CN118214389A - 一种薄膜声表面波谐振器及滤波器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种薄膜声表面波谐振器及滤波器，涉及半导体器件领域，通过在薄膜声表面波谐振器的至少一层介质层中***至少一层中间层可提高插有中间层的介质层的物理强度，对于较薄的介质层而言，有较好的避免破裂的效果；而对于相对厚度较厚的介质层而言，该中间层可以帮助材料生长或者溅射过程提高平整度和表面光滑度，使较厚的介质层在形成中能够避免较大的粗糙度。并且***的每一层中间层的厚度小于0.2λ，因此对于主声学模式的传播不带来直接影响，但是对于其他杂模来说，由于声传播路径的差异，会一定程度上在中间层位置发生反射，以破坏其谐振条件以减少能量的耗散，将能量进一步限制在反射区域内，因此可以进一步提高谐振器的Q值。

Description

一种薄膜声表面波谐振器及滤波器

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种薄膜声表面波谐振器及滤波器。

背景技术

SAW（Surface Acoustic Wave，声表面波）谐振器是声表面波谐振器的简称，是一种利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的一种滤波专用器件，广泛应用于各种各样的领域中，例如射频领域。其中声表面波是一种能量集中在表面附近的弹性波。

在目前的声表面波产品设计中，TF-SAW谐振器（薄膜声表面波谐振器）是近年来得到广泛应用的一种声表面波谐振器设计结构，其基底上设置有压电薄膜层，压电薄膜层背离基底的一侧设置有叉指电极。需要说明的是，TF-SAW谐振器除此以上基本特征以外，还可以包含在压电薄膜层下方、基底上方的***层、保护层、调节层、温度补偿层、变速层等等不同的任意数量的介质层，形成堆叠层（Stack）结构，从而实现多种不同的技术效果。

对于TF-SAW谐振器而言，基底上方的堆叠层结构的加工工艺和质量是一个需要解决的技术问题，随着层数的增多和不同种材料的应用，以及每层介质层较薄（通常每层介质层的厚度在几十纳米至几百纳米之间）的实际情况，每层介质层的膜层质量、堆叠层结构之间的键合强度、基底的力学强度等指标会对最终产品的良率和可靠性造成较大的影响。

那么如何优化薄膜声表面波谐振器的结构，来实现对于多层基底工艺质量的提升，并且还可以优化其器件性能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种薄膜声表面波谐振器及滤波器，以实现提高其器件良率、可靠性及性能的目的。具体方案如下：

本申请第一方面提供一种薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述薄膜声表面波谐振器包括：

在第一方向上相对设置的基底和压电薄膜层，所述第一方向垂直于所述基底所在平面；

位于所述基底背离所述压电薄膜层一侧的叉指电极；

位于所述基底和所述压电薄膜层之间的至少一层介质层，所述至少一层介质层包括在所述第一方向上层叠设置N层子介质层，N≥2，且N为正整数；

位于相邻两层子介质层之间的中间层，所述中间层在所述第一方向上的厚度小于0.2λ，λ为所述薄膜声表面波谐振器中传播声波的波长。

在一种可能的实现中，所述中间层的材料为氮化硅材料、氮化铝材料或多晶硅材料。

在一种可能的实现中，所述至少一层介质层包括温度补偿层。

在一种可能的实现中，所述至少一层介质层包括：在所述第一方向上层叠设置的温度补偿层和第一反射层；

所述温度补偿层相邻所述压电薄膜层设置，所述第一反射层相邻所述基底设置。

在一种可能的实现中，所述温度补偿层中设置有所述中间层和/或所述第一反射层中设置有所述中间层。

在一种可能的实现中，所述至少一层介质层包括：在所述第一方向上层叠设置的温度补偿层、第一反射层和第二反射层，所述第一反射层中的声传播速度和所述第二反射层中的声传播速度不同；

所述温度补偿层相邻所述压电薄膜层设置，所述第一反射层位于所述温度补偿层和所述基底之间；

所述第二反射层位于所述温度补偿层和所述第一反射层之间，或所述第二反射层位于所述第一反射层和所述基底之间。

在一种可能的实现中，所述温度补偿层中设置有所述中间层和/或所述第一反射层中设置有所述中间层和/或所述第二反射层中设置有所述中间层。

在一种可能的实现中，当所述基底和所述压电薄膜层之间设置有M层所述介质层时，M≥2，且M为正整数，第i层介质层中设置的中间层的层数与第j层介质层中设置的中间层的层数不同，i≤M，j≤M，且i≠j。

在一种可能的实现中，所述中间层还位于所述基底和所述压电薄膜层之间的任意两个膜层之间。

在一种可能的实现中，所述叉指电极包括汇流条，所述汇流条包括在第二方向上相对设置的第一汇流条和第二汇流条，以及位于所述第一汇流条上的第一电极指条和位于所述第二汇流条上的第二电极指条；所述第一汇流条和所述第二汇流条的长度延伸方向相同，均沿第三方向延伸，所述第二方向和所述第三方向平行于所述基底所在平面，且所述第二方向和所述第三方向相交。

在一种可能的实现中，所述叉指电极还包括：

位于所述第一汇流条上的多条第一假电极指条，位于所述第二汇流条上的多条第二假电极指条，其中假电极指条的长度延伸方向与所述第二方向平行。

在一种可能的实现中，所述薄膜声表面波谐振器还包括：

位于所述叉指电极沿主声学模式传播方向的至少一端的反射栅。

本申请第二方面提供一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括权利要求1-12任一项所述的薄膜声表面波谐振器。

借由上述技术方案，本申请提供的一种薄膜声表面波谐振器及滤波器通过在薄膜声表面波谐振器的至少一层介质层中***至少一层中间层可提高插有中间层的介质层的物理强度，对于较薄的介质层而言，有较好的避免破裂的效果；而对于相对厚度较厚的介质层而言，该中间层可以帮助材料生长或者溅射过程提高平整度和表面光滑度，使较厚的介质层在形成中能够避免较大的粗糙度。并且***的每一层中间层的厚度小于0.2λ，因此对于主声学模式的传播不带来直接影响，但是对于其他杂模来说，由于声传播路径的差异，会一定程度上在中间层位置发生反射，以破坏其谐振条件以减少能量的耗散，将能量进一步限制在反射区域内，因此可以进一步提高谐振器的Q值。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本发明实施例提供的一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图；

图15为本发明实施例提供的另一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图；

图16为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图；

图17为本发明实施例提供的一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图；

图18为本发明实施例提供的一种Y曲线中Q值提升的效果示意图；

图19为本发明实施例提供的另一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图；

图20为本发明实施例提供的另一种Y曲线中Q值提升的效果示意图；

图21为本发明实施例提供的又一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图；

图22为本发明实施例提供的又一种Y曲线中Q值提升的效果示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

声表面波谐振器及滤波器是一种广泛应用于射频领域的声学器件，集较低的插损和良好的抑制性能于一体，且体积也比较小，用于滤除异频信号的干扰，衰减部分频率成分，只让指定频率成分，是无线频谱作为不可再生的稀缺资源应用的技术基础。具体原理可以简单理解为基于压电材料的压电特性，利用如叉指换能器等的输入与输出换能装置将电信号转化成机械能，经过处理后再转化成电信号，以达到放大所需的信号，滤除杂信号和提升信号品质的作用，广泛应用在各种无线通讯设备之中。

目前，滤波器主要分为SAW滤波器和BAW（Bulk Acoustic Wave，体声波）滤波器，其中声表面波是一种在具有压电特性的压电衬底表面产生并传播，且振幅随着深入压电衬底的深度增加而迅速减少的一种弹性波。对于SAW滤波器而言，其制造成本对比与BAW滤波器要低不少，应用于低频段，插损低且抑制性好，温度敏感。

同时需要说明的是，SAW滤波器也有相应的局限性，其中之一在于易受温度变化的影响，当温度升高时，基底材料的刚度趋于变小，声速也会降低，也可以说是SAW滤波器具有温度漂移的缺陷，即频率会随工作温度产生漂移，因此在传统SAW滤波器的基础上，相应产生了TC-SAW滤波器，即温度补偿型的SAW滤波器，主要是利用温度补偿层（例如SiO₂层）与压电薄膜层相反的温度弹性特性，实现对温度漂移特性的补偿。

进一步需要说明的是，SAW滤波器还有TF-SAW滤波器（薄膜声表面波滤波器）等产品设计，其中滤波器的设计往往是使用谐振器作为基本单元，可以构成相应的拓扑并放大指定频率成分信号。

其中TF-SAW谐振器（薄膜声表面波谐振器）是近年来得到广泛应用的一种声表面波谐振器设计结构，其基底上设置有压电薄膜层，压电薄膜层背离基底的一侧设置有叉指电极。需要说明的是，TF-SAW谐振器除此以上基本特征以外，还可以包含在压电薄膜层下方、基底上方的***层、保护层、调节层、温度补偿层、变速层等等不同的任意数量的介质层，形成堆叠层（Stack）结构，从而实现多种不同的技术效果。

对于TF-SAW谐振器而言，基底上方的堆叠层结构的加工工艺和质量是一个需要解决的技术问题，随着层数的增多和不同种材料的应用，以及每层介质层较薄（通常每层介质层的厚度在几十纳米至几百纳米之间）的实际情况，每层介质层的膜层质量、堆叠层结构之间的键合强度、基底的力学强度等指标会对最终产品的良率和可靠性造成较大的影响，那么如何优化薄膜声表面波谐振器的结构，来实现对于多层基底工艺质量的提升，且提高其器件性能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

基于此，在本发明实施例中提供了一种薄膜声表面波谐振器及滤波器，通过在薄膜声表面波谐振器的至少一层介质层中***至少一层中间层可提高每一层介质层的物理强度，对于较薄的介质层而言，有较好的避免破裂的效果；而对于相对厚度较厚的介质层而言，该中间层可以帮助材料生长或者溅射过程提高平整度和表面光滑度，使较厚的介质层在形成中能够避免较大的粗糙度，从而减少trimming工作的难度，以此综合提高最终产品的良率和可靠性。并且***的每一层中间层的厚度小于0.2λ，λ为所述薄膜声表面波谐振器中传播声波的波长，因此对于主声学模式的传播不带来直接影响，但是对于其他杂模来说，由于声传播路径的差异，会一定程度上在中间层位置发生反射，从而破坏其谐振条件以减少能量的耗散，将能量进一步限制在反射区域内，因此可以进一步提高谐振器的Q值。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，本发明实施例提供的薄膜声表面波谐振器包括：

在第一方向X上相对设置的基底11和压电薄膜层12，该第一方向X垂直于基底11所在平面，或第一方向X垂直于压电薄膜层12所在平面，即通常情况下压电薄膜层12所在平面与基底11所在平面平行设置。

位于基底11背离压电薄膜层12一侧的叉指电极13。

位于基底11和压电薄膜层12之间的至少一层介质层14，至少一层介质层14包括在第一方向X上层叠设置N层子介质层（以子介质层141和子介质层142为了进行说明），N≥2，且N为正整数。

位于相邻两层子介质层之间的中间层15，该中间层15在第一方向X上的厚度小于0.2λ，λ为所述薄膜声表面波谐振器中传播声波的波长。

具体的，在本发明实施例中基底11作为支撑结构，其材料的选取可以为钽酸锂材料、铌酸锂材料、氮化铝材料、蓝宝石材料、尖晶石材料、硅材料、碳化硅材料或石英材料等。压电薄膜层12由压电材料制成，其材料的选取可以为钽酸锂LT材料或铌酸锂LN材料。叉指电极13通常由金属材料制成，其材料的选取可以为Cu材料、Al材料、Au材料、Ti材料、Cr材料、Pt材料等电阻率较低的材料。

其中位于基底11和压电薄膜层12之间的至少一层介质层14可以为***层、保护层、调节层、温度补偿层、变速层等等不同的任意数量的介质层，形成堆叠层（Stack）结构，从而实现多种不同的技术效果。

在本发明实施例中通过在薄膜声表面波谐振器的至少一层介质层14中***至少一层中间层15一方面可提高插有中间层15的介质层14的物理强度，进而提高堆叠层结构的膜层稳定性；另一方面由于介质层14大多数采用离子溅射的方式制备，通俗的讲就是在一个平面上通过离子溅射的方式形成介质层，因为离子溅射的位置是随机的，所以介质层14要做的厚度越厚随机性会越高，最终做出来的介质层14的表面的光滑度会比较差，显然在介质层14的中间***至少一层中间层15时，可以增加该介质层14每一子介质层的平整度和表面光滑度，使较厚的介质层14在形成中能够避免较大的粗糙度，从而减少trimming工作的难度，并且对于较薄的介质层14而言，在介质层14的中间***至少一层中间层15时有较好的避免破裂的效果，以此综合提高最终产品的良率和可靠性。

需要注意的是，当中间层15的层数大于或等于两层时，任意一层中间层15在第一方向X上的厚度都小于0.2λ。

进一步的，在中间层15的厚度小于0.2λ时，由于主声学模式的传播方向和波振动方向是垂直于中间层15所在平面的，所以穿透的厚度就是小于0.2λ的，因此中间层15的设置对薄膜声表面波谐振器的性能不会产生影响。而对于其它杂波而言，这些杂波是向着各个方向传播的，因为角度的问题会使得这些杂波穿透的厚度很可能是大于0.2λ的，这种情况下就会对这些杂波造成限制和抑制，以此提高薄膜声表面波谐振器的Q值。总的来说对于其它杂波而言，由于声传播路径的差异，会一定程度上在中间层15的位置发生反射，从而破坏其谐振条件以减少能量的耗散，将能量进一步限制在反射区域内，因此可以进一步提高薄膜声表面波谐振器的Q值。

在本发明一可选实施例中，该中间层15的材料为氮化硅材料、氮化铝材料或多晶硅材料等。

具体的，在本发明实施例中由于氮化硅材料、氮化铝材料或多晶硅材料是强度比较高，性能比较稳定的材料，因此选取氮化硅材料、氮化铝材料或多晶硅材料制备中间层15时，显然在薄膜声表面波谐振器的至少一层介质层14中***至少一层中间层15时可提高插有中间层15的介质层14的物理强度，进而提高堆叠层结构的膜层稳定性。

需要说明的是，在本发明实施例中不限定多晶硅材料的种类和纯度，因不需要其发挥电性能特性，因此各种类似的多晶硅都是可以的。

在本发明一可选实施例中，该介质层14以温度补偿层为例进行说明。

具体的，在本发明实施例中该温度补偿层的材料优选SiO₂材料，实现对于叉指电极13金属材料温度漂移效应的补偿，降低温度变化对器件性能尤其是谐振频率和通带范围的影响。

参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，至少一层介质层14包括：在所述第一方向X上层叠设置的温度补偿层16和第一反射层17。

具体的，在本发明实施例中该温度补偿层16相邻压电薄膜层12设置，第一反射层17相邻基底11设置，即在基底11指向压电薄膜层12的方向上如图2所示的薄膜声表面波谐振器包括基底11、第一反射层17、温度补偿层16、压电薄膜层12和叉指电极13。也就是说增加的第一反射层17一般情况下位于温度补偿层16的下方，该第一反射层17可以使用声速较高的材料制成，例如氮化铝材料、氧化铝材料、氮化硅材料、氮氧化硅材料、碳化硅材料或富陷阱硅材料（trap-rich Si）等。

需要说明的是，第一反射层17中的声传播速度高于压电薄膜层12中的声传播速度。

如图2所示，作为本发明技术方案的一种典型应用示例，在温度补偿层16的中间增加一层中间层15，该中间层15在第一方向X上的厚度小于0.2λ，此时包含中间层15的温度补偿层16同时承担温度补偿功能和低声速层功能。

参考图3，图3为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，至少一层介质层14包括：在所述第一方向X上层叠设置的温度补偿层16、第一反射层17和第二反射层18，所述第一反射层17中的声传播速度和所述第二反射层18中的声传播速度不同。

具体的，在本发明实施例中在图2所示的薄膜声表面波谐振器的结构基础上还可以进一步设置第二反射层18，该第二反射层18可以位于温度补偿层16和第一反射层17之间，也可以位于第一反射层17和基底11之间，也就是说该第二反射层18可以位于第一反射层17的上方或者下方，在本发明实施例中以第二反射层18位于温度补偿层16和第一反射层17之间为例进行说明。

该第二反射层18可以使用声速较低的材料制成，例如氧化硅材料、氮氧化硅材料、氧化钽材料或玻璃材料等。

需要说明的是，第二反射层18中的声传播速度低于压电薄膜层12中的声传播速度。

再者需要说明的是，在第一反射层17和第二反射层18的位置可以互换的情况下，其层数也是可以进一步增加的，但是需保证相邻的两层反射层的声速存在差异。通过该种声速的变化可以在材料交界面上对机械波能量进行反射，从而减少能量耗散并抑制杂波，以提高薄膜声表面波谐振器的Q值。

进一步的需要说明的是，对于位于最下方的反射层或者说最靠近基底11的反射层，其在第一方向X上的厚度至少大于1λ，以实现限制声波的效果。示例性的如图2所示，只包含有第一反射层17，其相邻基底11设置，因此图2所示的薄膜声表面波谐振器结构中第一反射层17的厚度需要至少大于1λ；示例性的如图3所示，包含有第一反射层17和第二反射层18，但是第一反射层17相比较第二反射层18而言更靠近基底11，因此图3所示的薄膜声表面波谐振器结构中第一反射层17的厚度需要至少大于1λ。当第一反射层17和第二反射层18的位置互换后，显然第二反射层18的厚度需要至少大于1λ。

在本发明一可选实施例中，如图1-图3所示的薄膜声表面波谐振器，都仅仅是在温度补偿层16中***了一层中间层15为例进行说明，参考图4，图4为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，参考图5，图5为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，如图4所示，是在第一反射层17中***一层中间层15，将第一反射层17划分为两个子反射层；如图5所示，是在第二反射层18中***一层中间层15，将第二反射层18划分为两个子反射层。

在本发明一可选实施例中，如图2所示，当基底11和压电薄膜层12之间设置有两层介质层，即温度补偿层16和第一反射层17时，参考图6，图6为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，显然可以同时在温度补偿层16中***中间层15，且在第一反射层17中也***有中间层15，以进一步增加本发明技术方案的技术效果。

在本发明一可选实施例中，如图3所示，当基底11和压电薄膜层12之间设置有三层介质层，即温度补偿层16、第一反射层17和第二反射层18时，参考图7，图7为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，显然可以同时在温度补偿层16中***中间层15，且在第一反射层17中也***有中间层15，且在第二反射层18中也***有中间层15，以进一步增加本发明技术方案的技术效果。

在本发明一可选实施例中，如图1-图7所示的薄膜声表面波谐振器，无论是在一层介质层14中***中间层15，还是在两层或三层介质层14中同时***中间层15，***的中间层15的层数都是以一层为例进行说明的，显然在同一层介质层14中也可以***多层中间层15，参考图8，图8为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，图8所示的薄膜声表面波谐振器中是在温度补偿层16中***了两层中间层15，将温度补偿层16自上而下分隔为三层子膜层，这一设计也可以进一步增加本发明技术方案的技术效果。

在本发明一可选实施例中，参考图9，图9为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，参考图10，图10为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，参考图11，图11为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，当薄膜声表面波谐振器不包括温度补偿层16，只包括第一反射层17和第二反射层18时，在至少一个反射层中***一层中间层15，如图9所示，是在第一反射层17中***中间层15，第二反射层18中没有***中间层15；如图10所示，是在第二反射层18中***中间层15，第一反射层17中没有***中间层15；如图11所示，在第一反射层17中和第二反射层18中同时***中间层15。

需要说明的是，图9-图11所示的薄膜声表面波谐振器中***有中间层15的层数并不作限定，显然也可以是同一层反射层中***多层中间层15。

当在至少一层反射层（高声速层或低声速层）中设置该中间层15时，能够带来如下优势（此时可以额外选择更多的材料，只要与该反射层的材料存在明显的声速差异即可），由于中间层15的厚度小于0.2λ，因此对于主声学模式的传播不带来直接影响，但是对于其他杂模来说，由于声传播路径的差异，会一定程度上在中间层位置发生反射，以破坏其谐振条件以减少能量的耗散，将能量进一步限制在反射区域内，因此可以进一步提高谐振器的Q值。

在本发明一可选实施例中，当基底11和压电薄膜层12之间设置有M层介质层14时，M≥2，且M为正整数，第i层介质层中***的中间层15的层数与第j层介质层中***的中间层15的层数不同，i≤M，j≤M，且i≠j。

示例性的，参考图12，图12为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，基底11和压电薄膜层23之间设置有两层介质层，即第一介质层14A和第二介质层14B，其中第一介质层14A中***有一层中间层15，第二介质层14B中***有两层中间层15，考虑到不同功能的介质层14各自的特殊性，在本发明实施例中通过多种不同结构的设计，以进一步增加本发明技术方案的技术效果。

在本发明一可选实施例中，在基底11和压电薄膜层12之间的任意两个膜层之间也设置有该中间层15，参考图13，图13为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的结构示意图，该薄膜声表面波谐振器包括：基底11、第一反射层17、第二反射层18、中间层15、温度补偿层16以及压电薄膜层12。

其中温度补偿层16中***有一层中间层15。

具体的，在本发明实施例中位于第二反射层18和温度补偿层16之间的中间层15此时作为键合辅助层，帮助提高第二反射层18和温度补偿层16的键合强度，以此降低键合工艺的难度，因此对于存在一定键合难度的多层POI衬底材料选择，可以利用该中间层15的设置来提高键合工艺的效果。

显然基底11和第一反射层17之间也可以设置中间层15，第一反射层17和第二反射层18之间也可以设置中间层15，在此不再一一说明。

需要说明的是，本技术方案还可以在上述基础上进一步增加各种不同材料形成的不同功能层，其原理都相同，因此不再进行赘述。

在本发明一可选实施例中，参考图14，图14为本发明实施例提供的一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图，该叉指电极13包括汇流条，该汇流条包括在第二方向Y上相对设置的第一汇流条131和第二汇流条132，以及位于所述第一汇流条131上的第一电极指条133和位于所述第二汇流条132上的第二电极指条134；第一汇流条131和第二汇流条132的长度延伸方向相同，均沿第三方向Z延伸，第二方向Y和第三方向Z平行于基底11所在平面，且所述第二方向Z和所述第三方向Y相交；如图14所示以第二方向Y和第三方向Z垂直为例进行说明。

参考图15，图15为本发明实施例提供的另一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图，本发明实施例提供的该叉指电极13还包括：

位于第一汇流条131上的多条第一假电极指条135，位于第二汇流条132上的多条第二假电极指条136，其中假电极指条的长度延伸方向与第二方向Y平行，第一汇流条131上的多条第一假电极指条135和多条第一电极指条133在第三方向Z上依次间隔排布，第二汇流条132上的多条第二假电极指条136和多条第二电极指条134在第三方向Z上依次间隔排布，且在第二方向Y上第一汇流条131上的第一电极指条133与第二汇流条132上的第二假电极指条136相对设置，且二者之间具有间隔，第一汇流条131上的第一假电极指条135与第二汇流条132上的第二电极指条134相对设置，同样二者之间也具有间隔。

也就是说，在本发明实施例中叉指电极13可以采用没有假电极指条的叉指电极，也可以采用如图15所示的具有假电极指条的叉指电极，当叉指电极13设置有假电极指条时，假电极指条的设置也是可以起到抑制杂波和提高声表面波谐振器品质因数的效果。

参考图16，图16为本发明实施例提供的又一种薄膜声表面波谐振器的俯视结构示意图，本发明实施例提供的薄膜声表面波谐振器还包括：

位于所述叉指电极13沿所述第三方向Z的至少一端的反射栅19，需要说明的是，在本发明实施例中以叉指电极13沿所述第三方向Z的两端均设置有反射栅19为例进行说明。其中第三方向Z也可以理解为该薄膜声表面波谐振器的主声学模式传播方向。

具体的，在本发明实施例中还可以在所述叉指电极13沿所述第三方向Z的至少一端设置反射栅19，用于将声波反射回谐振区域，让声波在谐振区域继续形成谐振，从而形成更好的谐振效果和模式，提高声表面波谐振器的传输性能。

在本发明一可选实施例中，基于图1-图16所示的薄膜声表面波谐振器而言，该薄膜声表面波谐振器还包括：

位于叉指电极13背离基底11一侧的钝化层，该钝化层在基底11上的正投影至少完全覆盖叉指电极13在基底11上的正投影，该钝化层主要提供保护功能，该钝化层的材料可以为SiO₂材料、Si₃N₄材料或AlN等材料。

需要说明的是，本发明技术方案中的改进方案适用于以上任意一种薄膜声表面波谐振器。

基于本发明上述实施例，下面基于仿真结果对本技术方案能够抑制杂波和提高Q值的效果进行了作证。

参考图17，图17为本发明实施例提供的一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图，参考图18，图18为本发明实施例提供的一种Y曲线中Q值提升的效果示意图，其中曲线1表示对比例的曲线，曲线2表示实施例的曲线。

其中对比例为：设置750nm的LT层（压电薄膜层12）和625nm的SiO₂层（温度补偿层16）。

其中实施例为：设置750nm的LT层（压电薄膜层12）、315nm的SiO₂层、10nm的Si₃N₄层和300nm的SiO₂层，其中315nm的SiO₂层和300nm的SiO₂层为温度补偿层16，该温度补偿层16中间***有一层10nm的Si₃N₄材料的中间层15。

对于LB（低频段），如图17和图18所示，约800-850MHz范围内，基于曲线1和曲线2可知，实施例对应的结构其杂波抑制效果和Q值提升效果较为显著。

参考图19，图19为本发明实施例提供的另一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图，参考图20，图20为本发明实施例提供的另一种Y曲线中Q值提升的效果示意图，其中曲线3表示对比例的曲线，曲线4表示实施例的曲线。

其中对比例为：设置600nm的LT层（压电薄膜层12）和500nm的SiO₂层（温度补偿层16）。

其中实施例为：设置600nm的LT层（压电薄膜层12）、250nm的SiO₂层、10nm的Si₃N₄层和240nm的SiO₂层，其中250nm的SiO₂层和240nm的SiO₂层为温度补偿层16，该温度补偿层16中间***有一层10nm的Si₃N₄材料的中间层15。

对于MB（中频段），如图19和图20所示，约1.9-2.02GHz范围内，基于曲线3和曲线4可知，实施例对应的结构其杂波抑制效果和Q值提升效果较为显著。

参考图21，图21为本发明实施例提供的又一种Y曲线中杂波抑制的效果示意图，参考图22，图22为本发明实施例提供的又一种Y曲线中Q值提升的效果示意图，其中曲线5表示对比例的曲线，曲线6表示实施例的曲线。

其中对比例为：设置270nm的LT层（压电薄膜层12）和300nm的SiO₂层（温度补偿层16）。

其中实施例为：设置270nm的LT层（压电薄膜层12）、150nm的SiO₂层、10nm的Si₃N₄层和140nm的SiO₂层，其中150nm的SiO₂层和140nm的SiO₂层为温度补偿层16，该温度补偿层16中间***有一层10nm的Si₃N₄材料的中间层15。

对于HB（中频段），如图21和图22所示，约2.47-2.62GHz范围内，基于曲线5和曲线6可知，实施例对应的结构其杂波抑制效果和Q值提升效果较为显著。

基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种滤波器，该滤波器包括上述实施例所述的薄膜声表面波谐振器。

该滤波器与上述实施例所述的薄膜声表面波谐振器具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种薄膜声表面波谐振器及滤波器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述薄膜声表面波谐振器包括：

在第一方向上相对设置的基底和压电薄膜层，所述第一方向垂直于所述基底所在平面；

位于所述基底背离所述压电薄膜层一侧的叉指电极；

位于所述基底和所述压电薄膜层之间的至少一层介质层，所述至少一层介质层包括在所述第一方向上层叠设置N层子介质层，N≥2，且N为正整数；

位于相邻两层子介质层之间的中间层，所述中间层在所述第一方向上的厚度小于0.2λ，λ为所述薄膜声表面波谐振器中传播声波的波长。

2.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述中间层的材料为氮化硅材料、氮化铝材料或多晶硅材料。

3.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述至少一层介质层包括温度补偿层。

4.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述至少一层介质层包括：在所述第一方向上层叠设置的温度补偿层和第一反射层；

所述温度补偿层相邻所述压电薄膜层设置，所述第一反射层相邻所述基底设置。

5.根据权利要求4所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述温度补偿层中设置有所述中间层和/或所述第一反射层中设置有所述中间层。

6.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述至少一层介质层包括：在所述第一方向上层叠设置的温度补偿层、第一反射层和第二反射层，所述第一反射层中的声传播速度和所述第二反射层中的声传播速度不同；

所述温度补偿层相邻所述压电薄膜层设置，所述第一反射层位于所述温度补偿层和所述基底之间；

所述第二反射层位于所述温度补偿层和所述第一反射层之间，或所述第二反射层位于所述第一反射层和所述基底之间。

7.根据权利要求6所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述温度补偿层中设置有所述中间层和/或所述第一反射层中设置有所述中间层和/或所述第二反射层中设置有所述中间层。

8.根据权利要求1-2、4-6任一项所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，当所述基底和所述压电薄膜层之间设置有M层所述介质层时，M≥2，且M为正整数，第i层介质层中设置的中间层的层数与第j层介质层中设置的中间层的层数不同，i≤M，j≤M，且i≠j。

9.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述中间层还位于所述基底和所述压电薄膜层之间的任意两个膜层之间。

10.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指电极包括汇流条，所述汇流条包括在第二方向上相对设置的第一汇流条和第二汇流条，以及位于所述第一汇流条上的第一电极指条和位于所述第二汇流条上的第二电极指条；所述第一汇流条和所述第二汇流条的长度延伸方向相同，均沿第三方向延伸，所述第二方向和所述第三方向平行于所述基底所在平面，且所述第二方向和所述第三方向相交。

11.根据权利要求10所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述叉指电极还包括：

位于所述第一汇流条上的多条第一假电极指条，位于所述第二汇流条上的多条第二假电极指条，其中假电极指条的长度延伸方向与所述第二方向平行。

12.根据权利要求1所述的薄膜声表面波谐振器，其特征在于，所述薄膜声表面波谐振器还包括：

位于所述叉指电极沿主声学模式传播方向的至少一端的反射栅。

13.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括权利要求1-12任一项所述的薄膜声表面波谐振器。