[发明专利]一种薄膜声学谐振器

说明书

本申请提供一种薄膜声学谐振器，该薄膜声学谐振器包括衬底、声学反射镜、第一电极、压电层、第二电极、刻蚀停止层，声学反射镜设置于衬底，第一电极设置于衬底的一侧并覆盖声学反射镜，压电层的至少部分设置于第一电极背离衬底的一侧，第二电极设置于压电层背离第一电极的一侧，刻蚀停止层设置于第二电极背离压电层的一侧，薄膜声学谐振器还包括至少两层叠层组件，叠层组件设置于刻蚀停止层背离第二电极的一侧，叠层组件为框形结构，每一层叠层组件包括依次层叠的质量负载层和插入层，沿垂直于薄膜声学谐振器的厚度方向，至少两层叠层组件的至少一侧边缘交错设置。本申请的薄膜声学谐振器的品质因数较高。

技术领域

本申请涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种薄膜声学谐振器。

背景技术

随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、高频率和低功耗的方向迅速发展。近年来发展起来的薄膜声学谐振器(FBAR)作为一种先进的谐振技术，它是通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振。但现有技术的薄膜声学谐振器仅能反射横向瑞利-兰姆波(RL波)的特定模式波能量，对其它模式波能量的反射效果差，存在能量泄露，即现有技术的薄膜声学谐振器的品质因数(Q值)较低。

发明内容

本申请提供了一种薄膜声学谐振器，薄膜声学谐振器的品质因数(Q值)较高。

本申请提供一种薄膜声学谐振器，该薄膜声学谐振器包括衬底、声学反射镜、第一电极、压电层、第二电极、刻蚀停止层，声学反射镜设置于衬底，第一电极设置于衬底的一侧并覆盖声学反射镜，压电层的至少部分设置于第一电极背离衬底的一侧，第二电极设置于压电层背离第一电极的一侧，刻蚀停止层设置于第二电极背离压电层的一侧，薄膜声学谐振器还包括至少两层叠层组件，叠层组件设置于刻蚀停止层背离第二电极的一侧，叠层组件为框形结构，每一层叠层组件包括依次层叠的质量负载层和插入层，沿垂直于薄膜声学谐振器的厚度方向，至少两层叠层组件的至少一侧边缘交错设置，该设置使得至少两层叠层组件的质量负载层可以反射横向瑞利-兰姆波(RL波)中S0模式波、S1模式波、A0模式波、A1模式波中的至少两种，本申请的薄膜声学谐振器相比现有技术薄膜声学谐振器可反射波能量较多，即品质因数较高。

在一种可能的设计中，第一电极、压电层、第二电极、刻蚀停止层的沿薄膜声学谐振器的厚度方向重叠的区域构成薄膜声学谐振器的有效源区，至少两层叠层组件的至少部分位于有效源区内，且靠近有效源区的边缘设置。

在一种可能的设计中，叠层组件中的至少一层还包括沿垂直于薄膜声学谐振器的厚度方向延伸且至少部分位于有效源区外的延伸结构。

在一种可能的设计中，至少两层叠层组件沿垂直于薄膜声学谐振器的厚度方向的宽度相同或者不同。

在一种可能的设计中，质量负载层沿垂直于薄膜声学谐振器的厚度方向的宽度为0.5μm～8μm。

在一种可能的设计中，沿薄膜声学谐振器的厚度方向，插入层的厚度为0.01μm～0.2μm。

在一种可能的设计中，质量负载层的声阻抗大于插入层的声阻抗。

在一种可能的设计中，声学反射镜为形成于衬底靠近第一电极一侧的空腔，或者，声学反射镜为形成在衬底内部的空腔。

在一种可能的设计中，沿薄膜声学谐振器的厚度方向，第一电极向衬底的投影至少部分位于空腔外，第二电极向衬底的投影位于空腔范围内。

在一种可能的设计中，质量负载层的材料包括铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)、钌(Ru)中的至少一种，和/或，插入层的材料包括氮化铝(AlN)、氮化硅(Si₃N₄)中的至少一种。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为现有技术薄膜声学谐振器的结构示意图；