、进一步地，所述体声波谐振器的制作方法还包括：

24、在所述通孔中填充低介电常数材料；

25、或者，

26、在所述通孔中填充牺牲层材料，且在完成上电极制备工艺之后后，释放牺牲层材料。

27、本实施例还提供一种射频前端模组，包括上述体声波谐振器。

28、本发明实施例的体声波谐振器、滤波器和多工器中，通过合理设置下电极、压电层和上电极和衬底、声反射结构，形成至少一个第一重叠区域，提高了器件的机械强度，保证了可靠性，并且，在压电层中设置了抑制结构，来抑制第一重叠区域中的纵向能量泄露，保证了体声波谐振器整体更好的性能，实现了可靠性和器件性能的二者兼顾。

29、在本实施例的体声波谐振器的制作方法中，在衬底和下电极上形成压电层，所述压电层中包括抑制结构，所述抑制结构至少横向覆盖至少一个第一重叠区域，以抑制所述体声波谐振器在至少一个所述第一重叠区域中纵向的能量泄露，其中，所述体声波谐振器的衬底、声反射结构、下电极、压电层和上电极的重叠区域形成所述体声波谐振器的有效谐振区，所述第一重叠区域为所述下电极、压电层和上电极在所述有效谐振区外形成的重叠区域。通过合理设置下电极、压电层和上电极和衬底、声反射结构，形成至少一个第一重叠区域，提高了器件的机械强度，保证了可靠性，并且，在压电层中设置了抑制结构，来抑制第一重叠区域中的纵向能量泄露，工艺简单，并且保证了体声波谐振器整体更好的性能，实现了可靠性和器件性能的二者兼顾。

技术特征：

1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述抑制结构自所述第一重叠区域延伸至所述有效谐振区。

3.根据权利要求1或2所述的体声波谐振器，其特征在于，所述抑制结构自所述第一重叠区域朝向远离所述有效谐振区的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述抑制结构包括形成在所述压电层中的通孔结构，和/或，形成在所述压电层中的填充结构。

5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，所述填充结构中至少部分填充有介电材料。

6.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，所述填充结构中至少部分填充有低介电常数材料。

7.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，所述抑制结构中至少部分为空腔结构和填充结构交替分布的混合结构。

8.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，所述声反射结构为空腔结构。

9.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，还包括金属层，所述金属层位于所述下电极之上，且与所述抑制结构在纵向投影上至少部分交叠。

10.一种滤波器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的体声波谐振器。

11.一种多工器，其特征在于，包括如权利要求10所述的滤波器。

12.一种体声波谐振器的制作方法，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述在衬底和下电极上形成压电层，包括：

14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了一种体声波谐振器、滤波器、多工器及其制作方法，通过合理设置下电极、压电层和上电极和衬底、声反射结构，形成至少一个第一重叠区域，提高了器件的机械强度，保证了可靠性，并且，在压电层中设置了抑制结构，来抑制第一重叠区域中的纵向能量泄露以及横向能量泄露，保证了体声波谐振器整体更好的Q值，实现了可靠性和器件性能的二者兼顾。

技术研发人员：杜波,王华磊,霍振选,倪建兴
受保护的技术使用者：锐石创芯（重庆）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16