本申请涉及射频滤波,具体涉及一种体声波谐振器、滤波器及射频前端模组。
背景技术:
1、谐振器在无线电、光电等领域被广泛应用,并随之技术迭代,从机械谐振器和电学谐振器发展至体声波谐振器,体声波谐振器通过在两电极间输入射频信号,fbar利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振,并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出,体声波谐振器能够具备更宽的工作频率范围、更高的精度等。
2、在体声波谐振器中,由于体声波谐振器的实际声场的激发不完全为厚度方向的纵波模式,往往存在横向声场的激发模式,这部分横向激发的声学模式会导致谐振器的品质因数(q)值下降。品质因数(q)值低的体声波谐振器会恶化滤波器插入损耗和矩形度,进而导致射频前端模组的灵敏度降低。
3、因此,对体声波谐振器性能进行改善已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种体声波谐振器、滤波器及射频前端模组,以改善上述技术问题,以至少部分改善上述技术问题。
2、第一方面,本申请提供一种体声波谐振器,包括:衬底、下电极、压电层以及上电极,衬底具有第一表面,下电极设于第一表面,且衬底和下电极之间具有声学镜,压电层贴设于下电极远离衬底的表面,且覆盖下电极,上电极设置于压电层远离下电极的表面,上电极包括远离压电层的第二表面,其中,上电极、下电极、压电层以及声学镜之间相互重叠的区域为有效区域,有效区域包括中间区域、凹陷区域、过渡区域以及凸起区域,凹陷区域位于中间区域的周侧,凸起区域位于凹陷区域远离中间区域的周侧,凸起区域与凹陷区域之间为过渡区域,凹陷区域与过渡区域之间满足如下关系:
3、0.05≤d1/d2≤0.7
4、其中,d1为过渡区域的宽度,d2为凹陷区域的宽度。
5、在一种实施方式中,凸起区域的高度大于过渡区域的高度以及中间区域的高度,凹陷区域的高度小于过渡区域的高度以及中间区域的高度,高度为第二表面与第一表面之间的间距;过渡区域的高度与中间区域的高度相同或者不同。
6、在一种实施方式中,过渡区域的宽度在40nm至600nm范围内,或者在50nm至500nm范围内。
7、在一种实施方式中,位于过渡区域中的第二表面的至少一部分,与位于中间区域的第二表面平行,或者,位于过渡区域中的第二表面的至少一部分与位于中间区域的第二表面在同一平面上。
8、在一种实施方式中,凹陷区域由上电极、下电极以及压电层中的至少一者朝向衬底凹陷形成。
9、在一种实施方式中,在具有凹陷的结构中,该结构位于凹陷区域的厚度与位于中间区域的厚度满足如下关系:
10、0.8≤h1/h2<1
11、其中,h1为凹陷区域的厚度,h2为中间区域的厚度,该结构为上电极、下电极以及压电层中的一个。
12、在一种实施方式中,凹陷区域、凸起区域以及过渡区域之间满足如下关系:
13、0.3≤d3/(d1+d2)≤4
14、其中,d3为凸起区域的宽度。
15、在一种实施方式中,上电极、下电极以及压电层中的至少一者的表面具有凸起结构,在衬底的厚度方向上,凸起结构所在的区域为凸起区域。
16、在一种实施方式中,体声波谐振器还包括第一介电层和保护电极,第一介电层设置于压电层远离下电极的表面,且第一介电层的一部分位于有效区域内,另一部分位于有效区域外;在俯视方向上,第一介电层位于过渡区域远离凹陷区域的一侧,保护电极设置于压电层与上电极之间,在俯视方向上,保护电极的一部分位于第一介电层与过渡区域之间,保护电极的另一部分至少覆盖第一介电层的至少一部分,位于保护电极上的第二表面高于位于中间区域的第二表面,以形成凸起结构,凸起结构所在的区域为凸起区域。
17、在一种实施方式中,中间区域的声阻抗值和过渡区域的声阻抗值小于凸起区域的声阻抗值,中间区域的声阻抗值和过渡区域的声阻抗值大于凹陷区域的声阻抗值。
18、第二方面,本申请提供一种体声波谐振器,包括:衬底、下电极、压电层以及上电极,衬底具有第一表面,下电极设于第一表面,且衬底和下电极之间具有声学镜,压电层贴设于下电极远离衬底的表面,且覆盖下电极,上电极设置于压电层远离下电极的表面,上电极包括远离压电层的第二表面,其中,上电极、下电极、压电层以及声学镜之间相互重叠的区域为有效区域,有效区域包括中间区域、凹陷区域、过渡区域以及凸起区域,凹陷区域位于中间区域的周侧,凸起区域位于凹陷区域远离中间区域的周侧,凸起区域与凹陷区域之间为过渡区域,过渡区域的宽度在40nm至600nm或者50nm至500nm范围内。
19、在一种实施方式中,体声波谐振器还包括第一介电层和保护电极,第一介电层设置于压电层远离下电极的表面,且第一介电层的一部分位于有效区域内,另一部分位于有效区域外;在俯视方向上,第一介电层位于过渡区域远离凹陷区域的一侧,保护电极设置于压电层与上电极之间,在俯视方向上,保护电极的一部分位于第一介电层与过渡区域之间,保护电极的另一部分至少覆盖第一介电层的至少一部分,位于保护电极上的第二表面高于位于中间区域的第二表面,以形成凸起结构,凸起结构所在的区域为凸起区域。
20、第三方面,本申请提供一种滤波器,包括如上述第一方面和/或第二方面提供的体声波谐振器。
21、第四方面,本申请提供一种射频前端模组,包括如上述第三方面提供的滤波器。
22、本申请提供的体声波谐振器、滤波器及射频前端模组,体声波谐振器设置有凹陷区域、过渡区域,凹陷区域与过渡区域之间宽度满足设定条件或者过渡区域的宽度在限定范围内,能够减小工艺误差对体声波谐振器各项性能的影响,从而保证滤波器的性能。
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,所述凸起区域的高度大于所述过渡区域的高度以及所述中间区域的高度,所述凹陷区域的高度小于所述过渡区域的高度以及所述中间区域的高度,所述高度为所述第二表面与所述第一表面之间的间距;所述过渡区域的高度与所述中间区域的高度相同或者不同。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述过渡区域的宽度在40nm至600nm范围内,或者,所述过渡区域的宽度在50nm至500nm范围内。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,位于所述过渡区域中的所述第二表面的至少一部分,与位于所述中间区域的所述第二表面平行;
5.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述凹陷区域由所述上电极、所述下电极以及所述压电层中的至少一者朝向所述衬底凹陷形成。
6.根据权利要求5所述的体声波谐振器,其特征在于,在具有凹陷的结构中,所述结构位于所述凹陷区域的厚度与位于所述中间区域的厚度满足如下关系:
7.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述凹陷区域、所述凸起区域以及所述过渡区域之间满足如下关系:
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述上电极、所述下电极以及所述压电层中的至少一者的表面具有凸起结构,在所述衬底的厚度方向上,所述凸起结构所在的区域为所述凸起区域。
9.根据权利要求1-8任一项所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括第一介电层和保护电极;
10.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其特征在于,所述中间区域的声阻抗值和所述过渡区域的声阻抗值小于所述凸起区域的声阻抗值,所述中间区域的声阻抗值和所述过渡区域的声阻抗值大于所述凹陷区域的声阻抗值。
11.一种体声波谐振器,其特征在于,包括:
12.根据权利要求11所述的体声波谐振器,其特征在于,所述体声波谐振器还包括第一介电层和保护电极;
13.一种滤波器,其特征在于,包括如权利要求1-12任一项所述的体声波谐振器。
14.一种射频前端模组,其特征在于,包括如权利要求13所述的滤波器。