[发明专利]谐振器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种谐振器及其制备方法，谐振器包括硅衬底、叠设于部分硅衬底上的底电极、覆盖底电极及部分硅衬底的压电层、叠设于压电层上的顶电极和布拉格反射环，布拉格反射环设置于压电层与顶电极连接的一面，且布拉格反射环环绕顶电极设置，布拉格反射环包括沿布拉格反射环的径向交替设置的布拉格高阻层和布拉格低阻层，其中所述布拉格高阻层的声阻抗大于所述布拉格低阻层的声阻抗。布拉格高阻层和布拉格低阻层具有不同的声阻抗，声阻抗高低相间的布拉格反射环能够产生若干反射面，横向传播的杂波在这些反射面上均会发生部分反射，各个反射的杂波相互抵消，从而抑制工作区间上的寄生模态，以改善谐振器的频响曲线，减少滤波，从而提升谐振器的整体性能。

【技术领域】

本发明涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种谐振器及其制备方法。

【背景技术】

谐振器就是指产生谐振频率的电子元件，常用的分为石英晶体谐振器和陶瓷谐振器。谐振器产生的频率的作用，具有稳定，且抗干扰性能良好的特点，其广泛应用于各种电子产品中。

随技术发展，石英晶体谐振器及陶瓷谐振器由于体积大、频率低等缺陷不再适用于高频、小型化的产品。而利用压电薄膜材料在其厚度方向激发的纵波谐振所制造的薄膜体声波谐振器，具有高频带、低功耗、低温漂、低插损、低噪声、陡峭边带、大功率容量等优异性能，已成为普遍使用的新一代谐振器。此外，这类压电薄膜谐振器可使用与CMOS兼容的工艺，可有效降低生产成本，并利于与CMOS电路的集成。

压电薄膜谐振器包含声反射层和两个金属电极，及位于两电极间的压电薄膜层。金属电极的作用是引起压电薄膜的机械振荡从而在其厚度方向激发谐振。声反射结构的作用在于在压电谐振器厚度方向两侧与外界及衬底之间形成有效声学隔离。

图1为现有的谐振器的结构剖面图，该谐振器包括硅衬底1、底电极3、压电层4和顶电极5，压电层的材料为氮化铝。此时，压电层的压电系数矩阵图如图2所示。由图2可知，压电系数矩阵并不局限于z轴方向，在其他方向也存在分量，导致谐振器在工作状态下，压电膜同时存在压缩、拉伸和剪切模量，从而在产生纵向传播的声波的同时也产生横向传播的声波。如图3及图4所示，横向传播的声波传播到顶电极的边缘会发生反射，在谐振器的阻抗曲线，尤其是两个谐振峰之间的工作频段内产生了若干杂波的谐振点，形成寄生模态，造成工作频段内的相位出现波动，影响谐振器的性能，进而使滤波器带内纹波增加。

因此，有必要提供一种谐振器及其制备方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种谐振器及其制备方法，旨在改善谐振器的频响曲线。

本发明的技术方案如下：

提供一种谐振器，包括硅衬底、叠设于部分所述硅衬底上的底电极、覆盖所述底电极和部分所述硅衬底的压电层、叠设于所述压电层上的顶电极和布拉格反射环，所述布拉格反射环设置于所述压电层与所述顶电极连接的一面，且所述布拉格反射环环绕所述顶电极设置，所述布拉格反射环包括沿所述布拉格反射环的径向交替设置的布拉格高阻层和布拉格低阻层，其中所述布拉格高阻层的声阻抗大于所述布拉格低阻层的声阻抗。

可选地，所述布拉格反射环设有多个，多个所述布拉格反射环沿所述布拉格反射环的径向套设放置。

可选地，所述布拉格高阻层的材料包括钨和碳。

可选地，所述布拉格低阻层的材料包括氧化硅。

可选地，所述布拉格高阻层的厚度小于所述布拉格低阻层厚度，所述布拉格低阻层的厚度小于所述顶电极的厚度。

可选地，所述硅衬底朝向所述底电极的一面设有空腔。

可选地，所述布拉格反射环沿所述顶电极至所述压电层的方向的投影位于所述空腔内。

另外，本发明还提供一种谐振器的制备方法，该方法包括以下步骤：