CN118174678A - 薄膜体声波谐振器及电气产品 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种薄膜体声波谐振器及电气产品，涉及半导体技术领域。由于叉指的至少一部分与压电薄膜接触，并且，叉指的一部分覆盖第一介质层或者叉指的一部分被第一介质层覆盖，这样，能够在叉指与压电薄膜以及介质层的交界处构成声学阻抗失配微结构，通过该声学阻抗失配微结构，能够提高阻抗失配的显著性，对声波进行更为充分的反射，因此，能够有效提高谐振器的Q值，减小寄生模式，从而得到性能提升的谐振器。

Description

薄膜体声波谐振器及电气产品

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种薄膜体声波谐振器及电气产品。

背景技术

在第五代移动通信(5G)技术标准下，以n77、n78、n79为代表的新频段，其频率范围在3-5GHz，相对带宽在12％-24％之间，而传统射频前端滤波器大多数采用基于块体铌酸锂或钽酸锂衬底的表面声波(SAW)、基于AlN或Sc掺杂AlN薄膜的体声波(BAW)谐振器技术实现，其相对带宽大多数在10％以下，甚至不超过5％，这使得面向5G应用的射频前端滤波器面临着频率提升和带宽拓展的双重困难。

近年来，随着离子切片技术的成熟，使得在硅衬底或其他复合衬底上能够实现百纳米到几微米厚度的铌酸锂(LiNbO3，简称LN)或钽酸锂(LiTaO3，简称LT)单晶压电薄膜，从而可以利用这类单晶压电薄膜的优良压电特性制作出高频、大带宽滤波器，从而有希望解决上述问题。

在一些现有技术中，通过对LN或者LT单晶压电薄膜衬底进行加工，在其表面形成包括多个叉指的叉指电极，可以激励出多种横向激励的振动模式。

图1是传统的单晶压电谐振器的主要结构的俯视图；图2是图1中的沿A-A’的截面图。

如图1和图2所示，供电部分由一对相互穿插的叉指电极(interdigitatedelectrodes，IDE)构成，叉指电极的每个叉指102主要由总线部分102b以及叉指部分102i组成。叉指102分布于压电薄膜101的上表面，结构层104位于压电薄膜101下方，且部分结构层在压电薄膜101下方形成四周支撑，同时压电薄膜101和结构层104之间形成空腔106。衬底105位于结构层104下方，或者，也可由衬底105代替结构层104形成空腔106。

图3是图2中的局部结构R0的放大图。如图3所示，p为两相邻叉指的间距，w为单个叉指的宽度。当谐振器工作时，施加在叉指电极的交变电压会使叉指电极在压电薄膜101中形成如图3所示的电场分布E(t)，其中E(t)的横向分量可以在压电薄膜101中激励出两种振动模式。

图4是图3中E(t)的横向分量在压电薄膜中激励出的两种振动模式的示意图。

如图4中的(a)所示，利用压电耦合系数e15或d15，可以使得谐振器激发出一阶反对称兰姆波(First antisymmetric Lamb Wave)模式，简称A1模式。

如图4中的(b)所示，利用压电耦合系数e16或d16，可以使得谐振器激发出水平剪切(shear horizontal)模式，简称SH0模式。

工作在这两种振动模式下的谐振器均可以实现高频高机电耦合系数的特性，从而可以用于实现高频大带宽滤波器。

如果忽略上述具体的振动模式，还可抽象出压电薄膜中理想的振幅分布。

图5是压电薄膜中理想的振幅分布的示意图。

如图5所示，在理想工作状态下，振幅A(t)呈现驻波式分布。每个叉指102i的中心下方，如M1和M2处形成振幅A(t)＝0的波节点，振幅A(t)最大的波腹则位于M1和M2之间。由波动学的能量振幅关系可知，振动能量(声能)主要集中在波腹处，而在M1和M2处声能为零。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅因为这些方案在本的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人发现，在真实工作状态下，不存在理想的驻波分布，这意味着位于M1和M2等位置处的声能并不为零，而这部分能量通常会由压电单晶流入叉指102i下部的压电薄膜101中，不仅造成能量泄漏，使谐振器Q值下降，并且，泄露的这部分声能还会形成寄生模式振动，从而使谐振器性能进一步恶化。

为了解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个，本申请实施例提供一种薄膜体声波谐振器及电气产品。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种薄膜体声波谐振器，所述薄膜体声波谐振器包括：衬底；压电薄膜，其形成于所述衬底的一侧；声反射层，其形成于所述衬底和所述压电薄膜之间；叉指电极，其包括分布于所述压电薄膜的至少一侧的至少一组叉指，其中，各组叉指包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个叉指；以及第一介质层，其形成于所述压电薄膜的分布有所述叉指的表面，在与所述第一方向以及所述第二方向垂直的层叠方向上，所述叉指的沿着所述第一方向的截面的至少一部分与所述压电薄膜接触，并且，所述叉指的沿着所述第一方向的截面的一部分覆盖所述第一介质层或者所述叉指的沿着所述第一方向的截面的一部分被所述第一介质层覆盖。

根据本申请实施例的第二方面，其中，所述叉指的所述截面具有位于所述第一方向上的中间的与所述压电薄膜接触的第一部分、以及位于所述第一方向上的两端的覆盖所述第一介质层的第二部分和第三部分。

根据本申请实施例的第三方面，其中，所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度相同或不同。

根据本申请实施例的第四方面，其中，所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度分别大于或等于所述叉指的所述截面的宽度的5％，且小于或等于所述叉指的所述截面的宽度的三分之一。

根据本申请实施例的第五方面，其中，所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度分别为20纳米至1微米。

根据本申请实施例的第六方面，其中，所述薄膜体声波谐振器还包括：第二介质层，其在所述层叠方向上覆盖所述叉指。

根据本申请实施例的第七方面，其中，所述第二介质层在所述层叠方向上还覆盖所述第一介质层的所述截面的未被所述叉指覆盖的至少一部分，或者，所述第二介质层在所述层叠方向上仅覆盖所述叉指。

根据本申请实施例的第八方面，其中，所述第二介质层的厚度为0.01微米至2微米。

根据本申请实施例的第九方面，其中，所述叉指的所述截面在所述第一方向上两端的部分在所述层叠方向上被所述第一介质覆盖。

根据本申请实施例的第十方面，其中，所述薄膜体声波谐振器还包括：第三介质层，其在所述层叠方向上覆盖所述叉指，并且，第三介质层的在所述第一方向上两端的部分被所述第一介质层覆盖。

根据本申请实施例的第十一方面，其中，所述第一介质层与所述压电薄膜由不同的材料制成。

根据本申请实施例的第十二方面，其中，所述第一介质层的厚度为1纳米至1微米。

根据本申请实施例的第十三方面，其中，所述声反射层为空腔或布拉格反射层。

根据本申请实施例的第十四方面，其中，所述压电薄膜由单晶压电材料形成。

根据本申请实施例的第十五方面，其中，所述单晶压电材料为铌酸锂或钽酸锂。

根据本申请实施例的第十六方面，其中，在工作状态下，所述叉指的一端与所述压电薄膜之间形成有多个阻抗失配边界。

根据本申请实施例的第十七方面，提供一种电气产品，所述电气产品包括至少一个根据本申请实施例的第一方面至第十五方面中的任一方面所述的薄膜体声波谐振器。

根据本申请实施例的第十八方面，其中，所述电气产品为滤波器。

本申请实施例的有益效果之一在于：由于叉指的至少一部分与压电薄膜接触，并且，叉指的一部分覆盖第一介质层或者叉指的一部分被第一介质层覆盖，这样，能够在叉指与压电薄膜以及介质层的交界处构成声学阻抗失配微结构，通过该声学阻抗失配微结构，能够提高阻抗失配的显著性，对声波进行更为充分的反射，因此，能够有效提高谐振器的Q值，减小寄生模式，从而得到性能提升的谐振器。

进一步的，在工作状态下，叉指的一端与压电薄膜之间形成有多个阻抗失配边界，因此，能够减少进入电极叉指下方区域的能量，从而提升了谐振器的Q值，减小了寄生模式。

进一步的，通过进一步设置覆盖叉指的第二介质层，能够进一步提升阻抗失配的显著性，从而进一步提高谐振器的Q值，减小寄生模式。

进一步的，通过进一步设置覆盖叉指并且两端的部分被第一介质层覆盖的第三介质层，能够进一步提升阻抗失配的显著性，从而进一步提高谐振器的Q值，减小寄生模式。

进一步的，声反射层为空腔或布拉格反射层，这样，能够根据不同的需求设计不同类型的声反射层。

进一步的，形成压电薄膜的单晶压电材料为铌酸锂或者钽酸锂，这样，能够利用这类单晶压电薄膜的优良压电特性制作出高频、大带宽滤波器。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本申请的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本申请的原理。为了便于示出和描述本申请的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本申请的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征信息可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征信息相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是传统的单晶压电谐振器的主要结构的俯视图；

图2是图1中的沿A-A’的截面图；

图3是图2中的局部结构R0的放大图；

图4是图3中E(t)的横向分量在压电薄膜中激励出的两种振动模式的示意图；

图5是压电薄膜中理想的振幅分布的示意图；

图6是本申请实施例1的薄膜体声波谐振器的部分结构的截面图；

图7是图6中的局部结构R0的一种实施方式的放大图；

图8是图7中的局部结构R1的一种实施方式的放大图；

图9是图7中的局部结构R1的另一种实施方式的放大图；

图10是传统谐振器和本申请实施例的谐振器中声能传播的对比图；

图11是图6中的局部结构R0的另一种实施方式的放大图；

图12是图11中的局部结构R1的放大图；

图13是图6中的局部结构R0的又一种实施方式的放大图；

图14是图13中的局部结构R2的放大图；

图15是图6中的局部结构R0的又一种实施方式的放大图；

图16是图15中的局部结构R1的放大图；

图17是本申请实施例2的局部结构R0的一种实施方式的放大图；

图18是图17中的局部结构R1的放大图；

图19是本申请实施例2的局部结构R0的另一种实施方式的放大图；

图20是图19中的局部结构R1的放大图。

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明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

下面参照附图对本申请的优选实施方式进行说明。

实施例1

本申请实施例1提供一种薄膜体声波谐振器。图6是本申请实施例1的薄膜体声波谐振器的部分结构的截面图。如图6所示，薄膜体声波谐振器包括：

衬底205；

压电薄膜201，其形成于衬底205的一侧，即图6中的上侧；

声反射层206，其形成于衬底205和压电薄膜201之间；

叉指电极202，其包括分布于压电薄膜201的至少一侧的至少一组叉指，例如，如图6所示，叉指电极202包括分布于压电薄膜201的靠近声反射层206一侧(即图6中的压电薄膜201的下侧)的一组叉指以及远离声反射层一侧(即图6中的压电薄膜201的上侧)的另一组叉指，其中，各组叉指包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个叉指202i。

需要说明的是，图6仅示出了本申请实施例的薄膜体声波谐振器中与图2类似的一些结构，与传统谐振器不同的结构将在后面详细说明。

在一些实施例中，如图6所示，声反射层206形成于衬底205和压电薄膜201之间，即，在压电薄膜201和结构层204之间形成声反射层206。衬底105位于结构层104下方；或者，也可由衬底205代替结构层204来形成声反射层206。

在一些实施例中，叉指电极202也可以仅包括分布于压电薄膜201的靠近声反射层一侧的一组叉指，即压电薄膜201下方的一组叉指；或者，叉指电极202也可以仅包括分布于压电薄膜201的远离声反射层一侧的一组叉指，即压电薄膜201上方的一组叉指。

在本申请实施例中，将各层的层叠方向(即，各层的厚度方向)称为垂直方向或上下方向或竖向，将沿各层的长度方向延伸的方向称为水平方向或左右方向或横向。

在本申请实施例中，第一方向为多个叉指排列的方向，即上述水平方向或左右方向或横向，也就是图3和图5中的x方向；第二方向为叉指延伸的方向，即图3和图5中的y方向；层叠方向(厚度方向)与第一方向以及第二方向垂直，即图3和图5中的z方向。

在一些实施例中，衬底205可以仅包括基底，基底可以单晶硅、碳化硅(SiC)、蓝宝石(sapphire)、石英(Quartz)、铌酸锂或钽酸锂、砷化镓、氮化镓等材料形成。或者，衬底110可以包括基底和辅助键合层，辅助键合层形成于基底的表面，辅助键合层例如可由二氧化硅、氮化硅、多晶硅、不定型硅等半导体材料形成或者二氧化硅、氮化硅、多晶硅、不定型硅等构成的复合材料形成。另外，衬底205也可以为多层材料复合形成的衬底，而不局限于本申请实施例中所述的单一材料。本申请实施例不对衬底110的结构和材料进行限制。

在一些实施例中，压电薄膜201由单晶压电材料形成。

例如，选择具有较大横向电场激励对应压电耦合系数的材料，例如，选择铌酸锂(LN)或钽酸锂(LT)等单晶压电材料。本申请实施例可以通过选择合适切型、以及面内叉指电极与晶轴夹角，使铌酸锂或钽酸锂具有较大的d11、d15、d16压电耦合系数，由此，分别可以使得声波谐振器激发出零阶对称兰姆波(Symmetric Lamb Wave)模式，简称S0模式，一阶反对称兰姆波(First antisymmetric Lamb Wave)模式，简称A1模式，零阶水平剪切(shearhorizontal)模式，简称SH0模式，及上述模式的高阶或低阶模式。这样，能够利用这类单晶压电薄膜的优良压电特性制作出高频、大带宽滤波器。

在一些实施例中，声反射层206为空腔或布拉格反射层，这样，能够根据不同的需求设计不同类型的声反射层。还可以是其他的等效声阻抗特性与空腔的声阻抗特性或者布拉格反射层的声阻抗特性接近或相似的声反射结构。具体的，可以根据实际需要进行设计，例如，在对谐振器的Q值要求较高的情况下，可以选择空腔作为声反射层；在对谐振器的散热性能或功率要求较高的情况下，可以选择布拉格反射层作为声反射层。

在本申请实施例中，以空腔作为声反射层206为例进行说明，但是这不应解释为对本申请实施例的限制。

在一些实施例中，形成叉指电极202的材料可以是铝、铜、钼、钨或钌等金属材料；或具有多层金属复合结构，例如具有粘附层钛或铬或由上述金属组成的复合层叠结构；或为合金材料，例如铝铜合金。

下面针对本申请实施例与传统谐振器在结构上的不同之处进行具体的说明。

在一些实施例中，薄膜体声波谐振器还包括第一介质层，其形成于压电薄膜的分布有叉指的表面，对于每个叉指，在层叠方向上，叉指的沿着第一方向的截面的至少一部分与压电薄膜接触，并且，叉指的沿着第一方向的截面的一部分覆盖第一介质层或者叉指的沿着第一方向的截面的一部分被第一介质层覆盖。以下结合附图进行说明。

图7是图6中的局部结构R0的一种实施方式的放大图。如图7所示，薄膜体声波谐振器还包括：

第一介质层PV1，其形成于压电薄膜的分布有叉指的表面，

对于每个叉指202i，叉指202i的至少一部分与压电薄膜201接触，并且，叉指202i的一部分覆盖第一介质层PV1。

图8是图7中的局部结构R1的一种实施方式的放大图。

在一些实施例中，如图8所示，叉指202i的截面具有位于第一方向上的中间的与压电薄膜201接触的第一部分202i-1、以及位于第一方向上的两端的覆盖第一介质层PV1的第二部分202i-2和第三部分202i-3。

如图8所示，第二部分202i-2和第三部分202i-3从第一部分202i-1向两端并向上延伸，从而覆盖第一介质层PV1。

如图8所示，介质层201与叉指202i接触的部分可以称为介质层窗口，第一部分202i-1的宽度(介质层窗口的宽度)为W。例如，第一部分202i-1的宽度W大于或等于叉指202i的截面宽度的三分之一且小于或等于叉指202i的截面宽度的90％。

在一些实施例中，第二部分202i-2的宽度和第三部分202i-3的宽度相同或不同。

例如，如图8所示，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2相同。

图9是图7中的局部结构R1的另一种实施方式的放大图。

如图9所示，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2不同，例如，W2大于W1。

在一些实施例中，第一介质层PV1的厚度h1可以根据实际需要而设置，例如为1纳米至1微米。

在一些实施例中，第一介质层PV1与压电薄膜201由不同的材料制成，例如，形成第一介质层PV1的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2分别大于或等于叉指202i的截面的宽度的5％，且小于或等于叉指202i的截面的宽度的三分之一。

在一些实施例中，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2可以根据实际需要而设置，例如为20纳米至1微米。

这样，由于厚度为h1的第一介质层PV1的加入，不仅在W1和W2宽度范围内使材料的厚度有所增加，同时也在上述范围内增加了材料的种类，从而提高了W1和W2宽度范围内的材料与其左侧或右侧材料的声学失配度。当声波从左侧或右侧向电极方向传播时，便会在W1和W2宽度范围内的材料与其左侧或右侧材料形成的边界处得到更充分的反射从而进一步减少进入电极的声能。

也就是说，在工作状态下，叉指的一端与压电薄膜之间形成有多个阻抗失配边界。

图10是传统谐振器和本申请实施例的谐振器中声能传播的对比图。

如图10中的(a)所示，在传统的谐振器中，阻抗区域分为X1和X2，在X1和X2之间形成阻抗失配边界B1，当声能Ei从右侧向电极(叉指)方向传播时部分能量E1从边界B1处被反射回左侧压电单晶，剩余能量ΔE进入电极(叉指)下方区域；

如图10中的(b)所示，在本申请实施例的谐振器中，在电极(叉指)附近形成阻抗区域X1、X2和X3，在X1和X2之间形成阻抗失配边界B1，在X2和X3之间形成阻抗失配边界B2，当声能Ei从右侧向电极(叉指)方向传播时，除了一部分能量E1在边界B1附近被反射之外，还有一部分能量E2在边界B2处被反射，这样进入电极(叉指)下方区域的能量ΔE’远小于传统谐振器中的ΔE，从而提升了谐振器的Q值，减小了寄生模式。

在一些实施例中，薄膜体声波谐振器还包括第二介质层，其在层叠方向上覆盖叉指。例如，第二介质层在层叠方向上还覆盖第一介质层的未被叉指覆盖的至少一部分，或者，第二介质层在层叠方向上仅覆盖叉指。以下结合附图进行具体的说明。

图11是图6中的局部结构R0的另一种实施方式的放大图，图12是图11中的局部结构R1的放大图。如图11和图12所示，除了图7中所示的结构，薄膜体声波谐振器还包括第二介质层PV2，其覆盖叉指202i以及第一介质层PV1的未被叉指202i覆盖的所有部分。

图13是图6中的局部结构R0的又一种实施方式的放大图，图14是图13中的局部结构R2的放大图。如图13和图14所示，除了图7中所示的结构，薄膜体声波谐振器还包括第二介质层PV2，其在层叠方向上覆盖叉指202i以及第一介质层PV1的未被叉指202i覆盖的一部分，第二介质层PV2的厚度为h2。

如图13和图14所示，第二介质层PV2在层叠方向上覆盖了第一介质层PV1的靠近叉指202i的一部分。

在形成第二介质层PV2时，在第一介质层PV1和叉指202i表面覆盖第二介质层PV2，其厚度为h2，并且，位于两个相邻叉指202i之间的部分第二介质层PV2被移除，移除宽度为p1，另外，两个相邻叉指202i的距离为p。

图15是图6中的局部结构R0的又一种实施方式的放大图，图16是图15中的局部结构R1的放大图。如图15和图16所示，除了图7中所示的结构，薄膜体声波谐振器还包括第二介质层PV2，其仅覆盖叉指202i。

另外，在图11至图16所示的结构中，与图8中的结构类似的，在一些实施例中，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2相同或不同。

在一些实施例中，第一介质层PV1的厚度以根据实际需要而设置，例如为1纳米至1微米。

在一些实施例中，第二介质层PV2的厚度可以根据实际需要而设置，例如为0.01微米至2微米。

在一些实施例中，第一介质层PV1与压电薄膜201由不同的材料制成，例如，形成第一介质层PV1的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，第二介质层PV2与压电薄膜201由不同的材料制成，例如，形成第二介质层PV2的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，第一介质层PV1和第二介质层PV2的材料相同或不同。

在一些实施例中，第二部分202i-2的宽度W1和第三部分202i-3的宽度W2可以根据实际需要而设置，例如为20纳米至1微米。

这样，通过进一步设置覆盖叉指的第二介质层PV2，能够进一步提升阻抗失配的显著性，从而进一步提高谐振器的Q值，减小寄生模式。

由上述实施例可知，由于叉指202i的至少一部分与压电薄膜201接触，并且，叉指202i的一部分覆盖第一介质层PV1，这样，能够在叉指202i与压电薄膜201以及介质层PV1的交界处构成声学阻抗失配微结构，通过该声学阻抗失配微结构，能够提高阻抗失配的显著性，对声波进行更为充分的反射，因此，能够有效提高谐振器的Q值，减小寄生模式，从而得到性能提升的谐振器。

实施例2

本申请实施例2还提供一种薄膜体声波谐振器。与实施例1不同的是，叉指的一部分被第一介质层覆盖，对于与实施例1相同的结构，可参见实施例1中的记载，此处不再重复说明。

图17是本申请实施例2的局部结构R0的一种实施方式的放大图。如图17所示，叉指302i的截面在第一方向上两端的部分在层叠方向上被第一介质PV1覆盖。

例如，在压电薄膜301和叉指302i表面覆盖第一介质层PV1，并且，对第一介质层PV1进行图形化，使得叉指302i表面覆盖的部分第一介质层PV1被移除。

图18是图17中的局部结构R1的放大图。如图18所示，叉指302i的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度分别为W1和W2。

在一些实施例中，叉指302i的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度相同或不同。

例如，如图18所示，叉指302i的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度W1和W2相同。

在一些实施例中，第一介质层PV1的厚度h1可以根据实际需要而设置，例如为1纳米至1微米。

在一些实施例中，第一介质层PV1与压电薄膜201由不同的材料制成，例如，形成第一介质层PV1的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，叉指302i的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度W1和W2可以根据实际需要而设置，例如为20纳米至1微米。

这样，与实施例1类似的，由于厚度为h1的第一介质层PV1的加入，不仅在W1和W2宽度范围内使材料的厚度有所增加，同时也在上述范围内增加了材料的种类，从而提高了W1和W2宽度范围内的材料与其左侧或右侧材料的声学失配度。当声波从左侧或右侧向电极方向传播时，便会在W1和W2宽度范围内的材料与其左侧或右侧材料形成的边界处得到更充分的反射从而进一步减少进入电极的声能。

图19是本申请实施例2的局部结构R0的另一种实施方式的放大图。如图19所示，薄膜体声波谐振器还包括：

第三介质层PV3，其在层叠方向上覆盖叉指302i，并且，第三介质层PV3的在第一方向上两端的部分被第一介质层PV1覆盖。

例如，在各个叉指302i的上表面形成第三介质层PV3，并且，在压电薄膜301和第三介质层PV3表面覆盖第一介质层PV1，并且，对第一介质层PV1进行图形化，使得第三介质层PV3表面覆盖的部分第一介质层PV1被移除。

图20是图19中的局部结构R1的放大图。如图20所示，第三介质层PV3的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度分别为W1和W2，第三介质层PV3的厚度为h3。

在一些实施例中，第三介质层PV3的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度相同或不同。

例如，如图20所示，第三介质层PV3的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度W1和W2相同。

在一些实施例中，第一介质层PV1的厚度h1可以根据实际需要而设置，例如为1纳米至1微米。

在一些实施例中，第三介质层PV3的厚度h3可以根据实际需要而设置，例如为0.01微米至2微米。

在一些实施例中，第一介质层PV1与压电薄膜301由不同的材料制成，例如，形成第一介质层PV1的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，第三介质层PV3与压电薄膜301由不同的材料制成，例如，形成第三介质层PV3的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、五氧化二钽、五氧化二铌、氧化钛、金刚石(diamond)、碳化硅(SiC)、氮化硼等。

在一些实施例中，第一介质层PV1和第三介质层PV3的材料相同或不同。

在一些实施例中，第三介质层PV3的两端被第一介质PV1覆盖的部分的宽度W1和W2可以根据实际需要而设置，例如为20纳米至1微米。

这样，通过进一步设置覆盖叉指的第三介质层PV3，能够进一步提升阻抗失配的显著性，从而进一步提高谐振器的Q值，减小寄生模式。

由上述实施例可知，由于叉指302i的至少一部分与压电薄膜301接触，并且，叉指302i的一部分被第一介质层PV1覆盖，这样，能够在叉指302i与压电薄膜301以及介质层PV1的交界处构成声学阻抗失配微结构，通过该声学阻抗失配微结构，能够提高阻抗失配的显著性，对声波进行更为充分的反射，因此，能够有效提高谐振器的Q值，减小寄生模式，从而得到性能提升的谐振器。

实施例3

本申请实施例3还提供一种电气产品，该电气产品包括至少一个实施例1或实施例2所述的薄膜体声波谐振器。

在一些实施例中，电气产品包括相互连接的多个该薄膜体声波谐振器。

在一些实施例中，该电气产品可以是如下产品中的至少一种：

射频滤波器、双工器、多工器，例如应用于5G通信频段的宽带射频滤波器，例如，应用于3GHz～5GHz频段的N77、N78、N79、Wi-Fi滤波器；

包含上述滤波器、双工器、多工器的射频前端模组、通信模块、通信设备；

振荡器，时钟信号发生器；

采用该谐振器作为敏感元件的生物、化学、物理传感器；以及

包含上述谐振器，或滤波器，或振荡器，或传感器的物联网传感节点。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器包括：

衬底；

压电薄膜，其形成于所述衬底的一侧；

声反射层，其形成于所述衬底和所述压电薄膜之间；

叉指电极，其包括分布于所述压电薄膜的至少一侧的至少一组叉指，其中，各组叉指包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个叉指；以及

第一介质层，其形成于所述压电薄膜的分布有所述叉指的表面，

在与所述第一方向以及所述第二方向垂直的层叠方向上，所述叉指的沿着所述第一方向的截面的至少一部分与所述压电薄膜接触，并且，所述叉指的沿着所述第一方向的截面的一部分覆盖所述第一介质层或者所述叉指的沿着所述第一方向的截面的一部分被所述第一介质层覆盖。

2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述叉指的所述截面具有位于所述第一方向上的中间的与所述压电薄膜接触的第一部分、以及位于所述第一方向上的两端的覆盖所述第一介质层的第二部分和第三部分。

3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度相同或不同。

4.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度分别大于或等于所述叉指的所述截面的宽度的5％，且小于或等于所述叉指的所述截面的宽度的三分之一。

5.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第二部分的宽度和所述第三部分的宽度分别为20纳米至1微米。

6.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述薄膜体声波谐振器还包括：第二介质层，其在所述层叠方向上覆盖所述叉指。

7.根据权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第二介质层在所述层叠方向上还覆盖所述第一介质层的所述截面的未被所述叉指覆盖的至少一部分，或者，

所述第二介质层在所述层叠方向上仅覆盖所述叉指。

8.根据权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第二介质层的厚度为0.01微米至2微米。

9.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述叉指的所述截面在所述第一方向上两端的部分在所述层叠方向上被所述第一介质覆盖。

10.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器还包括：

第三介质层，其在所述层叠方向上覆盖所述叉指，并且，第三介质层的在所述第一方向上两端的部分被所述第一介质层覆盖。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第一介质层与所述压电薄膜由不同的材料制成。

12.根据权利要求1至10中的任一项所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述第一介质层的厚度为1纳米至1微米。

13.根据权利要求1至10中的任一项所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述声反射层为空腔或布拉格反射层。

14.根据权利要求1至10中的任一项所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述压电薄膜由单晶压电材料形成。

15.根据权利要求14所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

所述单晶压电材料为铌酸锂或钽酸锂。

16.根据权利要求1至10中的任一项所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，

在工作状态下，所述叉指的一端与所述压电薄膜之间形成有多个阻抗失配边界。

17.一种电气产品，其特征在于，所述电气产品包括至少一个权利要求1至16中的任一项所述的薄膜体声波谐振器。

18.根据权利要求17所述的电气产品，其特征在于，所述电气产品为滤波器。