[發明專利]具有提高的品質因數的BAW諧振器

在審

• 申請號: 201980009404.8
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN111630776A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: G·穆拉德
• 申請（專利權）人: RF360歐洲有限責任公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/13;H03H9/17
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

一種BAW諧振器包括中央區域(CA)、圍繞中央區域的厚度d_U小于中央區域的厚度d_C的欠重疊區域(UL)、以及圍繞欠重疊區域的厚度d_F大于d_C的框架區域(FR)。

技術領域

本發明涉及具有改善的聲學和電氣特性的例如用于RF濾波器的BAW諧振器。

背景技術

BAW諧振器(BAW＝體聲波)可以用于構建RF應用的帶通或帶阻濾波器，例如無線通信設備。這樣的設備可以使用包括這樣的諧振器的濾波器。通常，無線通信設備具有能量資源有限的能量源，并且省電電路是優選的。

BAW諧振器具有有源區，該有源區包括在底部電極與頂部電極之間具有壓電材料的夾層構造。由于壓電效應，如果RF信號被施加到諧振器電極，則這樣的諧振器在RF信號與聲波之間進行轉換。

BAW諧振器從US 9,571,063B2和US 9,219,464B2中已知。

將聲能保持在有源區的疊層內的一種方法是使用聲反射鏡。聲布拉格反射鏡被布置在諧振器的夾層構造與其上沉積有疊層的襯底之間。在夾層的頂部上，聲阻抗從頂部諧振器層到環境空氣的跳躍(leap)足以將聲波完全反射回諧振器中。這樣的諧振器被歸類為SMR型BAW諧振器(牢固安裝的諧振器)。

聲布拉格反射鏡包括具有交替的高聲阻抗和低聲阻抗的至少一對反射鏡層。在當前的BAW諧振器中，反射鏡層被選擇以提供盡可能高的阻抗跳躍。鎢一直是高阻抗反射鏡層的理想選擇，而氧化硅的可用性和相對較低的阻抗使SiO₂成為優選的低阻抗反射鏡層。

另一種類型的BAW諧振器使用在聲有源區下方的氣隙，以在有源區的疊層與氣隙之間的界面處提供足夠的聲反射。氣隙由疊層下方的襯底中的凹部形成。凹部通過薄膜被懸起以提供氣隙。疊層布置在薄膜之上。這樣的BAW諧振器被稱為FBAR(薄膜體聲諧振器)。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有進一步提高的品質因數Q的BAW諧振器。

這些和其他目的通過根據權利要求1的BAW諧振器得到解決。

可以從從屬權利要求中得到其他的實施例和有利變化。

BAW諧振器通常包括襯底，襯底上布置有包括夾層的疊層。夾層由底部電極、壓電層和頂部電極形成。

夾層被橫向地構造以包括：具有厚度d_C的中央區域，其中夾層的三個層彼此重疊；圍繞中央區域的具有厚度d_U的欠重疊區域；以及圍繞欠重疊區域的厚度d_F大于d_C的框架區域。

已經發現，通過將欠重疊區域的厚度d_U減小到小于中央區域的厚度d_C，可以最小化或抑制通常導致寄生信號和BAW諧振器的能量損失的寄生模式的激發。

在BAW諧振器中，雜散模式以低于器件的基本諧振的頻率耦合。通過適當地規定欠重疊區域的尺寸，可以實現有效的最小化。

作為另外的積極效果，這樣的欠重疊區域增加了BAW諧振器的Q因數。

作為頂層，介電層可以覆蓋BAW諧振器的整個表面。該層可以用作修整層，以設置確切的諧振頻率并且補償制造公差。此外，修整層也可以用于修整彼此之間在頻率上略有偏移的串聯諧振器和并聯諧振器，因為形成梯型濾波器結構通常需要BAW諧振器。

相對于中央區域的厚度d_C減小欠重疊區域的厚度d_U的一種方法是減小介電層的厚度。因此，疊層的厚度也可以在中央區域和欠重疊區域上保持均勻。