CN114070234A - 体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 - Google Patents

体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备 Download PDF

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CN114070234A CN202010779406.XA CN202010779406A CN114070234A CN 114070234 A CN114070234 A CN 114070234A CN 202010779406 A CN202010779406 A CN 202010779406A CN 114070234 A CN114070234 A CN 114070234A
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Abstract

本发明涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；和压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：压电层与基底之间设置有声学阻抗结构；所述声学阻抗结构包括在横向方向上彼此相邻设置的第一声学阻抗层和第二声学阻抗层，第一声学阻抗层与第二声学阻抗层的声学阻抗不同；所述声学镜在谐振器的横向方向上位于所述第一声学阻抗层之间，底电极和/或顶电极设置有悬翼和/或桥结构。本发明还涉及一种体声波谐振器组件、一种滤波器以及一种电子设备。

Description

体声波谐振器及组件、滤波器、电子设备
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器、一种具有该谐振器的滤波器，一种体声波谐振器组件，以及一种电子设备。
背景技术
随着5G通信技术的日益发展，对通信频段的要求越来越高。传统的射频滤波器受结构和性能的限制，不能满足高频通信的要求。薄膜体声波谐振器(FBAR) 作为一种新型的MEMS器件，具有体积小、质量轻、***损耗低、频带宽以及品质因子高等优点，很好地适应了无线通信***的更新换代，使FBAR技术成为通信领域的研究热点之一。
薄膜体声波谐振器的结构主体为由电极-压电薄膜-电极组成的“三明治”结构，即两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号， FBAR利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振，并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。薄膜体声波谐振器主要利用压电薄膜的纵向压电系数产生压电效应，所以其主要工作模式为厚度方向上的纵波模式，即体声波谐振器的声波主要在谐振器的薄膜体内，而且主要的震动方向在纵向。但是由于存在边界，在边界处会存在不垂直于压电膜层的兰姆波，这时横向的兰姆波会从压电膜层的横向漏出，导致声学损失，从而使得谐振器的Q值减小。
已经有技术提出利用横向交替的高低声学阻抗层来降低横向的兰姆波泄露，但是还存在进一步降低横向的兰姆波泄露的需要。
发明内容
为进一步降低横向的兰姆波的泄露，提高体声波谐振器的Q值，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
压电层与基底之间设置有声学阻抗结构；
所述声学阻抗结构包括在横向方向上彼此相邻设置的第一声学阻抗层和第二声学阻抗层，第一声学阻抗层与第二声学阻抗层的声学阻抗不同，所述声学镜在谐振器的横向方向上位于所述第一声学阻抗层之间；且
底电极和/或顶电极设置有悬翼和/或桥结构。
本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器组件，其包括至少两个上述谐振器，所述至少两个谐振器共用同一基底。
本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器或谐振器组件。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的谐振器或组件。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的仰视示意图；
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的MOM’线截得的截面示意图，其中顶电极设置有悬翼和桥结构；
图2B为图2A中的局部放大示意图，示意性示出了与顶电极的悬翼和桥结构相关的参数；
图2C为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的MOM’线截得的截面示意图，其中顶电极设置有悬翼和桥结构，且底电极的非电极连接端的一部分被第一声学阻抗层覆盖；
图2D为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的NON’线截得的截面示意图，其中示出了底电极和顶电极的非电极连接端，且底电极的未设置释放孔的一侧的非电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖；
图3A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中底电极设置有悬翼和桥结构，第一声学阻抗层并未覆盖桥结构；
图3B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的截面示意图，其中示出了底电极和顶电极的非电极连接端，且底电极的非电极连接端与第一声学阻抗层间隔开；
图4A为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图；
图4B为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中顶电极的桥结构与第一声学阻抗层在厚度方向上存在部分重叠；
图4C为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中底电极的桥结构与第一声学阻抗层在厚度方向上存在部分重叠；
图5A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极和底电极均设置有悬翼；
图5B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极和底电极均设置有悬翼，底电极还设置有桥结构；
图5C为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的局部截面示意图，其中示出了顶电极的非电极连接端设置有桥结构，底电极的非电极连接端设置有悬翼；
图6A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中顶电极的悬翼和桥结构的内缘分别处于底电极的桥结构和悬翼的内缘的外侧；
图6B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中顶电极的悬翼和桥结构的内缘分别处于底电极的桥结构和悬翼的内缘的内侧；
图7为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器组件的截面示意图；
图8A-8L示例性示出了类似于图2A但是局部放大图为图4A所示结构的制作过程；
图9为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的截面示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。发明的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，本发明的附图中的附图标记说明如下：
1：单晶压电层，可选单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，还可包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
2：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
3：声学阻抗层一或第一声学阻抗层，材料可以为氮化铝、二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅。
4：声学阻抗层二或第二声学阻抗层，同时也作为牺牲层。第二声阻抗层的材料可以为二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅等，但与第一声阻抗层材料不同，且第二声阻抗层的刻蚀剂不易刻蚀或不刻蚀第一声阻抗层材料。
5：基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
5a：辅助基底，可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等，也可以是铌酸锂、钽酸锂、铌酸钾等单晶压电衬底。
6：顶电极，其材料可与底电极相同，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。顶电极和底电极材料一般相同，但也可以不同。
6a：电极连接部一(或电极引出部)，其可与顶电极同时制得，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
7：电极连接部二(Bonding PAD，或底电极电连接层)，材料可为铜，金或以上金属的复合或其合金等。
8：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。本发明所示的实施例中采用的是空腔。
9：释放孔，其用于蚀刻牺牲层形成空腔。
9a：电极开口或过孔，其可与释放孔同时制得，用于电极连接部一与底电极的电极连接端电连接。
10：悬翼。
13：桥结构。
图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的仰视示意图。图 2A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的MOM’线截得的截面示意图，其中示出了底电极的电极引出部区域以及顶电极的电极引出部区域，且底电极的电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖，底电极的非电极连接端与第一声学阻抗层在横向方向上间隔开，在图2A中，顶电极设置有悬翼和桥结构。
如图1和图2A所示，体声波谐振器包括：基底5；声学镜8；底电极2；顶电极6；和单晶压电层1，其设置在底电极与顶电极之间。压电层1与基底5之间设置有声学阻抗结构，声学镜8在谐振器的横向方向上位于声学阻抗结构之间，所述声学阻抗结构包括在横向方向上彼此相邻设置的第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4，更具体的，声学镜8在谐振器的横向方向上位于第一声学阻抗层3之间。
在图2A中，顶电极6设置有悬翼10和桥结构13，底电极2则没有设置悬翼和桥结构。如能够理解的，电极可以仅设置有悬翼或者仅设置有桥结构，另外，也可以底电极设置有悬翼和/或桥结构，或者顶电极和底电极同时设置有悬翼和/或桥结构。
在本发明中，第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4的声学阻抗不同，以形成阻抗不匹配，对声波形成连续反射，形成对横向声波的反射结构，从而用于防止横向声波泄露，有利于将能量锁定在谐振器内，从而提高Q值。第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4作为第一声学反射层和第二声学反射层，形成有效的声学阻抗不匹配层能够防止横向声波的泄露，通过设置第一声学阻抗层3 与第二声学阻抗层4的宽度可实现对横波的泄露的抑制，此结构主要是将泄露在谐振器外的横波能够反射回谐振器从而提升Q值。
如果只有第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4形成的外部的声学反射结构，第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4反射到谐振器内部的横波因为没有边界结构的限制，所以还是会有部分的能量从边界再次泄露，所以需要进一步增加边界结构从而将这部分能量有效锁定在谐振器内部。在本发明中，通过在电极中引入了桥结构和/或悬翼结构，一方面，可以借助电极与压电层之间形成的空气隙层，形成一个零阻抗反射面，进而改变谐振器垂直方向的层叠结构，从而使横向声波在此界面被有效被反射回谐振器内部，另一方面，电极形成的悬臂梁式自由端结构可以在横波的激励下产生二次谐振，从而将能量束缚在电极自由端。因此，引入桥结构和/或翼结构，可选进一步的，合理设置桥翼结构与声阻抗层之间的位置关系，既可以防止内部横波的泄露还能够将第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4反射的能量进一步锁定在谐振器内部，进一步有效的防止能量的泄露。通过声学阻抗结构与悬翼/桥结构的相互配合可以有效防止声波的泄露，提升谐振器的Q值。
在本发明中，利用了单晶压电材料，由于其晶格具有极少的缺陷点，因此，可以使材料损耗更低，从而得到更高的谐振器Q值，同时可以提高机电耦合系数和功率容量。
在进一步的实施例中，第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4与压电层1 接触的部分的宽度分别为mλ3/4和nλ4/4，其中m和n均为奇数，例如为1,3， 5,7等，λ3和λ4分别为第一声学阻抗层和第二声学阻抗层与压电层接触的对应部分在谐振频率处沿横向传播的声波波长。所述谐振频率是谐振器谐振区间内的某一频率，可以是谐振器的串联谐振频率或并联谐振频率，也可以是串并联谐振频率之间的某一频率，或者略低于串联谐振频率或略高于并联谐振频率的某一频率。在附图中，第一声学阻抗层3的所述宽度以A表示，而第二声学阻抗层4的所述宽度则以B表示。选取上述宽度，有利于形成有效的声学阻抗不匹配，防止横向声波泄露，进一步提高谐振器的Q值。m与n可以相同，也可以不同，均在本发明的保护范围之内。
形成第一声学阻抗层3的材料包括氮化铝、二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅，形成第二声学阻抗层4的材料包括二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅。第一声学阻抗层3的材料与第二声学阻抗层4的材料彼此不同。可选的，形成第一声学阻抗层3的材料包括二氧化硅，形成第二声学阻抗层4的材料包括多晶硅。或者，形成第一声学阻抗层3的材料包括氮化硅或氮化铝，形成第二声学阻抗层4的材料包括二氧化硅或掺杂二氧化硅。在本发明中，为了提高第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4的相接处的声学不匹配程度，两者的声学阻抗之差可以选择的尽可能大。
如后面参照附图8A-8L所述的，在制造谐振器的过程中，第二声阻抗层同时用作牺牲层，因此在释放牺牲层时，需要选择合适的释放刻蚀剂，使得该刻蚀剂只刻蚀第二声学阻抗材料，不刻蚀或刻蚀极少量第一声阻抗材料。
如图2A所示，底电极2的非电极连接端(2A中的右端)的端面在横向方向上与声学阻抗结构中的第一声学阻抗层3间隔开，使得声波在底电极的非电极连接端和空隙之间的横向界面也形成全反射，从而减少声波泄露。基于非电极连接端处的空隙结构，可以进一步防止横向声波泄露，提高谐振器的Q值。
在可选的实施例中，在通过底电极2的电极连接端的谐振器的一个纵截面中(例如图2A所示的截面图中)，底电极2的非电极连接端的端面在横向方向上与声学阻抗结构间隔开的距离C在0μm-50μm的范围内。该距离除了端值之外，还可以是例如5μm，7μm，30μm等。
在例如图2A所示的实施例中，底电极2在电极连接端的一侧被第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4形成的连续反射层或者声学阻抗结构包裹住，更具体的，被第一声学阻抗层3覆盖，一方面这种结构有利于提高谐振器的机械稳定性，且更容易将谐振器工作时产生的热量通过电极和第一声阻抗层3传导到衬底，从而提高谐振器的功率容量，另一方面，虽然能量会从底电极端面泄露到第一声阻抗层3中，但是由于存在第二声阻抗层与第一声阻抗层形成的反射界面，因此，有利于使能量尽可能多的锁定在谐振器内部，使谐振器保持较高Q 值。
虽然没有示出，在可选的实施例中，底电极2的非电极连接端的端面和电极连接端的端面在横向方向上可以均与第一声学阻抗层3间隔开，使得声波在底电极与空隙的横向界面也形成全反射，从而减少声波泄露，能够提高谐振器的Q值。相较于图2A所示的结构，因为在电极连接端也设置有空隙，从而有利于进一步防止横向声波泄露，但是由于底电极与第一声阻抗层没有形成直接接触，热量必须通过压电材料间接传导到第一声阻抗层及衬底中，从而会导致功率容量变差。同样的，电极连接端的端面在横向方向上与声学阻抗结构间隔开的距离可以是C，也可以是不同于C的值。
图2B为图2A中的局部放大示意图，示意性示出了与顶电极的悬翼和桥结构相关的参数。
在图2B中，底电极2的非电极连接端为非悬翼结构(图2B中非电极连接端无悬翼，即为非悬翼结构)。如图2B所示，桥结构的宽度为d12a，可选的， d12a的范围为0-50μm；底电极的非电极连接端和顶电极的桥结构在谐振器的厚度方向上的重叠区域(或者桥结构的内缘与对应的非电极连接端的端点之间的横向距离)为d43a，其值的大小对谐振器性能有较大的影响。d43a小于d12a，且d43a的宽度在0μm–20μm的范围内，以有利于保证底电极的非电极连接端落入顶电极的桥结构投影内，此时，谐振器的有效区域被顶电极的桥结构和悬翼的内缘限定。
在图2B中，顶电极的非连接边(图2B中为顶电极的悬翼的外缘)和第一声学阻抗层3的横向距离为d40a，底电极非连接边和第一声学阻抗层3的横向距离为d44b；顶电极的桥结构的外缘到第一声学阻抗层3的横向距离为d41a。在可选的实施例中，d40a在0–50μm的范围内；和/或d44b在0–50μm的范围内；和/或d41a在0–50μm的范围内。
此外，d41a和d44b也可以为负值。当d41a为负值，d44b为正值时，即顶电极桥结构外缘跨过了第一声阻抗层3，同时第一声阻抗层3与底电极非连接端保持间隔，类似于图4B所示。
当d41a和d44b同时为负值时，此时，第一声阻抗层3覆盖了底电极非连接端，同时，为了避免伸入声阻抗层的底电极部分与顶电极连接边形成寄生电容从而降低谐振器电性能(包括Q值和机电耦合系数等)，所设置的桥结构的内端需要跨过第一声阻抗层3的边缘，外端需要跨过底电极的非连接端边缘，即保证d41a的绝对值小于d12a，d43a也小于d12a，如图2C所示。这种情况下，有利于提高谐振器的机械稳定性，且更容易将谐振器工作时产生的热量通过电极和第一声阻抗层3传导到衬底，从而提高谐振器的功率容量，同时，虽然能量会从底电极端面泄露到第一声阻抗层3中，但是由于存在第二声阻抗层与第一声阻抗层形成的反射界面，因此，也可以使能量尽可能多的锁定在谐振器内部，使谐振器保持较高Q值。
如图2B所示，顶电极悬翼结构的宽度为d11a，可选的，d11a的范围为 0-50μm；悬翼结构的外缘在第一声阻抗层3边缘的内侧，且与第一声阻抗层3 之间的横向距离为d40a，可选的，d40a在0-50μm的范围内，此时，顶电极6 的悬翼内缘与第一声学阻抗层3之间的横向距离为悬翼宽度d11a与d40a之和。此外，d40a也可以为负值，类似于后续的附图4C所示，即顶电极的悬翼结构的外缘跨过第一声学阻抗层3的边缘，此时，顶电极6的悬翼内缘与第一声学阻抗层3之间的横向距离为悬翼宽度d11a减去d40a的绝对值。需要设置d11a和 d40a使得悬翼结构的内缘始终处于在第一声阻抗层3的边缘的内侧。
在可选的实施例中，d11a、d12a、d40a、d41a、d43a可以为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。在具体的示例中，d11a区间对应的是顶电极悬翼部分，d12a区间对应的是顶电极桥部分，d40a和d43a区间对应的是底电极与压电层部分，d41a区间对应的是顶电极与压电层部分。
图2D为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的NON’线截得的截面示意图，其中示出了底电极和顶电极的非电极连接端，且底电极2 的未设置释放孔的一侧的非电极连接端被第一声学阻抗层3的一部分覆盖，覆盖区域的宽度等于底电极非连接边和第一声学阻抗层3之间的横向距离d44b。一方面，这种结构有利于提高谐振器的机械稳定性，且更容易将谐振器工作时产生的热量通过电极和第一声阻抗层3传导到衬底，从而提高谐振器的功率容量；另一方面，这种结构中虽然能量会从底电极端面泄露到第一声阻抗层3中，但是由于存在第二声阻抗层与第一声阻抗层形成的反射界面，因此，有利于使能量尽可能多的锁定在谐振器内部，使谐振器保持较高Q值。此外，在沿图1 中的NON’线截得的截面中，第一声学阻抗层3也可以与底电极非连接边间隔开，使得声波在底电极与空隙的横向界面形成全反射，从而减少声波泄露，能够提高谐振器的Q值。
如图2D所示，底电极2的非电极连接端为非悬翼结构，且在谐振器的横向方向上，非电极连接端外缘与第一声学阻抗层3之间可以设置有释放孔9。
在可选的实施例中，d11a在0–50μm的范围内；和/或d40a在0–50μm的范围内；和/或d44b在0–50μm的范围内。
在可选的实施例中，d11a、d40a、d44b可以为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d11a区间对应的是顶电极悬翼部分，d40a区间对应的是底电极与压电层部分，d44b区间对应的是第一声阻抗层、底电极与压电层部分。图3A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了底电极2的电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖，底电极2的非电极连接端与第一声学阻抗层3在横向方向上间隔开，在图3A中，底电极设置有悬翼10和桥结构13，第一声学阻抗层3并未覆盖桥结构。
在图3A中，底电极2的非电极连接端为悬翼结构，顶电极6的非电极连接端为非悬翼结构。如图3A所示，桥结构13的宽度为d12b，可选的，d12b的范围为0-50μm；顶电极的非电极连接端和底电极的桥结构在谐振器的厚度方向上的重叠区域(或者桥结构的内缘与非电极连接端的端点之间的横向距离)为d43b，其值的大小对谐振器性能有较大的影响。d43b小于d12b，且d43b的宽度在 0μm–20μm的范围内，从而保证顶电极的非电极连接端落入底电极的桥结构投影内，此时，谐振器的有效区域被底电极的桥和悬翼结构的内缘限定。
在图3A中，翼结构的宽度为d11b，可选的，d11b的范围为0-50μm；底电极的非连接边(图3A中为底电极悬翼的外缘)和第一声学阻抗层3的横向距离为d40b；底电极的桥结构的外缘到第一声学阻抗层3的横向距离为d41b。因为第一声学阻抗层3对泄露在滤波器外的横波有反射作用，并且其距离对波和能量的反射有重要作用，所以d40b、d41b的设置或选取对谐振器的性能有较大影响。在可选的实施例中，d40b在0–50μm的范围内；和/或d41b在0–50μm的范围内。此外，d41b也可以为负值。当d41b为负值时，即第一声阻抗层3覆盖了底电极桥结构的一部分，此时需要保证d12b大于d41b的绝对值，即第一声阻抗层3的边缘落入底电极桥结构中。在可选的实施例中，d11b、d12b、d40b、 d41b、d43b可以为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d11b区间对应的是底电极悬翼部分，d12b区间对应的是底电极桥部分，d40b和d43b区间对应的是顶电极与压电层部分，d41b区间对应的是底电极与压电层部分。
图3B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的截面示意图，其中示出了底电极2和顶电极6的非电极连接端，且底电极2的非电极连接端与第一声学阻抗层间隔开。在图3B中，在横向方向上，在悬翼与第一声学阻抗层3之间没有释放孔9的情况下，悬翼外缘到第一声学阻抗层3之间的距离为d40b。
在图3B中，顶电极非连接边(图3B中非电极连接端无悬翼，即为非悬翼结构)和第一声学阻抗层3的横向距离在没有设置释放孔9的一侧为d44a；底电极的悬翼外缘与顶电极的非电极连接端之间的距离为d49b。其中，d49b可以为正也可以为负。当d49b为负值时，即顶电极的非连接边落在底电极的悬翼结构投影中，需要设置d11b大于d49b的绝对值，从而使得谐振器的有效区域是由底电极的悬翼结构内缘限定的。此外，d49b还可以进一步设置大于d40b，使得顶电极的非连接边与第一声阻抗层3有部分重叠。
如图3B所示，顶电极6的非电极连接端为非悬翼结构，且在谐振器的横向方向上，非电极连接端外缘与第一声学阻抗层3之间可以设置有释放孔9。
在可选的实施例中，d40b在0μm–50μm的范围内；和/或d44a在0μm– 50μm的范围内；和/或d49b在0μm–20μm的范围内。
在可选的实施例中，d11b、d49b、d44a可以为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d11b区间对应的是底电极悬翼部分，d49b区间对应的是顶电极与压电层部分，d44a区间对应的是压电层部分。
在本发明中，对于顶电极上的悬翼和桥结构，其宽度和底电极上的悬翼和桥结构可以使相同的也可以是不相同的。对于顶电极或底电极上的悬翼或桥结构来说，其对应同一个谐振器多边形上不同边上的悬翼或桥结构的宽度可以是相同的也可以是不相同的，均在本发明的保护范围之内。
图4A为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了底电极和顶电极均设置有悬翼10和桥结构13。在图4A中，电极的桥结构与第一声学阻抗层3在横向方向上间隔开，即如图4A中所示的d41a和d41b均大于0。在可选的实施例中，d41a、d41b可以为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d41a区间对应的是顶电极与压电层部分，d41b区间对应的是底电极与压电层部分。
需要指出的是，在本发明中，相同的标记具有相同或相似的含义，对在参照图解释或示出的参数标记，在该标记在其他图中示出的情况下，具有与前述说明相同或者相似的含义，相应的，对于这些参数的说明也适用于对应实施例中的这些参数的说明，这里不再赘述。
图4B为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了底电极和顶电极均设置有悬翼和桥结构，其中顶电极6的桥结构与第一声学阻抗层3 在厚度方向上存在部分重叠。如图4B所示，在谐振器的横向方向上，顶电极的桥结构的外缘在第一声学阻抗层3的边界的外侧。该重叠部分的宽度对应于d41a。
在图4B中，悬翼和桥结构以及图中的第一和第二声学阻抗层都是为了增强横波的反射，所以为了使得悬翼和桥结构和声学阻抗层对于横波的反射达到协同增强的效果，将图4B中的第一声学阻抗层3的边界和顶电极的桥结构的区域进行部分的重合。在可选的实施例中，d41a、d40b为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d41a区间对应的是压电层与第一声阻抗层部分，d40b区间对应的是压电层部分。
图4C为根据本发明的又一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了底电极和顶电极均设置有悬翼和桥结构，其中底电极的桥结构与第一声学阻抗层在厚度方向上存在部分重叠。如图4C所示，在谐振器的横向方向上，底电极的桥结构的外缘在第一声学阻抗层3的边界的外侧，即第一声阻抗层3覆盖底电极桥结构的一部分。顶电极的悬翼和底电极的悬翼与第一声学阻抗层3的横向距离分别为d40a和d40b，顶电极的桥结构和底电极的桥结构与第一声学阻抗层3的横向距离分别为d41a和d41b。通过调整d41b的大小，可以改变底电极桥的实际悬空宽度(d12b与d41b之差)，进而改变桥结构对横波的反射特性，实现悬翼/桥结构与声学阻抗层对于横波的反射达到协同增强的效果。在可选的实施例中，d41b、d12b-d41b为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d41b区间对应的是底电极桥结构部与第一声阻抗层部分，d12b-d41b区间对应的是底电极桥结构部分。
图4B与4C所示的结构也可以综合在一个结构中，顶电极连接边下方的第一声阻抗层的边缘落入顶电极连接边桥结构投影中，底电极连接边下方的第一声阻抗层的边缘落入底电极连接边桥结构投影中。
图5A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极和底电极非连接边均设置有悬翼。如图5A所示，顶电极和底电极的悬翼的内缘和外缘在厚度方向上均齐平，即上下悬翼宽度相同。
图5B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MON线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极非连接边设置有悬翼，底电极非连接边设置有桥结构。在图5B中，可以看到，底电极的桥结构与第一声学阻抗层3存在重合区域，该区域的横向宽度对应于d41b。通过优化设置d41b和d12b的宽度，可以实现桥结构与声学阻抗层对于横波的反射达到协同增强的效果。在可选的实施例中，d41b、d12b-d41b为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。具体示例中，d41b区间对应的是底电极桥结构部与第一声学阻抗层部分，d12b-d41b区间对应的是底电极桥结构部分。同时，相比于图5A所示结构，图5B所示结构有利于提高谐振器的机械稳定性，且更容易将谐振器工作时产生的热量通过电极和第一声学阻抗层3传导到衬底，从而提高谐振器的功率容量。但是本发明不限于此，第一声学阻抗层3也可以与底电极的桥结构不重叠，但是仍然覆盖底电极末端，或者，第一声学阻抗层3也可以与底电极间隔开设置。
图5C为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的NON’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极非连接边设置有桥结构，底电极非连接边设置有悬翼结构。如图5C所示，顶电极桥结构的边缘在第一声学阻抗层3边缘的内侧，但是本发明不限于此，顶电极桥结构的边缘也可以跨过第一声学阻抗层3边缘，从而使得顶电极桥结构与第一声阻抗层3有部分重叠。
在图5A-5C所示的示例中，对于顶电极上的悬翼，其宽度和底电极上的悬翼可以相同或不相同。对于顶电极或底电极上的悬翼和桥结构，其对应同一谐振器多边形上不同边上的悬翼和桥结构的宽度可以相同或不相同。
谐振器的边界结构的位置和宽度变化均会对横波的传播和反射产生较大影响。以悬翼和/或桥结构在顶电极和底电极的相互位置关系为例，当两者相互重合时(例如图5A所示，悬翼在厚度方向上齐平)，由悬翼和桥结构造成的区间层叠结构变化只有一种，即在悬翼结构内边缘内侧为顶电极、底电极与压电层层叠结构，而在悬翼结构内边缘外侧为压电层，由此在上下悬翼结构内边缘处产生了一个声阻抗不匹配界面，所以对于横波的反射或者抑制只能产生一次。而当悬翼和桥结构在顶电极和底电极的相互关系存在位置差异时，例如附图6A 中的Δd1和Δd5不等于零时，会对谐振器的Q值的提升产生更大的益处。对应图5A所示上下均为悬翼结构时，即上下电极悬翼结构的内缘不对齐，例如，可以是顶电极的悬翼结构内缘在底电极悬翼结构内缘的内侧，此时，从谐振器内侧到外侧，其层叠结构变化至少有两种，即在顶电极的悬翼结构内缘内侧为顶电极、底电极与压电层层叠结构，在顶电极的悬翼结构内缘外侧到底电极悬翼结构内缘内侧为压电层与底电极层叠结构，在底电极悬翼结构内缘外侧为压电层，由此产生了两个阻抗不匹配界面，从而可以进一步增强谐振器Q值。
图6A为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极和底电极均设置有悬翼和桥结构，其中顶电极的悬翼和桥结构的内缘分别处于底电极的桥结构和悬翼的内缘的外侧。
图6B为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1 中的MOM’线截得的类似于图2B的放大的局部截面示意图，其中示出了顶电极和底电极均设置有悬翼和桥结构，其中顶电极的悬翼和桥结构的内缘分别处于底电极的桥结构和悬翼的内缘的内侧。
更具体的，如图6A和6B所示，顶电极的悬翼的内缘与底电极的桥结构的内缘之间的横向距离或间距为Δd1，底电极的悬翼的内缘与顶电极的桥结构的内缘之间的横向距离或间距为Δd5。
Δd1和Δd5其值的大小对谐振器的性能有较大的影响。在本发明的一个实施例中，Δd1在0–20μm的范围内；和/或Δd5在0–20μm的范围内。此外，在图6A中需要保证d12b大于Δd1(左侧)，在图6B中需要保证d12a大于Δd5 (右侧)，即当悬翼结构的内缘在另一侧桥结构内边缘外侧时，需要保证悬翼结构的内缘不超过另一侧桥结构的外边缘，换句话说，需要保证悬翼结构的内缘落在另一侧桥结构的投影内。或者，悬翼结构的内缘处于另一侧桥结构内缘的内侧，如图6A所示的右侧情况以及图6B所示的左侧情况。
以如图6A的左侧结构为例，由悬翼和桥结构造成的区间层叠结构变化有三次，即在桥结构内边缘内侧为顶电极、底电极与压电层层叠结构，在桥结构内边缘外侧至悬翼结构内缘内侧为顶电极与压电层层叠结构，在悬翼结构内边缘外侧至桥结构外缘内侧为压电层，在桥结构外缘外侧为底电极与压电层层叠结构，由此产生了三个声阻抗不匹配界面，从而有利于横波在这些阻抗比匹配界面上产生多次反射，通过合理设置这些区间的宽度，可以大幅提升谐振器Q值。在可选的实施例中，Δd1，d12b-Δd1，d41b为λ/4的奇数倍，λ为各距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。图6A右侧结构以及图6B中结构也可以利用类似分析方法进行优化设置。图7为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器组件的截面示意图。图7中示出了两个体声波谐振器，其共用同一基底5。在图7中，谐振器的个数可以是更多个。另外，在图7所示的实施例中，两个谐振器的顶电极和底电极均设置有悬翼和桥结构，但是本发明不限于此，该组件中的谐振器可以是图1-图6B中所示的任一种结构所对应的谐振器。
在本发明中，第一声学阻抗层3与第二声学阻抗层4可以一起构成声学阻抗结构。但是，本发明不限于此，换言之，声学阻抗层的布置方式不限于此。其可以是包括在横向方向上依次相邻布置的第一声学阻抗层和第二声学阻抗层，或第一声学阻抗层、第二声学阻抗层以及第一声学阻抗层，或以上的组合。
在进一步的实施例中，两个谐振器在横向方向上相邻且分别具有第一声学阻抗结构和第二声学阻抗结构，所述两个声学阻抗结构共用至少一层第一声学阻抗层3或至少一层第二声学阻抗层4。
在一个实施例中，两个谐振器的声学镜之间包含三个声学阻抗层，第一声学阻抗层、第二声学阻抗层和第一声学阻抗层。两个谐振器至少共用位于中间位置的第二声学阻抗层4。
在一个实施例中，两个谐振器的声学镜之间包含五个声学阻抗层，第一声学阻抗层、第二声学阻抗层、第一声学阻抗层、第二声学阻抗层和第一声学阻抗层。两个谐振器至少共用位于中间位置的第一声学阻抗层3。对于单个谐振器而言，围绕声学镜8的声学阻抗结构包括从内侧到外侧依次布置的第一声学阻抗层3、第二声学阻抗层4、第一声学阻抗层3。
相邻谐振器的连接方式并不限于以上的情况，同时，相邻谐振器之间也可以没有电连接，但相邻谐振器之间可以存着多组声学阻抗层。此外，相邻谐振器之间也可以只存在一层声学阻抗层(第一声学阻抗层)。而多增加第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4可以形成更多的反射界面，进一步减少声波的泄露，使谐振器的Q值升高。另外，通过选择第一声阻抗层和第二声阻抗层的层数和/ 或宽度，可以使第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4的图形占比密度更均匀，使利用CMP(chemical mechanical polishing，化学机械抛光)制程更容易形成表面平坦的膜层。
在本发明的一个实施例中，如图2A所示，可以选择第一声学阻抗层3的外侧面所在面与压电层的底面之间形成的角度α在100°-160°的范围内，具体的，可以为100°，120°，160°等。选取该角度有利于在图形化了第一声学阻抗层 3之后填充第二声学阻抗层4。
在本发明的一个实施例中，如图2A所示，可以选择底电极2的端面外侧与压电层1的底面之间形成的角度β在90°-160°的范围内，具体的，可以为90°、 100°，120°，160°等。选取该角度有利于填充第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4。
图9为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的类似于沿图1中的MOM’线截得的截面示意图，其中示出了底电极的电极引出部区域以及顶电极的电极引出部区域，且底电极的电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖，底电极的非电极连接端与第一声学阻抗层在横向方向上间隔开，在图9中，顶电极和底电极均设置有悬翼和桥结构，在图2A中，α角为钝角，而在图9中，α角为锐角。在本发明的实施例中，如图9所示，可以选择第一声学阻抗层3 的外侧面所在面与压电层的底面之间形成的角度α在20°-80°的范围内，具体的，可以为20°，60°，80°等。
例如，如图2A所示，压电层1设置有底电极过孔9a(参见后面说明的图 8I)，电极引出部6a通过过孔9a与底电极2的电极连接端电连接。如后面说明的图8J和8K所示的，电极引出部6a由与顶电极6相同的材料形成且具有与顶电极同层布置的引出部分。但并不排除电极引出部6a也可由其他不同于顶电极 6的材料单独形成。
下面参照图8A-8L示例性说明类似于图2A(但顶电极和底电极同时设置有悬翼和桥结构(具体放大图对应于图4A))所示的单晶压电薄膜体声波谐振器的制作过程。
如图8A所示，在衬底5a(如硅、碳化硅)表面上沉积单晶压电薄膜层(即单晶压电层)1，如单晶氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)，所用沉积工艺包括但不限于MOCVD(金属有机化学气相沉积)、MBE(分子束外延)、CBE(化学分子束外延)、LPE(液相外延)等；或者通过在辅助衬底Aux1(如铌酸锂、钽酸锂衬底) 表面通过离子注入形成一个分界层，在分界层上方形成压电薄膜层1，此时压电薄膜层1材料与衬底5a材料相同。压电层1的上表面与衬底5a接合。
如图8B所示，在压电层上制备底电极悬翼和桥结构的牺牲层，其材料可以是氮化硅、氧化硅等介质材料，通过刻蚀工艺进行图形化而得到牺牲层结构14。
如图8C所示，在单晶压电层上通过CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、蒸镀、溅射等类似的薄膜沉积工艺沉积一层底电极层，然后通过蚀刻工艺获得底电极2。
如图8D所示，在图8C所示结构的压电层1及底电极2的表面沉积一层第一声学阻抗材料，并图形化以形成第一声学阻抗层3，第一声学阻抗材料可以是氮化铝、二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅等。
如图8E所示，在图8D所得到的结构的压电层1、第一声学阻抗层3以及底电极2的表面沉积第二声学阻抗材料，使得第二声学阻抗材料填平第一声学阻抗层3之间的空隙(该空隙对应于声学镜空腔)，第二声阻抗层的材料可以为二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅等，但与第一声阻抗层材料不同。
如图8F所示，通过CMP(化学机械研磨)法将第二声学阻抗材料磨平直至与露出第一声学阻抗层3，位于第一声学阻抗层3的外侧的第二声学阻抗材料构成第二声学阻抗层4，而位于第一声学阻抗层3之间的第二声学阻抗材料则构成牺牲层。换言之，在本实施例中，第二声学阻抗材料还是牺牲材料。
如图8G所示，将基底5接合(bonding)在第一声学阻抗层3和第二声学阻抗层4的下侧面上。可选的，基底5的表面还可以有辅助键合层(图中没有示出)，如二氧化硅、氮化硅等材料。
如图8H所示，通过研磨、刻蚀工艺或离子注入层分离的方法将衬底5a去除，以露出压电层1的上表面，可选的，并对其分离界面进行CMP处理，使其表面光整，具有较低的粗糙度。
如图8I所示，通过光刻和刻蚀的工艺在压电层1中刻蚀出通孔9a，同时，在压电层1上蚀刻出牺牲层释放孔(图中没有示出)，该过孔直接通到底电极的电极连接端，或该过孔直接与声学镜空腔相通或者直接通到位于声学镜空腔中的第二声学阻抗材料即牺牲层。
如图8J所示，在压电层上制备顶电极悬翼和桥结构的牺牲层，其材料可以是氮化硅、氧化硅等介质材料，通过刻蚀工艺进行图形化。
如图8K所示，沉积用于顶电极6的电极材料层，该材料层覆盖压电层的顶面以及进入到过孔9a以及释放孔之内，之后对电极材料层刻蚀，以移除释放孔内的电极材料，以及图形化而形成顶电极6。
如图8L所示，通过薄膜沉积的工艺沉积然后图形化导电材料以形成电极连接部分(bonding pad)或电极电连接层7，包括顶电极连接层和底电极连接层。
之后，经由释放孔通入刻蚀剂以释放声学镜空腔8内的第二声学阻抗层材料或牺牲层，得到对应于类似于图2A但顶电极和底电极同时设置有悬翼和桥结构(具体放大图对应于图4A)的结构。
在上述的制造过程中，先制作第一声学阻抗层3，然后制作第二声学阻抗层 4，因此使得第一声学阻抗层3的外侧面所在面与压电层的底面之间形成的角度α在100°-160°的范围内。但是也可以先制作第二声学阻抗层4，再制作第一声学阻抗层3。基于制作工序的不同，第一声学阻抗层3的端面外侧与压电层的底面之间的角度可以与图2A中所示不同。
在本发明中，提到的数值范围除了可以为端点值之外，还可以为端点值之间的中值或者其他值，均在本发明的保护范围之内。
在本发明中，上和下是相对于谐振器的基底的底面而言的，对于一个部件，其靠近该底面的一侧为下侧，远离该底面的一侧为上侧。
在本发明中，内和外是相对于谐振器的有效区域(压电层、顶电极、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成有效区域)的中心在横向方向或者径向方向上而言的，一个部件的靠近该中心的一侧或一端为内侧或内端，而该部件的远离该中心的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言，位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与该中心(谐振器有效区域的中心)之间，位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离该中心(谐振器有效区域的中心)。
需要指明的是，在图1中，第一声阻抗层和第二声阻抗层均围绕谐振器的声学镜形成环状，但是，也可以是在第一声阻抗层的局部位置嵌入第二声阻抗层，这均在本发明的保护范围之内。
在本发明中，压电层的材料还可以是非单晶材料。
如本领域技术人员能够理解的，根据本发明的体声波谐振器可以用于形成滤波器或其他半导体器件。
基于以上，本发明提出了如下技术方案：
1、一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
压电层与基底之间设置有声学阻抗结构；
所述声学阻抗结构包括在横向方向上彼此相邻设置的第一声学阻抗层和第二声学阻抗层，第一声学阻抗层与第二声学阻抗层的声学阻抗不同，所述声学镜在谐振器的横向方向上位于所述第一声学阻抗层之间；且
底电极和/或顶电极设置有悬翼和/或桥结构。
2、根据1所述的谐振器，其中：
底电极和/或顶电极的非电极连接端设置有悬翼，且在谐振器的横向方向上，悬翼外缘到对应的第一声学阻抗层在横向方向上存在第一距离；或者底电极和/ 或顶电极的非电极连接端为非悬翼结构，且在谐振器的横向方向上，非电极连接端外缘到对应的第一声学阻抗层在横向方向上存在第三距离。
3、根据2所述的谐振器，其中：
所述第一距离在0–50μm的范围内；和/或
所述第三距离在0–50μm的范围内。
4、根据2所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，顶电极的悬翼的外缘在第一声学阻抗层的边界的外侧；或
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，顶电极的悬翼的外缘在第一声学阻抗层的边界的内侧；或
顶电极的非电极连接端为非悬翼结构，底电极的非电极连接部包括悬翼，且在谐振器的横向方向上，顶电极的非电极连接端的边缘在底电极的悬翼的内端的外侧。
5、根据2所述的谐振器，其中：
第一距离为λ1/4的奇数倍，λ1为第一距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
6、根据2所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，悬翼宽度在0–50μm的范围内。
7、根据2所述的谐振器，其中：
底电极和顶电极中仅顶电极或仅底电极的非电极连接端设置有悬翼。
8、根据1-7中任一项所述的谐振器，其中：
底电极和/或顶电极的电极连接端和/或非电极连接端设置有桥结构；且
在谐振器的横向方向上，桥结构的外缘到对应的第一声学阻抗层存在第五距离。
9、根据8所述的谐振器，其中：
所述第五距离在0–50μm的范围内。
10、根据8所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，桥结构的外缘在第一声学阻抗层的边界的外侧。
11、根据8所述的谐振器，其中：
第五距离为λ2/4的奇数倍，λ2为第五距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
12、根据8所述的谐振器，其中：
所述桥结构的宽度在0–50μm的范围内。
13、根据8-12中任一项所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的电极连接端和/或非电极连接端设置有桥结构，而顶电极与底电极中的另一个的非电极连接端设置有悬翼或桥结构。
14、根据13所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极均设置有悬翼和桥结构。
15、根据13所述的谐振器，其中：
在谐振器的厚度方向上，顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的桥结构或悬翼结构的内缘对齐。
16、根据13所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的对应桥结构或悬翼结构的内缘在所述横向方向上错开。
17、根据16所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的对应桥结构或悬翼结构的内缘在所述横向方向上存在第一间隔。
18、根据17所述的谐振器，其中：
第一间隔在0–50μm的范围内。
19、根据8所述的谐振器，其中：
顶电极的电极连接端设置有桥结构，且第一声学阻抗层覆盖底电极的非电极连接端的一部分，在横向方向上，第一声学阻抗层的边界处于底电极的非电极连接端的边缘的内侧，顶电极的桥结构的内侧处于第一声学阻抗层的边界的内侧，顶电极的桥结构的外侧处于底电极的非电极连接端的边缘的外侧；或
顶电极的非电极连接端设置有悬翼，且第一声学阻抗层覆盖底电极的电极连接端的一部分，在横向方向上，顶电极的悬翼的内端处于覆盖底电极的电极连接端的第一声学阻抗层的边界的内侧；或
底电极的电极连接端或非电极连接端包括桥结构，第一声学阻抗层部分覆盖所述底电极的电极连接端或非电极连接端，且在横向方向上，底电极的桥结构的内端在所述第一声学阻抗层的边界的内侧；或
顶电极或底电极中的一个电极的非电极连接端为非悬翼结构，顶电极或底电极中的另一个电极的电极连接端或非电极连接端包括桥结构，在横向方向上，所述一个电极的非电极连接端的边缘在所述另一个电极的对应桥结构的内端与外端之间；或
顶电极或底电极中的一个电极的非电极连接端设置有悬翼，顶电极或底电极中的另一个电极的电极连接端或非电极连接端设置有桥结构，且悬翼的内端在横向方向上处于对应桥结构的内端与外端之间，或者悬翼的内端在横向方向上处于对应桥结构的内端的内侧。
20、根据1所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的电极连接端设置有桥结构，而顶电极与底电极中的另一个的非电极连接端与所述桥结构在谐振器的厚度方向上存在重叠区域。
21、根据1所述的谐振器，其中：
所述声学镜为声学镜空腔；
所述声学镜空腔在谐振器的横向方向上的边界由所述第一声学阻抗层限定。
22、根据1-21中任一项所述的谐振器，其中：
所述压电层为单晶压电层。
23、根据1-22中任一项所述的谐振器，其中：
第一声学阻抗层与第二声学阻抗层与压电层接触的部分的宽度分别为mλ3/4和nλ4/4，其中m和n均为奇数，λ3和λ4分别为第一声学阻抗层和第二声学阻抗层与压电层接触的对应部分在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
24、根据1-22中任一项所述的谐振器，其中：
形成第一声学阻抗层和第二声学阻抗层中的一层的材料选自氮化铝、二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅，形成第一声学阻抗层和第二声学阻抗层中的另一层的材料自二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅，形成第一声学阻抗层的材料不同于形成第二声学阻抗层的材料。
25、根据1-22中任一项所述的谐振器，其中：
所述底电极的电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖。
26、一种体声波谐振器组件，包括：
至少两个根据1-25中任一项所述的谐振器，所述至少两个谐振器共用同一基底。
27、一种滤波器，包括根据1-25中任一项所述的体声波谐振器，或者根据 26所述的体声波谐振器组件。
28、一种电子设备，包括根据27所述的滤波器，或者根据1-25中任一项所述的体声波谐振器，或者根据26所述的体声波谐振器组件。
这里的电子设备，包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品，以及手机、WIFI、无人机等终端产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (28)

1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
压电层与基底之间设置有声学阻抗结构；
所述声学阻抗结构包括在横向方向上彼此相邻设置的第一声学阻抗层和第二声学阻抗层，第一声学阻抗层与第二声学阻抗层的声学阻抗不同，所述声学镜在谐振器的横向方向上位于所述第一声学阻抗层之间；且
底电极和/或顶电极设置有悬翼和/或桥结构。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
底电极和/或顶电极的非电极连接端设置有悬翼，且在谐振器的横向方向上，悬翼外缘到对应的第一声学阻抗层在横向方向上存在第一距离；或者底电极和/或顶电极的非电极连接端为非悬翼结构，且在谐振器的横向方向上，非电极连接端外缘到对应的第一声学阻抗层在横向方向上存在第三距离。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
所述第一距离在0–50μm的范围内；和/或
所述第三距离在0–50μm的范围内。
4.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，顶电极的悬翼的外缘在第一声学阻抗层的边界的内侧；或
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，顶电极的悬翼的外缘在第一声学阻抗层的边界的外侧；或
顶电极的非电极连接端为非悬翼结构，底电极的非电极连接部包括悬翼，且在谐振器的横向方向上，顶电极的非电极连接端的边缘在底电极的悬翼的内端的外侧。
5.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
第一距离为λ1/4的奇数倍，λ1为第一距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
6.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，悬翼宽度在0–50μm的范围内。
7.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
底电极和顶电极中仅顶电极或仅底电极的非电极连接端设置有悬翼。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的谐振器，其中：
底电极和/或顶电极的电极连接端和/或非电极连接端设置有桥结构；且
在谐振器的横向方向上，桥结构的外缘到对应的第一声学阻抗层存在第五距离。
9.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
所述第五距离在0–50μm的范围内。
10.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
在谐振器的横向方向上，在底电极的电极连接端的一侧，桥结构的外缘在第一声学阻抗层的边界的外侧。
11.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
第五距离为λ2/4的奇数倍，λ2为第五距离对应区域厚度方向的层叠结构在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
12.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
所述桥结构的宽度在0–50μm的范围内。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的电极连接端和/或非电极连接端设置有桥结构，而顶电极与底电极中的另一个的非电极连接端设置有悬翼或桥结构。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极均设置有悬翼和桥结构。
15.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
在谐振器的厚度方向上，顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的对应桥结构或悬翼结构的内缘对齐。
16.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的对应桥结构或悬翼结构的内缘在所述横向方向上错开。
17.根据权利要求16所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的悬翼的内缘与顶电极与底电极中的另一个的对应桥结构或悬翼结构的内缘在所述横向方向上存在第一间隔。
18.根据权利要求17所述的谐振器，其中：
第一间隔在0–50μm的范围内。
19.根据权利要求8所述的谐振器，其中：
顶电极的电极连接端设置有桥结构，且第一声学阻抗层覆盖底电极的非电极连接端的一部分，在横向方向上，第一声学阻抗层的边界处于底电极的非电极连接端的边缘的内侧，顶电极的桥结构的内侧处于第一声学阻抗层的边界的内侧，顶电极的桥结构的外侧处于底电极的非电极连接端的边缘的外侧；或
顶电极的非电极连接端设置有悬翼，且第一声学阻抗层覆盖底电极的电极连接端的一部分，在横向方向上，顶电极的悬翼的内端处于覆盖底电极的电极连接端的第一声学阻抗层的边界的内侧；或
底电极的电极连接端或非电极连接端包括桥结构，第一声学阻抗层部分覆盖所述底电极的电极连接端或非电极连接端，且在横向方向上，底电极的桥结构的内端在所述第一声学阻抗层的边界的内侧；或
顶电极或底电极中的一个电极的非电极连接端为非悬翼结构，顶电极或底电极中的另一个电极的电极连接端或非电极连接端包括桥结构，在横向方向上，所述一个电极的非电极连接端的边缘在所述另一个电极的对应桥结构的内端与外端之间；或
顶电极或底电极中的一个电极的非电极连接端设置有悬翼，顶电极或底电极中的另一个电极的电极连接端或非电极连接端设置有桥结构，且悬翼的内端在横向方向上处于对应桥结构的内端与外端之间，或者悬翼的内端在横向方向上处于对应桥结构的内端的内侧。
20.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的一个的电极连接端设置有桥结构，而顶电极与底电极中的另一个的非电极连接端与所述桥结构在谐振器的厚度方向上存在重叠区域。
21.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述声学镜为声学镜空腔；
所述声学镜空腔在谐振器的横向方向上的边界由所述第一声学阻抗层限定。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的谐振器，其中：
所述压电层为单晶压电层。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的谐振器，其中：
第一声学阻抗层与第二声学阻抗层与压电层接触的部分的宽度分别为mλ3/4和nλ4/4，其中m和n均为奇数，λ3和λ4分别为第一声学阻抗层和第二声学阻抗层与压电层接触的对应部分在谐振频率处沿横向传播的声波波长。
24.根据权利要求1-22中任一项所述的谐振器，其中：
形成第一声学阻抗层和第二声学阻抗层中的一层的材料选自氮化铝、二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅，形成第一声学阻抗层和第二声学阻抗层中的另一层的材料自二氧化硅、掺杂二氧化硅、多晶硅、非晶硅，形成第一声学阻抗层的材料不同于形成第二声学阻抗层的材料。
25.根据权利要求1-22中任一项所述的谐振器，其中：
所述底电极的电极连接端被第一声学阻抗层的一部分覆盖。
26.一种体声波谐振器组件，包括：
至少两个根据权利要求1-25中任一项所述的谐振器，所述至少两个谐振器共用同一基底。
27.一种滤波器，包括根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器，或者根据权利要求26所述的体声波谐振器组件。
28.一种电子设备，包括根据权利要求27所述的滤波器，或者根据权利要求1-25中任一项所述的体声波谐振器，或者根据权利要求26所述的体声波谐振器组件。
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