[發(fā)明專利]具有低原子量金屬電極的體聲波諧振器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910247716.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110391791B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·布拉德利;約翰·D·拉森三世
• 申請（專利權(quán)）人: 安華高科技股份有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本發(fā)明涉及具有低原子量金屬電極的體聲波諧振器。一種BAW諧振器包括：襯底，其包括聲反射器；第一電極，其安置在所述聲反射器之上且包括第一電極層及第二電極層，所述第一電極層包括相對較高聲阻抗材料，且所述第二電極層包括相對較低聲阻抗；壓電層，其安置在所述第二電極層之上；及第二電極，其安置在所述壓電層之上且包括第三電極層及第四電極層，所述第三電極層包括所述低聲阻抗，且所述第四電極層包括所述相對較高聲阻抗材料且被直接安置在所述壓電層上。所述BAW諧振器的聲堆疊的總厚度是大約λ/2，其中λ是對應(yīng)于所述BAW諧振器的厚度伸縮諧振頻率的波長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及具有低原子量金屬電極的體聲波諧振器。

背景技術(shù)

在許多電子應(yīng)用中，使用電諧振器。舉例來說，在許多無線通信裝置中，射頻(rf)及微波頻率諧振器用作濾波器以改進(jìn)信號的接收及發(fā)射。濾波器通常包含電感器及電容器，且最近包含諧振器。

如應(yīng)了解，期望減小電子裝置組件的大小。許多已知濾波技術(shù)對整個技術(shù)小型化構(gòu)成障礙。在需要減小組件大小的情況下，出現(xiàn)了基于壓電效應(yīng)的一類諧振器。在基于壓電的諧振器中，聲諧振模式生成于壓電材料中。這些聲波從聲波到電波來回轉(zhuǎn)換以用于電應(yīng)用中。

各種類型的濾波器使用機(jī)械諧振器，例如體聲波(BAW)諧振器，包含薄膜體聲諧振器(FBAR)及固態(tài)裝配型諧振器(SMR)或表面聲波(SAW)諧振器。所述諧振器將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號或振動及/或?qū)C(jī)械信號或振動轉(zhuǎn)換成電信號。舉例來說，BAW諧振器是包括堆疊的聲裝置，所述堆疊一般在兩個電極之間包含一層壓電材料。聲波實現(xiàn)跨聲堆疊的諧振，其中所述波的諧振頻率由聲堆疊中的材料及每一層(例如，壓電層及電極層)的厚度確定。

合意地，BAW諧振器僅激發(fā)厚度伸縮(TE)模式，其是在傳播方向上具有傳播(k)向量的縱向機(jī)械波。TE模式在壓電層的厚度的方向上合意地行進(jìn)。不太常用的聲諧振器采用厚度剪切(TS)模式，其是具有垂直于剪切方向的傳播(k)向量的水平或垂直偏振剪切波。所述TS模式還在厚度方向上合意地傳播。

一般來說，射頻(RF)濾波器應(yīng)用的最重要振動模式是TE模式，其與電場平行或垂直于BAW諧振器表面。縱向模式由跨BAW諧振器的變化電壓激活，且因此由電場位移電荷(即，偶極，在AlN薄膜中由帶正電荷區(qū)及帶負(fù)電荷區(qū)組成)激活，從而取決于電場的方向?qū)е率湛s或擴(kuò)張。在某一頻率下，偶極的振動與電場異相，其中串聯(lián)諧振發(fā)生且其對應(yīng)頻率被稱為串聯(lián)諧振頻率(Fs)。在所述振動與電場完全同相(即，振動的相位與電場的相位之間的相位差是0°)時，諧振器達(dá)到并聯(lián)諧振，且其對應(yīng)頻率被稱為并聯(lián)諧振頻率(Fp)。

隨著基于BAW諧振器的裝置(例如，濾波器)的頻率及功率要求繼續(xù)改變，使用已知BAW諧振器結(jié)構(gòu)可能損害某些性能參數(shù)。

因此，需要一種克服上文描述的已知BAW諧振器的至少所述缺點的BAW諧振器。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，本申請案提供一種體聲波(BAW)諧振器，其包括：襯底，其包括聲反射器；聲堆疊，其包括：安置在所述襯底之上的第一壓電層；第一電極，其安置在所述第一壓電層及所述聲反射器之上且包括第一電極層及第二電極層，所述第一電極層包括相對較高聲阻抗材料，且所述第二電極層包括相對較低聲阻抗材料；第二壓電層，其安置在所述第二電極層之上；第二電極，其安置在所述第二壓電層之上且包括第三電極層及第四電極層，所述第三電極層包括所述相對較低聲阻抗材料，且所述第四電極層包括所述相對較高聲阻抗材料且被直接安置在所述第二壓電層上；及第三壓電層，其安置在所述第四電極層之上，其中所述聲堆疊的總厚度是大約λ/2，其中λ是對應(yīng)于所述BAW諧振器的厚度伸縮諧振頻率的波長。

另一方面，本申請案提供一種體聲波(BAW)諧振器，其包括：聲堆疊，其包括：襯底，其包括聲反射器；第一鈹電極，其安置在所述聲反射器之上；壓電層，其安置在所述第一鈹電極之上；及第二鈹電極，其安置在所述壓電層之上。