[发明专利]一种薄膜压电声波谐振器、滤波器及电子设备

说明书

本发明公开一种薄膜压电声波谐振器、滤波器及电子设备，包括：从上至下依次叠置的上电极、压电层和下电极；在有效谐振区上电极、压电层和下电极依次重叠，有效谐振区在压电层方向上的投影为六边形；六边形具有长度最长的第一边、与第一边相对的第二边，长度最短的第三边、与第三边相对的第四边；通过有效谐振区的第一边界延伸出有效谐振区的上电极定义为上电极引出部，通过有效谐振区的第二边界延伸出有效谐振区的下电极定义为下电极引出部；第一边界和第二边界其中之一为第一边，另一为第二边；位于第三边处的第一开口，在有效谐振区外侧贯穿上电极、压电层和下电极；位于第四边处的第二开口，在有效谐振区外侧贯穿上电极、压电层和下电极。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜压电声波谐振器、滤波器及电子设备。

背景技术

自从射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经逐渐成为通讯设备的核心组件。在所有射频前端模块中，滤波器已成为增长势头最猛、发展前景最大的部件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中，薄膜体声波谐振器其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最适合5G应用的滤波器之一，包括薄膜空腔体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)和表面固定体声波谐振器(Surface Mounted Resonator SMR)。

通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与空气交界面(FBAR)或布拉格反射层(SMR)被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。

其中阻抗Zp以及品质因数Qp是衡量体声波谐振器的重要指标，业界也通过各种努力、尝试各种方案对体声波谐振器的阻抗Zp进行改善，从而来改善品质因数Qp。比如，为了消除所述边界横向体声波反射波可能引发的噪声谐振，制作的薄膜体声波谐振器的有效谐振区的形状多为不规则多边形，并且多边形的任意两条边都不平行。如公开号为US9917567B2的美国专利，谐振区为不规则多边形，且对边不平行。业界技术人员普遍认为：这种设置方式可以减少横波泄露，提高谐振器的品质因数。

然而，在制造薄膜体声波谐振器的工艺流程中要形成这样的不规则多边形有效谐振区，会遇到一些包括光学对准、在线器件尺寸测量与控制方面的工艺问题，而从工艺可控的角度，改为由部分或全部对边相互平行的多边形图案，为工艺加工和在线检测会提供更多便利。

发明内容

本发明目的之一，是提供一种性能比较优异的体声波谐振器设计，其阻抗Zp和品质因数Qp均比较高；其另一目的，在于提供一种比较便利并可控的体声波谐振器制作工艺，并且也能获得较优性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种薄膜压电声波滤波器，包括：从上至下依次叠置的上电极、压电层和下电极；

在有效谐振区所述上电极、压电层和下电极依次重叠，且所述有效谐振区在所述压电层方向上的投影为六边形；

所述六边形具有长度最长的第一边、与所述第一边相对的第二边，长度最短的第三边、与所述第三边相对的第四边；

通过所述有效谐振区的第一边界延伸出所述有效谐振区的上电极定义为上电极引出部，通过所述有效谐振区的第二边界延伸出所述有效谐振区的下电极定义为下电极引出部；所述第一边界和所述第二边界其中之一为为所述第一边，另一为所述第二边；

第一外部信号连接端、与所述上电极引出部连接，第二外部信号连接端，与所述下电极引出部连接；