[發明專利]具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR及濾波器

有效

• 申請號: 201410430093.1
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104242864B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 高楊;周斌;何移;李君儒;何婉婧;黃振華;蔡洵
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H03H9/17
• 分類號: H03H9/17;H03H9/54;H03H3/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 張新

1.具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：FBAR的疊層包括襯底、溫度補償和諧振頻率修調層、支撐層、底電極、頂電極和壓電薄膜；溫度補償和諧振頻率修調層的底部中間設置有凹槽，襯底設置于凹槽兩邊的下面，襯底和溫度補償和諧振頻率修調層的底面形成有一空腔；支撐層設置于溫度補償和諧振頻率修調層的上面；底電極完全緊貼于支撐層的上面設置，頂電極的一部分緊貼于支撐層的上面設置，頂電極的另一部分向上延伸至底電極上面，底電極與頂電極之間設置壓電薄膜。

2.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述壓電薄膜的頂面積大于與壓電薄膜接觸的頂電極的面積，壓電薄膜的底面積大于與壓電薄膜接觸的底電極的面積。

3.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述FBAR具體是通過控制FBAR疊層中溫度補償和諧振頻率修調層的刻蝕時間來調整所述溫度補償和諧振頻率修調層的厚度，從而實現FBAR諧振頻率的修調。

4.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：刻蝕所述溫度補償和諧振頻率修調層的方式是通過空腔釋放之后留下的刻蝕窗口，采用干法刻蝕的方法對該層進行刻蝕。

5.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，通過控制FBAR疊層中正溫度系數的溫度補償和諧振頻率修調層的刻蝕時間來調整溫度補償和諧振頻率修調層的厚度，從而減小FBAR疊層中負溫度系數壓電薄膜造成的溫度—頻率漂移。

6.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：利用深反應離子刻蝕的Lag效應使得在空腔刻蝕的同時形成裂片槽。

7.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述FBAR只采用一層結構，即溫度補償和諧振頻率修調層，通過該修調層來實現FBAR的溫度補償、諧振頻率后處理工藝的修調以及支撐層結構的增強。

8.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述FBAR的聲波反射層為空氣，所述聲波反射層通過空腔得到。

9.根據權利要求1所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述襯底為Si襯底，所述溫度補償和諧振頻率修調層為SiO₂溫度補償和諧振頻率修調層，所述支撐層為Si₃N₄支撐層，所述底電極為Pt底電極，所述頂電極為Al頂電極，所述壓電薄膜為AlN壓電薄膜。

10.根據權利要求9所述的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR，其特征在于：所述FBAR的有效溫度系數為：

式中，TC_P為壓電薄膜的溫度系數，TC_E為電極層的溫度系數，TC_C為補償層的溫度系數，t_P為壓電薄膜的厚度，t_E為電極層的厚度，t_C為補償層的厚度。

11.基于權1-10任意一項所述的FBAR的濾波器，其特征在于：由若干個FBAR通過串聯和并聯可形成若干形式的具有溫度補償和諧振頻率修調功能的FBAR濾波器，該濾波器是窄帶寬FBAR濾波器。