[发明专利]薄膜体声波谐振器、通信器件和射频模块

说明书

技术领域

本发明实施例涉及谐振器技术，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器、通信器件和射频模块。

背景技术

随着无线通信技术的发展，集成化和小型化已成为无线射频模块的发展趋势，射频模块前端电路中的滤波器的集成化、小型化和高功率则变得非常关键。由于薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，FBAR)具有体积小、工作频率高以及便于集成等优点，由薄膜体声波谐振器组成的滤波器已广泛应用于无线通信装置技术领域中。

图1为现有空气隙结构FBAR的结构示意图。如图1所示，现有空气隙结构FBAR中，在由上电极101、压电薄膜102、下电极103组成的压电三明治结构中，该压电三明治结构设置在衬底104上，且在衬底104上形成有空气隙105，FBAR工作时，可利用空气隙105对FBAR进行声波隔离，保证FBAR的工作性能。由于FBAR是依靠压电三明治结构的上下振动进行工作，在FBAR工作过程中，会在空气隙的边缘处产生应力集中(如图1虚线所示位置)，且随着FBAR的工作的功率越大，压电薄膜的振动就越强，应力集中处产生的应力就会越大，当产生的应力超过下电极、压电薄膜和上电极的应力承受强度时，就会导致FBAR的压电三明治结构塌陷或破裂，FBAR将无法正常工作。此外，现有技术中一般通过增加FBAR结构中空气隙的面积来增加FBAR的功率容量，但FBAR中空气隙面积增大到一定程度后，FBAR结构将变得更加不稳定，FBAR的功率容量反而不会增加，还会出现应力下降的趋势。

综上，现有空气隙结构FBAR中，由于空气隙边缘应力集中问题，导致FBAR的功率容量受限，FBAR功率容量较低；而单纯通过增加FBAR结构中的空气隙的面积，在空气隙面积达到一定程度后，FBAR结构将变得更加不稳定，FBAR的功率容量反而不会增加，相反还会出现功率容量下降的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器、通信器件和射频模块，可有效克服现有FBAR结构中存在的空气隙应力过大而导致功率容量较低的问题，可在提高薄膜体声波谐振器功率容量的基础上，减少应力集中问题。

本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器，包括：衬底，所述衬底上依次层叠设置有下电极层、压电薄膜和上电极层；

所述衬底与下电极层之间设置有2个或2个以上的空气隙。

本发明实施例提供一种通信器件，包括上述本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器。

本发明实施例提供一种射频模块，包括双工器或多工器，所述双工器或多工器中的谐振器为采用上述本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器

本实施例提供的薄膜体声波谐振器、通信器件和射频模块，薄膜体声波谐振器具有多个空气隙结构，且各空气隙共用相同的上电极层、压电薄膜和下电极层，这样，薄膜体声波谐振器工作时，压电薄膜产生的振动就会分散到各空气隙结构上，使得每个空气隙结构边缘处产生的应力均较小，可有效提高整个薄膜体声波谐振器结构的稳定性和可靠性；同时，由于各空气隙共用上电极层、压电薄膜下电极层，薄膜体声波谐振器的功率就是各空气隙对应的压电薄膜区域产生的功率之和，使得薄膜体声波谐振器整体可具有较高的功率容量，满足大功率需求的薄膜体声波谐振器应用中；此外，相对于传统具有相同功率容量的功率电路，本实施例提供的薄膜体声波谐振器具有更小的体积和结构稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为现有空气隙结构FBAR的结构示意图；

图2A为本发明实施例一提供的薄膜体声波谐振器结构示意图；

图2B为图2A中A-A向所示的空气隙的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的薄膜体声波谐振器中空气隙的结构示意图；

图4为本发明实施例三提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图；

图5A为本发明实施例四提供的射频模块的结构示意图；

图5B为图5A中双工器的结构示意图。

具体实施方式