CN117335768A - 一种薄膜体声波谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种薄膜体声波谐振器及其制备方法，涉及谐振器技术领域。该薄膜体声波谐振器，包括：基底层和依次层叠设置在基底层上的底电极、压电层和顶电极，基底层上设有声反射结构，底电极、压电层和顶电极在基底层上的正投影的重叠部分与声反射结构在基底层上的正投影的重叠区域作为工作区域；底电极和压电层上分别设有第一凹凸结构，第一凹凸结构用于改变底电极和压电层上局部区域的厚度，压电层上的第一凹凸结构与底电极上的第一凹凸结构位置对应，第一凹凸结构环绕工作区域设置。该薄膜体声波谐振器能够有效减少能量损耗并提升Q值，从而改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时还可以有效地抑制杂散波，从而使频率响应更加平滑。
Description
技术领域
本申请涉及谐振器技术领域，具体而言，涉及一种薄膜体声波谐振器及其制备方法。
背景技术
当前，随着无线通讯的快速发展，更高频段收发信息的设备越来越多，对射频前端电路的要求越来越苛刻，对高性能滤波器市场需求越来越大。体声波滤波器凭借其高品质因子、带外抑制好、矩形系数高等特点，正逐渐成为市场的主流。
体声波滤波器是由多个薄膜体声波谐振器按特定电路连接构成，薄膜体声波谐振器在工作时由于压电效应会产生横向振动，横向振动会造成纵向声波传递给横向声波，同时产生不必要的寄生，造成纵向能量损耗，降低谐振器Q值，影响滤波器滚降，增大带内波纹，加大***损耗，这极大的影响了体声波滤波器的性能。
因此，高性能的体声波滤波器需要高性能的薄膜体声波谐振器，高性能的薄膜体声波谐振器需要具有高品质因子，高品质因子能让体声波滤波器具有更小的***损耗和更陡峭的滚降特性，拥有更优越的滤波性能。因此，如何提高薄膜体声波谐振器的Q值，是目前急需解决的问题。
现有技术中通常在顶电极边缘制作增Q结构，比如顶电极边界环（Frame）、空气桥（Air bridge）或者空气翼（Air wing）等结构。这些结构都是通过在顶电极引入阻抗不匹配结构，限制声波泄露，将大部分部分声波反射回谐振器，但实际仍然有横向声波泄露，会造成薄膜体声波谐振器Q值降低。
发明内容
本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种薄膜体声波谐振器及其制备方法，其能够有效提高薄膜体声波谐振器的Q值。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
本申请实施例的一方面，提供一种薄膜体声波谐振器，包括：基底层和依次层叠设置在基底层上的底电极、压电层和顶电极，基底层上设有声反射结构，底电极、压电层和顶电极在基底层上的正投影的重叠部分与声反射结构在基底层上的正投影的重叠区域作为工作区域；底电极和压电层上分别设有第一凹凸结构，第一凹凸结构用于改变底电极和压电层上局部区域的厚度，压电层上的第一凹凸结构与底电极上的第一凹凸结构位置对应，第一凹凸结构环绕工作区域设置。
可选地，基底层包括衬底层和设置在衬底层上的种子层，底电极位于种子层上；种子层上设有第一凹凸结构，种子层上的第一凹凸结构与底电极上的第一凹凸结构位置对应；或者，衬底层和种子层上分别设有第一凹凸结构，衬底层上的第一凹凸结构、种子层上的第一凹凸结构与底电极上的第一凹凸结构位置对应。
可选地，第一凹凸结构呈环型；或者，第一凹凸结构均包括多个子凸起或多个子凹槽，多个子凸起或多个子凹槽环绕工作区域间隔设置。
可选地，第一凹凸结构包括至少两层，至少两层第一凹凸结构环绕工作区域同心设置。
本申请实施例的另一方面，提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法，包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构；在基底层上形成图形化的底电极，并在底电极上形成第一凹凸结构，其中，底电极覆盖至少部分反射结构，第一凹凸结构在基底层上的正投影位于反射结构的外侧；在底电极上依次形成压电层和图形化的顶电极，并至少使压电层上与底电极上的第一凹凸结构对应的位置上也形成第一凹凸结构，其中，压电层覆盖基底层和底电极，顶电极覆盖至少部分反射结构和底电极。
可选地，薄膜体声波谐振器的制备方法包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧；在基底层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层；对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极覆盖至少部分反射结构和第一凹凸结构；在被底电极露出的基底层和底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层；在压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层；对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分反射结构和底电极。
可选地，薄膜体声波谐振器的制备方法包括：提供衬底层，并在衬底层内形成牺牲层，其中，牺牲层的上表面与衬底层的上表面平齐；在衬底层和牺牲层上均匀铺设种子材料，以形成种子层；对种子层进行图形化处理，以在种子层上形成第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧；在种子层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层；对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极覆盖至少部分牺牲层和第一凹凸结构；在被底电极露出的基底层和底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层；在压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层；对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分牺牲层和底电极；释放牺牲层，以形成空腔。
可选地，提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和凹槽，其中，凹槽位于反射结构的外侧；对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和第一凹凸结构包括：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和凹槽；对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分反射结构和底电极包括：对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分反射结构、底电极和凹槽。
可选地，提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和凸起，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧；对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和第一凹凸结构包括：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和凸起。
可选地，提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构、第一凹凸结构和第二凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧，第二凹凸结构位于反射结构的上方。
本申请的有益效果包括：
本申请提供了一种薄膜体声波谐振器，包括：基底层和依次层叠设置在基底层上的底电极、压电层和顶电极，基底层上设有声反射结构，底电极、压电层和顶电极在基底层上的正投影的重叠部分与声反射结构在基底层上的正投影的重叠区域作为工作区域；底电极和压电层上分别设有第一凹凸结构，第一凹凸结构用于改变底电极和压电层上局部区域的厚度，压电层上的第一凹凸结构与底电极上的第一凹凸结构位置对应，第一凹凸结构环绕工作区域设置。该薄膜体声波谐振器通过在工作区域的***增加第一凹凸结构，引入声不匹配边界，而且，第一凹凸结构至少同时存在于底电极和压电层上，因此，能够有效减少能量损耗并提升Q值，从而改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时还可以有效地抑制杂散波，从而使频率响应更加平滑。
本申请还提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法，包括：提供基底层，并在基底层上形成反射结构；在基底层上形成图形化的底电极，并在底电极上形成第一凹凸结构，其中，底电极覆盖至少部分反射结构，第一凹凸结构在基底层上的正投影位于反射结构的外侧；在底电极上依次形成压电层和图形化的顶电极，并至少使压电层上与底电极上的第一凹凸结构对应的位置上也形成第一凹凸结构，其中，压电层覆盖基底层和底电极，顶电极至少覆盖反射结构。该薄膜体声波谐振器的制备方法，通过在底电极和压电层的工作区域的***形成第一凹凸结构，引入声不匹配边界，以减少能量损耗并提升薄膜体声波谐振器的Q值，从而改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时可以有效地抑制杂散波，从而使得薄膜体声波谐振器的频率响应更加平滑。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之一；
图2为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之二；
图3为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之三；
图4为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之四；
图5为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之五；
图6为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之一；
图7为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之二；
图8为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之一；
图9为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之二；
图10为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之三；
图11为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之四；
图12为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之三；
图13为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之四；
图14为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之五；
图15为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之六；
图16为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之七；
图17为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之八；
图18为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之五；
图19为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之九；
图20为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十；
图21为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之六；
图22为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十一；
图23为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之七；
图24为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十二。
图标：100-薄膜体声波谐振器；110-基底层；111-衬底层；112-种子层；113-声反射结构；114-反射结构；120-底电极；130-压电层；140-顶电极；150-第一凹凸结构；160-工作区域；170-第二凹凸结构。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样定义。
本申请实施例的一方面，参照图1和图2，提供一种薄膜体声波谐振器100，包括：基底层110和依次层叠设置在基底层110上的底电极120、压电层130和顶电极140。基底层110上设有声反射结构113，声反射结构113可以设置在基底层110的表面，也可以设置在基底层110的中部；声反射结构113可以为空腔，也可以是其它能够反射声波的结构。底电极120、压电层130和顶电极140在基底层110上的正投影的重叠部分与声反射结构113在基底层110上的正投影的重叠区域作为工作区域160，也即是说，底电极120、压电层130和顶电极140相互重合且位于声反射结构113正上方的区域共同构成了薄膜体声波谐振器100的工作区域160，环绕工作区域160的为非工作区域160。底电极120和压电层130上分别设有第一凹凸结构150，第一凹凸结构150为凸起和/或凹槽，第一凹凸结构150用于改变底电极120和压电层130上局部区域的厚度，第一凹凸结构150所在位置处的底电极120和压电层130的厚度比周围位置处的厚度大或小。压电层130上的第一凹凸结构150与底电极120上的第一凹凸结构150在依次层叠方向上位置对应，第一凹凸结构150环绕工作区域160设置。
上述薄膜体声波谐振器100通过在工作区域160的***增加第一凹凸结构150，引入声不匹配边界，而且，第一凹凸结构150至少同时存在于底电极120和压电层130上，因此，能够有效减少能量损耗并提升Q值，从而改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时还可以有效地抑制杂散波，从而使频率响应更加平滑。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图1，第一凹凸结构150为凹槽，凹槽同时位于底电极120、压电层130和顶电极140上，且底电极120、压电层130和顶电极140上的凹槽沿层叠方向位置对应。
底电极120、压电层130和顶电极140上同时设置位置相互对应的凹槽，使薄膜体声波谐振器100的工作区域160的侧面沿层叠方向始终具有凹凸结构，如此可以进一步减小声波能量的横向泄露，提高薄膜体声波谐振器100的Q值。
更优选地，基底层110上也设有凹槽，基底层110上的凹槽与底电极120、压电层130和顶电极140上的凹槽沿层叠方向位置对应。如此设置，在制备过程中，可以先在基底层110上形成凹槽，然后在基底层110上依次铺设底电极材料、压电材料和顶电极材料的过程中，能够自然而然地在底电极120、压电层130和顶电极140上形成凹槽，制备工艺更加简单。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图2，第一凹凸结构150为凸起，凸起同时位于底电极120和压电层130上，且底电极120和压电层130上的凸起沿层叠方向位置对应。
压电层130上的凸起位于顶电极140的侧面，当第一凹凸结构150为凸起时，凸起仅存在于底电极120和压电层130上，也可以有效减小声波能量的横向泄露，提高薄膜体声波谐振器100的Q值。
更优选地，基底层110上也设有凸起，基底层110上的凸起与底电极120和压电层130上的凸起沿层叠方向位置对应。如此设置，可以简化制备工艺，而且，基底层110上的凸起位于工作区域160的侧面，与底电极120和压电层130上的凸起配合，能够进一步提高薄膜体声波谐振器100的Q值。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图3，第一凹凸结构150呈环型，第一凹凸结构150环绕薄膜体声波谐振器100的工作区域160设置，从而能够更好地将声波反射回工作区域160；或者，请参照图4，第一凹凸结构150包括多个子凸起或多个子凹槽，多个子凸起或多个子凹槽环绕工作区域160间隔设置，如此，也可以较好地将声波反射回工作区域160。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图5，第一凹凸结构150包括至少两层，至少两层第一凹凸结构150环绕工作区域160同心设置，以进一步提高薄膜体声波谐振器100的Q值。此时，至少两层第一凹凸结构150的高度可以相等，也可以不等。
优选地，第一凹凸结构150的数量为一层~五层。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图1和图2，基底层110包括衬底层111和设置在衬底层111上的种子层112，底电极120位于种子层112上；种子层112上设有第一凹凸结构150，种子层112上的第一凹凸结构150与底电极120上的第一凹凸结构150位置对应；或者，衬底层111和种子层112上分别设有第一凹凸结构150，衬底层111上的第一凹凸结构150、种子层112上的第一凹凸结构150与底电极120上的第一凹凸结构150位置对应。
种子层112的设置便于后续底电极120和压电层130的晶体生长，种子层112的材料可以与压电层130材料一致，厚度通常在十纳米到几百纳米之间。在种子层112上设置第一凹凸结构150，或者同时在衬底层111和种子层112上设置第一凹凸结构150，在工艺上，可以利用衬底层111或种子层112上的第一凹凸结构150，在底电极120、压电层130层和顶电极140上自然形成凹槽，从而简化制备工艺。
本实施例还提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法，请结合参照图6，包括：
S100：提供基底层，并在基底层上形成反射结构。
基底层110用于支撑底电极120、压电层130和顶电极140，基底层110可以为单层结构，也可以为两层或者多层结构。示例地，基底层110包括衬底层111和覆盖在衬底层111上的种子层112，衬底层111的材料为硅片，种子层112的材料为易于与底电极120和压电层130结合的材料，从而便于底电极120和压电层130的晶体生长。基底层110上设有反射结构114，该反射结构114可以为能够直接反射声波的结构，也可以为通过后续处理后能够反射声波的结构。
S200：在基底层上形成图形化的底电极，并在底电极上形成第一凹凸结构，其中，底电极覆盖至少部分反射结构，第一凹凸结构在基底层上的正投影位于反射结构的外侧。
图形化后的底电极120覆盖部分基底层110，且部分区域位于反射结构114的上方，从而在后续工艺过程中形成薄膜体声波谐振器100的工作区域160。第一凹凸结构150为凹槽和/或凸起，底电极120上的第一凹凸结构150可以直接形成于底电极120上，也可以通过在基底层110上形成第一凹凸结构150，然后通过在基底层110上均匀铺在底电极材料的方式在底电极120上也形成位置对应的第一凹凸结构150。第一凹凸结构150在基底层110上的正投影位于反射结构114的外侧，可以保证第一凹凸结构150位于工作区域160的外侧，从而使第一凹凸结构150能够将声波反射回工作区域160。
请参照图2，第一凹凸结构150可以呈环型，第一凹凸结构150环绕反射结构114设置；或者，请参照图4，第一凹凸结构150包括多个子凸起或多个子凹槽，多个子凸起或多个子凹槽环绕反射结构114间隔设置。请参照图5，第一凹凸结构150优选包括一层~五层，当第一凹凸结构150的数量为至少两层时，至少两层第一凹凸结构150环绕反射结构114同心设置。
S300：在底电极上依次形成压电层和图形化的顶电极，并至少使压电层上与底电极上的第一凹凸结构对应的位置上也形成第一凹凸结构，其中，压电层覆盖基底层和底电极，顶电极覆盖至少部分反射结构和底电极。
在底电极120上形成压电层130，压电层130覆盖底电极120和被底电极120露出的基底层110；然后，在压电层130上形成图形化的顶电极140，图形化后的顶电极140覆盖部分压电层130，且部分区域与底电极120重合并位于反射结构114的上方，从而形成薄膜体声波谐振器100的工作区域160。压电层130上第一凹凸结构150的形成可以利用底电极120上的第一凹凸结构150，通过在底电极120和被底电极120露出的基底层110上均匀铺设压电材料，从而在压电层130上形成位置对应的第一凹凸结构150。
上述薄膜体声波谐振器的制备方法，通过在底电极120和压电层130的工作区域160的***形成第一凹凸结构150，引入声不匹配边界，以减少能量损耗并提升薄膜体声波谐振器100的Q值，从而改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时可以有效地抑制杂散波，从而使得薄膜体声波谐振器100的频率响应更加平滑。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图7至图11，薄膜体声波谐振器的制备方法包括：
S110：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧。
第一凹凸结构150和反射结构114同时位于基底层110，但在基底层110上的正投影不重合，从而使第一凹凸结构150能够位于薄膜体声波谐振器100的工作区域160的***。
S210：在基底层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层。
由于基底层110上存在第一凹凸结构150，而底电极材料又是均匀铺设，因此，在铺设过程中，可以在第一金属层上覆盖基底层110的第一凹凸结构150的位置处也形成第一凹凸结构150。底电极材料的铺设可以通过金属蒸镀或溅射工艺实现；一般来讲，第一金属层完全或基本覆盖基底层110的表面。
S220：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极覆盖至少部分反射结构和第一凹凸结构。
对第一金属层的图形化处理可以通过光刻工艺和干法刻蚀工艺完成，将第一金属层部分去除后，得到底电极120，底电极120覆盖部分基底层110，并且覆盖第一至少部分反射结构114和第一凹凸结构150。
S310：在被底电极露出的基底层和底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层。
由于基底层110和底电极120上均存在第一凹凸结构150，而压电材料又是均匀铺设，因此，在铺设过程中，可以在压电层130上覆盖基底层110的第一凹凸结构150的位置处也形成第一凹凸结构150。压电材料的铺设可以通过物理气相沉积的方式实现，压电层130的厚度一般由薄膜体声波谐振器100所需的谐振频率来决定，通常谐振频率与压电层130的厚度成反比。
S320：在压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层。
顶电极材料的铺设可以通过金属蒸镀或溅射工艺实现；一般来讲，第二金属层完全或基本覆盖压电层130的表面。
S330：对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分反射结构和底电极。
对第二金属层的图形化处理可以通过光刻工艺和干法刻蚀工艺完成，将第二金属层部分去除后，得到顶电极140。若第一凹凸结构150为凹槽，则优选地，顶电极140还覆盖压电层130上的第一凹凸结构150，从而在顶电极140的相应位置处也形成第一凹凸结构150。若第一凹凸结构150为凸起，则顶电极140可以不覆盖压电层130上的第一凹凸结构150。
上述薄膜体声波谐振器的制备方法，通过在基底层110引入第一凹凸结构150，形成横向高低声阻抗结构反射横向泄漏的声波，再通过底电极材料、压电材料和顶电极材料的均匀铺设，从而至少在底电极120和压电层130的相应位置处同样形成第一凹凸结构150，工艺简单，且制备得到的薄膜体声波谐振器100能够有效减少能量损耗并具有较高的Q值，从而能够改善谐振器的陡峭性和***损耗，同时还可以有效地抑制杂散波，从而使频率响应更加平滑。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图8至图12，提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧包括：
S111：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和凹槽，其中，凹槽位于反射结构的外侧。
凹槽可以通过标准的光刻工艺，即涂覆光刻胶、利用掩膜曝光、干法蚀刻（Dryetching）、去除光刻胶等步骤得到。
对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和第一凹凸结构包括：
S221：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和凹槽。
对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极140，其中，顶电极140覆盖至少部分反射结构114和底电极120包括：
S331：对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分反射结构、底电极和凹槽。
本实施例中，第一凹凸结构150为凹槽，通过在基底层110上设置凹槽，从而在底电极120、压电层130和顶电极140层上与基底层110的凹槽对应的位置处均形成凹槽。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图13至图17，提供基底层110，并在基底层110上形成反射结构114和第一凹凸结构150，其中，第一凹凸结构150位于反射结构114的外侧包括：
S112：提供基底层，并在基底层上形成反射结构和凸起，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧。
对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极120，其中，底电极120至少覆盖反射结构114和第一凹凸结构150包括：
S222：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极至少覆盖反射结构和凸起。
本实施例中，第一凹凸结构150为凸起，通过在基底层110上设置凸起，从而在底电极120和压电层130上与基底层110的凸起对应的位置处均形成凸起。添加的凸起材料可以是利于底电极120或者压电层130生长的材料，或者一些高导热材料，以提高薄膜体声波谐振器100的可靠性。添加的凸起材料可以是二氧化硅、氮化硅等介电材料，也可为其它钼、铝等金属材料。添加的凸起宽度范围为0.5-20um，厚度为20nm-500nm。由于压电层130上的凸起位于顶电极140的侧面，因此，顶电极140可不覆盖压电层130上的凹槽。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图18至图20，薄膜体声波谐振器的制备方法包括：
S113：提供衬底层，并在衬底层内形成牺牲层，其中，牺牲层的上表面与衬底层的上表面平齐。
S114：在衬底层和牺牲层上均匀铺设种子材料，以形成种子层。
种子层112可以一次生长形成，也可以两次或多次生长形成。
S115：对种子层进行图形化处理，以在种子层上形成第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧。
请结合参照图8至图11，S211：在种子层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层。
S223：对第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，底电极覆盖至少部分牺牲层和第一凹凸结构。
S310：在被底电极露出的基底层和底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层。
S320：在压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层。
S332：对第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，顶电极覆盖至少部分牺牲层和底电极。
请结合参照图1，S400：释放牺牲层，以形成空腔。
本实施例中，牺牲层即为反射结构114，但该反射结构114不能直接反射声波，在形成底电极120、压电层130和顶电极140后，还需将牺牲层释放，使其所在位置处形成空腔，该空腔能够反射声波。第一凹凸结构150最初形成于种子层112，第一凹凸结构150可以为凸起和/或凹槽。
示例地，衬底层111为硅片，该硅片的厚度可以在几百微米到上千微米之间，对衬底层111的表面进行氧化处理，从而在衬底层111的表面生长一层二氧化硅层，二氧化硅层的厚度可以在几百纳米到几微米之间，通过标准的光刻工艺，即涂覆光刻胶、利用掩膜曝光、干法蚀刻、去除光刻胶等最终得到具有特定形状的二氧化硅图案（即牺牲层）。通过蒸汽氢氟酸刻蚀方法（Vapor HF etching），将氢氟酸蒸汽导入牺牲层处，氢氟酸蒸汽与二氧化硅进行化学反应，去除二氧化硅形成空腔。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图21、图22和图14，薄膜体声波谐振器的制备方法包括：
S113：提供衬底层，并在衬底层内形成牺牲层，其中，所述牺牲层的上表面与所述衬底层的上表面平齐。
S116：对衬底层进行图形化处理，以在衬底层上形成第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于牺牲层的外侧。
S114：在衬底层和牺牲层上均匀铺设种子材料，以形成种子层。
本实施例中，第一凹凸结构150最初形成于衬底层111，第一凹凸结构150可以为凸起和/或凹槽。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图23和图24，提供基底层，并在基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧包括：
S117：提供基底层，并在基底层上形成反射结构、第一凹凸结构和第二凹凸结构，其中，第一凹凸结构位于反射结构的外侧，第二凹凸结构位于反射结构的上方。
本实施例中，凹凸结构包括第一凹凸结构150和第二凹凸结构170，凹凸结构不仅位于薄膜体声波谐振器100的非工作区域160，还位于薄膜体声波谐振器100的工作区域160。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：基底层和依次层叠设置在所述基底层上的底电极、压电层和顶电极，所述基底层上设有声反射结构，所述底电极、所述压电层和所述顶电极在所述基底层上的正投影的重叠部分与所述声反射结构在所述基底层上的正投影的重叠区域作为工作区域；所述底电极和所述压电层上分别设有第一凹凸结构，所述第一凹凸结构用于改变所述底电极和所述压电层上局部区域的厚度，所述压电层上的所述第一凹凸结构与所述底电极上的所述第一凹凸结构位置对应，所述第一凹凸结构环绕所述工作区域设置。
2.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述基底层包括衬底层和设置在所述衬底层上的种子层，所述底电极位于所述种子层上；所述种子层上设有所述第一凹凸结构，所述种子层上的所述第一凹凸结构与所述底电极上的所述第一凹凸结构位置对应；或者，所述衬底层和所述种子层上分别设有所述第一凹凸结构，所述衬底层上的所述第一凹凸结构、所述种子层上的所述第一凹凸结构与所述底电极上的所述第一凹凸结构位置对应。
3.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一凹凸结构呈环型；或者，所述第一凹凸结构均包括多个子凸起或多个子凹槽，多个子凸起或多个子凹槽环绕所述工作区域间隔设置。
4.如权利要求3所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一凹凸结构包括至少两层，至少两层所述第一凹凸结构环绕所述工作区域同心设置。
5.一种薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构；
在所述基底层上形成图形化的底电极，并在所述底电极上形成第一凹凸结构，其中，所述底电极覆盖至少部分所述反射结构，所述第一凹凸结构在所述基底层上的正投影位于所述反射结构的外侧；
在所述底电极上依次形成压电层和图形化的顶电极，并至少使所述压电层上与所述底电极上的第一凹凸结构对应的位置上也形成所述第一凹凸结构，其中，所述压电层覆盖所述基底层和所述底电极，所述顶电极覆盖至少部分所述反射结构和所述底电极。
6.如权利要求5所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧；
在所述基底层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层；
对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极覆盖至少部分所述反射结构和所述第一凹凸结构；
在被所述底电极露出的所述基底层和所述底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层；
在所述压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层；
对所述第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，所述顶电极覆盖至少部分所述反射结构和所述底电极。
7.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底层，并在所述衬底层内形成牺牲层，其中，所述牺牲层的上表面与所述衬底层的上表面平齐；
在所述衬底层和所述牺牲层上均匀铺设种子材料，以形成种子层；
对种子层进行图形化处理，以在所述种子层上形成第一凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧；
在所述种子层上均匀铺设底电极材料以形成第一金属层；
对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极覆盖至少部分所述牺牲层和所述第一凹凸结构；
在被所述底电极露出的所述基底层和所述底电极上均匀铺设压电材料，以形成压电层；
在所述压电层上均匀铺设顶电极材料以形成第二金属层；
对所述第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，所述顶电极覆盖至少部分所述牺牲层和所述底电极；
释放所述牺牲层，以形成空腔。
8.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧包括：
提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和凹槽，其中，所述凹槽位于所述反射结构的外侧；
所述对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极至少覆盖所述反射结构和所述第一凹凸结构包括：
对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极至少覆盖所述反射结构和所述凹槽；
所述对所述第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，所述顶电极覆盖至少部分所述反射结构和所述底电极包括：
对所述第二金属层进行图形化处理，以得到顶电极，其中，所述顶电极覆盖至少部分所述反射结构、所述底电极和所述凹槽。
9.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧包括：
提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和凸起，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧；
所述对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极至少覆盖所述反射结构和所述第一凹凸结构包括：
对所述第一金属层进行图形化处理，以得到底电极，其中，所述底电极至少覆盖所述反射结构和所述凸起。
10.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构和第一凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧包括：
提供基底层，并在所述基底层上形成反射结构、第一凹凸结构和第二凹凸结构，其中，所述第一凹凸结构位于所述反射结构的外侧，所述第二凹凸结构位于所述反射结构的上方。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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