[發(fā)明專利]一種具有多級減振外框的體聲波諧振器及其加工方法

在審

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• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109660223A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 鮑焦隆;李澤民;鮑景富;鮑飛鴻;李中豪;駱曉寶;蘇應兵;歐陽添倍
• 申請（專利權）人: 浙江銘道通信技術有限公司
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/02;H03H9/05;H03H9/17
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合;李蕊

本發(fā)明公開了一種具有多級減振外框的體聲波諧振器及其加工方法，所述具有多級減振外框的體聲波諧振器，包括支撐臺，以及位于支撐臺頂端的諧振體、外接輸入電極、外接輸出電極、外接地電極以及多級減振外框；外接輸入電極和外接輸出電極對稱設置在支撐臺頂端的兩側，且外接輸入電極和外接輸出電極的兩側均對稱設置有外接地電極；諧振體設置在支撐臺頂端的中心處，且其兩側分別通過對應的金屬導線與外接輸入電極和外接輸出電極電性連接；多級減振外框圍繞中心的諧振體均勻設置；本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術存在的錨點損耗較大、品質因數難以提高以及可靠性低的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于射頻微機電系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種具有多級減振外框的體聲波諧振器及其加工方法。

背景技術

射頻微機電系統(tǒng)(MEMS)技術是一種新興的快速發(fā)展的技術，它廣泛地應用于提高無線通信系統(tǒng)的性能和集成度。對于無線通信系統(tǒng)而言，其前端即發(fā)射通路和接收通路處理的是射頻信號，其電路尺寸必須與信號的波長相當。為了使射頻前端小型化，近年來廣泛地采用了基于射頻RF-MEMS工藝的聲學器件。其工作原理是將電磁波信號轉換為機械波信號，由于機械波在固體中的傳播速度(例如：單晶硅中波速為8,500m/s)比電磁波(例如：光速為299,792,458m/s)速度小5個數量級，對于相同頻率的射頻信號，聲學器件的體積就可以遠小于傳統(tǒng)射頻器件。

目前研究較多的聲學器件主要分為聲表面波SAW(Surface Acoustic Wave)器件和體聲波BAW(Bulk Acoustic Wave)器件兩大類。SAW的主要優(yōu)點有：加工工藝相對簡單且成熟，機電耦合系數較強，可以在單片上實現(xiàn)多種頻率(multi-frequency)等，缺點就是功率容量低，較難與互補金屬氧化物半導體(CMOS)電路在單片上集成。體波器件是另一種廣泛使用的聲學器件，體波與聲表面波最大的不同是它在器件的內部傳播而不是表面。由于體波的能量被限制在壓電層附近且與外界保持聲學隔離，所以通常體波器件的品質因數(Q)會優(yōu)于聲表面波器件。又因為體波器件具有一整塊電極，在器件工作過程中振動對體波電極的影響遠小于聲表面波器件中振動對指條的影響，所以體波器件通常具有更高的功率容量。

現(xiàn)有諧振器在進行機械振動時，會有很多的聲波能量在錨點處通過支撐梁耗散到支撐臺上去，使得現(xiàn)有諧振器的錨點損耗較大，從而嚴重限制了現(xiàn)有諧振器品質因數的提高，導致可靠性低。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的上述不足，本發(fā)明提出一種具有多級減振外框的體聲波諧振器及其加工方法，有效降低體聲波諧振器的錨點損耗，提高器件的品質因數和可靠性，用于解決現(xiàn)有技術存在的錨點損耗較大、品質因數難以提高以及可靠性低的問題。

為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種具有多級減振外框的體聲波諧振器，包括支撐臺，以及位于支撐臺頂端的諧振體、外接輸入電極、外接輸出電極、外接地電極以及多級減振外框；

外接輸入電極和外接輸出電極對稱設置在支撐臺頂端的兩側，且外接輸入電極和外接輸出電極的兩側均對稱設置有外接地電極；

諧振體設置在支撐臺頂端的中心處，且其兩側分別通過對應的金屬導線與外接輸入電極和外接輸出電極電性連接，金屬導線設置于支撐梁頂端；

多級減振外框圍繞中心的諧振體均勻設置。

進一步地，支撐臺包括從上至下依次設置的硅基底、第一埋氧化層以及背襯底硅，諧振體、外接輸入電極、外接輸出電極、外接地電極以及多級減振外框設置于硅基底頂端。

進一步地，外接輸入電極和外接輸出電極與硅基底的接觸部分，均設置有第二埋氧化層。

進一步地，諧振體包括輸入金屬電極薄膜、輸出金屬電極薄膜以及壓電薄膜，輸入金屬電極薄膜通過金屬導線與外接輸入電極電性連接，輸出金屬電極薄膜通過金屬導線與外接輸出電極電性連接，輸入金屬電極薄膜和輸出金屬電極薄膜與硅基底的接觸部分均設置有壓電薄膜。