[發(fā)明專利]體聲波諧振器和濾波器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110295452.7
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN112953437A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李泰京;姜仁瑛;申蘭姬;孫晉淑
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H03H9/02
• 分類號(hào): H03H9/02;H03H9/05;H03H9/17
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 包國菊;金光軍

提供了一種體聲波諧振器和濾波器，所述體聲波諧振器包括：基板；第一電極，設(shè)置在所述基板之上；壓電主體，設(shè)置在所述第一電極上，并包括具有摻雜材料的氮化鋁；以及第二電極，設(shè)置在所述壓電主體上，其中，所述壓電主體沿厚度方向包括多個(gè)區(qū)域，并且所述多個(gè)區(qū)域至少包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域的在c軸方向上的晶格常數(shù)與在a軸方向上的晶格常數(shù)的比c/a，大于所述第二區(qū)域的在c軸方向上的晶格常數(shù)與在a軸方向上的晶格常數(shù)的比c/a。

本申請是申請日為2017年01月25日、申請?zhí)枮?01710060870.1的發(fā)明專利申請“體聲波諧振器、濾波器和體聲波諧振器的制造方法”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種體聲波諧振器和濾波器。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信設(shè)備、化學(xué)和生物設(shè)備等的發(fā)展，在所述設(shè)備中會(huì)需要小型、輕量的濾波器、振蕩器、諧振元件、聲波諧振質(zhì)量傳感器等。

薄膜體聲波諧振器(FBAR)已經(jīng)被用于實(shí)現(xiàn)所述小型、輕量的濾波器、振蕩器、諧振元件、聲波諧振質(zhì)量傳感器等。

所述FBAR可以以低成本批量化生產(chǎn)且尺寸可實(shí)現(xiàn)為超小型化。另外，所述FBAR可提供高品質(zhì)(Q)因數(shù)值(濾波器的一個(gè)重要特性)，甚至可被用于微波頻帶和/或?qū)崿F(xiàn)個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)和數(shù)字無線系統(tǒng)(DCS)的特定頻帶。

通常，F(xiàn)BAR可包括通過在基板上順序地堆疊第一電極、壓電主體和第二電極而實(shí)現(xiàn)的諧振部(即，諧振單元)。

當(dāng)將電能施加到第一電極和第二電極以在壓電層中感應(yīng)出電場時(shí)，電場會(huì)在壓電層中產(chǎn)生壓電現(xiàn)象，使得諧振部沿預(yù)定方向振動(dòng)。結(jié)果，可沿與諧振部振動(dòng)的方向相同的方向產(chǎn)生體聲波，從而產(chǎn)生諧振。

利用使用體聲波(BAW)的FBAR，如果增大壓電主體的有效機(jī)電耦合系數(shù)(K_t²)，則可改善聲波元件的頻率特性并能夠加寬頻帶。這里，有效機(jī)電耦合系數(shù)K_t²可表示聲波諧振器輸出的機(jī)械能與向聲波諧振器輸入的電能的比。

發(fā)明內(nèi)容

提供本發(fā)明內(nèi)容以簡化形式介紹以下在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的選擇的發(fā)明構(gòu)思。本發(fā)明內(nèi)容不意圖限定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，本發(fā)明內(nèi)容也不意圖用于幫助確定所要求的保護(hù)的主題的范圍。

根據(jù)本公開的一方面，一種體聲波諧振器包括：基板；第一電極，設(shè)置在基板之上；壓電主體，設(shè)置在第一電極上，并包括多個(gè)壓電層，所述多個(gè)壓電層中的每個(gè)包括具有摻雜材料的氮化鋁；第二電極，設(shè)置在壓電主體上，其中，所述多個(gè)壓電層中的至少一個(gè)是在壓應(yīng)力下形成的受壓壓電層。

所述體聲波諧振器還可包括形成在第一電極與基板之間的氣腔。

所述摻雜材料可包括從由鈧、鉺、釔、鑭、鈦、鋯和鉿組成的組中選擇的一種或其組合。

所述多個(gè)壓電層中的每個(gè)中包含的摻雜材料的含量可以為1at％至20at％。

所述多個(gè)壓電層中的受壓壓電層的c軸晶格常數(shù)可比所述多個(gè)壓電層中的其余壓電層的各自的c軸晶格常數(shù)大。

所述受壓壓電層可在壓應(yīng)力下形成為使得所述受壓壓電層在c軸方向上的晶格常數(shù)與所述受壓壓電層在a軸方向上的晶格常數(shù)的比(c/a)比所述多個(gè)壓電層中的在未施加壓應(yīng)力的狀態(tài)下形成的另一壓電層在c軸方向上的晶格常數(shù)與所述另一壓電層在a軸方向上的晶格常數(shù)的比(c/a)大。

所述受壓壓電層可設(shè)置在壓電主體的與第一電極直接接觸的部分中。

所述受壓壓電層的密度可超過3.4681g/cm³。