[发明专利]具有多个横向特征的声谐振器

说明书

技术领域

本技术涉及具有多个横向特征的声谐振器。

背景技术

换能器通常将电信号转换为机械信号或振动，和/或将机械信号或振动转换为电信号。特别地，声学换能器将电信号转换为声信号(声波)并且经由逆向和直接的压电效应将接收到的声波转换为电信号。声学换能器通常包括诸如薄膜体声波谐振器(FBAR)、表面声波(SAW)谐振器、体声波(BAW)谐振器等声谐振器，并且可用在诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、电子游戏设备、笔记本电脑和其他便携式通信设备等多种电子应用中。例如，FFBAR可用于电子滤波器和电压互感器。通常，声谐振器具有在两个导电板(电极)之间的压电材料层。特别地，FBAR设备在受到施加的随时间变化的电场以及高阶谐波的混合产品的激励时，产生纵向声波和横向(横向)声波。横向模式和高阶谐波的混合产品对功能可具有有害影响。

在特定配置中，可以沿着FBAR的一个或多个侧边设置架构，以通过改善对在FBAR的活性区域(顶部电极、压电层和底部电极重叠的区域)中电激发的模式的约束来减轻声损耗。通常，架构产生声阻抗失配，该声阻抗失配通过抑制激发且从而使得在电极(主要是顶部电极)的边缘处的FBAR模式的散射最小化来减少损耗。此外，架构将电激发的传播模式反射回到谐振器的活性区域，并且因此改善在FBAR的活性区域内这些模式的约束。沿着FBAR的侧边布置的架构通常增加并联电阻(Rp)。典型的架构提供两个界面(阻抗失配平面)，其增加沿横向方向的传播本征模式的反射。当架构的宽度针对给定本征模式适当地设计时，其产生该特定本征模式的谐振增强的反射和抑制，从而在并联谐振频率(Fp)处产生更好的能量约束和更高的Q因数。

然而，为了增加FBAR的效率，需要更好的声能约束以及由于更好的声能约束而产生的FBAR Q因数的进一步改善。

发明内容

在代表性实施例中，薄膜体声谐振器(FBAR)包括在衬底上且在腔体上方的第一电极、在第一电极上的压电层、在压电层上的第二电极、以及在第二电极上的多个横向特征。横向特征包括多个台阶结构。

在另一个代表性实施例中，薄膜体声谐振器(FBAR)包括堆叠在衬底上的第一电极、在第一电极上的压电层、在压电层上的第二电极。此外，外部多界面架构样式形成在第二电极的外部区域处、第二电极的表面上，外部多界面架构样式包括多个第一台阶结构，并且内部多界面架构样式形成在第二电极的中心区域处、第二电极的表面上，内部多界面架构样式包括多个第二台阶结构。

在另一个代表性实施例中，体声波(BAW)谐振器包括：堆叠在BAW谐振器的压电层上的电极；以及在第二电极的外部区域处的外部多界面架构样式和在第二电极的中心区域处的内部多界面架构样式中的至少一者。外部多界面架构样式包括多个第一台阶结构，并且内部多界面架构样式包括多个第二台阶结构，其中，外部多界面架构样式和内部多界面架构样式中一者的至少一个台阶结构由介电材料形成。

附图说明

当利用附图阅读时，可以从下面的详细描述中最好地理解示例实施例。需要强调的是，各种特征不一定按比例绘制。事实上，为了讨论的清晰，可以任意增加或减小尺寸。在适用和实际的任何地方，相似的附图标记指示相似的元件。

图1A是图示了根据代表性实施例、包括具有台阶结构的外部多界面架构样式的薄膜体声谐振器(FBAR)的俯视图；

图1B-1C是根据代表性实施例、图1A的FBAR的截面图；

图2A是图示了根据代表性实施例、包括具有台阶结构的内部多界面架构样式的FBAR的俯视图；

图2B-2C是根据代表性实施例、图2A的FBAR的截面图；

图3是图示了根据代表性实施例、包括具有对应台阶结构的外部和内部多界面架构样式的FBAR的俯视图；

图4是图示了根据代表性实施例、并联电阻相对于外部多界面架构样式的关系的曲线图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，为了说明且不进行限制的目的，描述了公开具体细节的代表性实施例，以提供本教导的总体理解。然而，已经受益于本公开的本领域的技术人员将明白，脱离了这里所公开的具体细节的、根据本教导的其他实施例仍在所附权利要求的范围内。而且，可以省略已知装置和方法的描述，以不模糊代表性实施例的说明。这样的方法和装置明显地在本教导的范围内。