[發明專利]具有多個橫向特征的聲諧振器

有效

• 申請號: 201210348954.2
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103001602A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 達利斯·布拉卡;菲爾·尼克爾;克里斯·馮
• 申請（專利權）人: 安華高科技無線IP(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武

技術領域

本技術涉及具有多個橫向特征的聲諧振器。

背景技術

換能器通常將電信號轉換為機械信號或振動，和/或將機械信號或振動轉換為電信號。特別地，聲學換能器將電信號轉換為聲信號(聲波)并且經由逆向和直接的壓電效應將接收到的聲波轉換為電信號。聲學換能器通常包括諸如薄膜體聲波諧振器(FBAR)、表面聲波(SAW)諧振器、體聲波(BAW)諧振器等聲諧振器，并且可用在諸如蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、電子游戲設備、筆記本電腦和其他便攜式通信設備等多種電子應用中。例如，FFBAR可用于電子濾波器和電壓互感器。通常，聲諧振器具有在兩個導電板(電極)之間的壓電材料層。特別地，FBAR設備在受到施加的隨時間變化的電場以及高階諧波的混合產品的激勵時，產生縱向聲波和橫向(橫向)聲波。橫向模式和高階諧波的混合產品對功能可具有有害影響。

在特定配置中，可以沿著FBAR的一個或多個側邊設置架構，以通過改善對在FBAR的活性區域(頂部電極、壓電層和底部電極重疊的區域)中電激發的模式的約束來減輕聲損耗。通常，架構產生聲阻抗失配，該聲阻抗失配通過抑制激發且從而使得在電極(主要是頂部電極)的邊緣處的FBAR模式的散射最小化來減少損耗。此外，架構將電激發的傳播模式反射回到諧振器的活性區域，并且因此改善在FBAR的活性區域內這些模式的約束。沿著FBAR的側邊布置的架構通常增加并聯電阻(Rp)。典型的架構提供兩個界面(阻抗失配平面)，其增加沿橫向方向的傳播本征模式的反射。當架構的寬度針對給定本征模式適當地設計時，其產生該特定本征模式的諧振增強的反射和抑制，從而在并聯諧振頻率(Fp)處產生更好的能量約束和更高的Q因數。

然而，為了增加FBAR的效率，需要更好的聲能約束以及由于更好的聲能約束而產生的FBAR?Q因數的進一步改善。

發明內容

在代表性實施例中，薄膜體聲諧振器(FBAR)包括在襯底上且在腔體上方的第一電極、在第一電極上的壓電層、在壓電層上的第二電極、以及在第二電極上的多個橫向特征。橫向特征包括多個臺階結構。

在另一個代表性實施例中，薄膜體聲諧振器(FBAR)包括堆疊在襯底上的第一電極、在第一電極上的壓電層、在壓電層上的第二電極。此外，外部多界面架構樣式形成在第二電極的外部區域處、第二電極的表面上，外部多界面架構樣式包括多個第一臺階結構，并且內部多界面架構樣式形成在第二電極的中心區域處、第二電極的表面上，內部多界面架構樣式包括多個第二臺階結構。

在另一個代表性實施例中，體聲波(BAW)諧振器包括：堆疊在BAW諧振器的壓電層上的電極；以及在第二電極的外部區域處的外部多界面架構樣式和在第二電極的中心區域處的內部多界面架構樣式中的至少一者。外部多界面架構樣式包括多個第一臺階結構，并且內部多界面架構樣式包括多個第二臺階結構，其中，外部多界面架構樣式和內部多界面架構樣式中一者的至少一個臺階結構由介電材料形成。

附圖說明

當利用附圖閱讀時，可以從下面的詳細描述中最好地理解示例實施例。需要強調的是，各種特征不一定按比例繪制。事實上，為了討論的清晰，可以任意增加或減小尺寸。在適用和實際的任何地方，相似的附圖標記指示相似的元件。

圖1A是圖示了根據代表性實施例、包括具有臺階結構的外部多界面架構樣式的薄膜體聲諧振器(FBAR)的俯視圖；

圖1B-1C是根據代表性實施例、圖1A的FBAR的截面圖；

圖2A是圖示了根據代表性實施例、包括具有臺階結構的內部多界面架構樣式的FBAR的俯視圖；

圖2B-2C是根據代表性實施例、圖2A的FBAR的截面圖；

圖3是圖示了根據代表性實施例、包括具有對應臺階結構的外部和內部多界面架構樣式的FBAR的俯視圖；

圖4是圖示了根據代表性實施例、并聯電阻相對于外部多界面架構樣式的關系的曲線圖。

具體實施方式

在下面的詳細描述中，為了說明且不進行限制的目的，描述了公開具體細節的代表性實施例，以提供本教導的總體理解。然而，已經受益于本公開的本領域的技術人員將明白，脫離了這里所公開的具體細節的、根據本教導的其他實施例仍在所附權利要求的范圍內。而且，可以省略已知裝置和方法的描述，以不模糊代表性實施例的說明。這樣的方法和裝置明顯地在本教導的范圍內。