專利名稱：包括橋部的聲學諧振器結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括橋部的聲學諧振器結構。
背景技術：
電諧振器使用在許多電子應用中。例如，在許多無線通信器件中，將射頻(RF)和 微波頻率諧振器用作濾波器，來改善信號的接收和發(fā)送。濾波器通常包括電感器和電容器， 并且近來包括諧振器。如將會被認識到的，期望減小電子裝置的組件的尺寸。許多公知的濾波器技術對 于整體系統(tǒng)的小型化造成了障礙。由于減小組件尺寸的需要，已經(jīng)出現(xiàn)了基于壓電效應的 一類諧振器。在基于壓電效應的諧振器中，在壓電材料中產(chǎn)生聲學諧振模式。這些聲波被 轉(zhuǎn)換為用于電子應用的電波。一種類型的壓電諧振器是薄膜體聲波諧振器(FBAR)。FBAR具有小尺寸的優(yōu)點，并 且適于集成電路(IC)制造工具和技術。FBAR包括聲學堆，該聲學堆具有設置在兩個電極之 間的壓電材料層以及其他部件。聲波通過聲學堆實現(xiàn)諧振，波的諧振頻率由聲學堆內(nèi)的材 料確定。FBAR與諸如石英的體聲學諧振器的原理非常類似，但是尺寸減小以在GHz頻率處 進行諧振。因為FBAR具有微米數(shù)量級的厚度以及毫米數(shù)量級的長度和寬度，所以FBAR相 對于公知的諧振器有利地提供了相對緊湊的替代品。理想地，體聲學諧振器僅激發(fā)厚度方向(TE)模，這些模是具有沿著傳播方向的傳 播矢量(k)的縱向機械波。TE模理想地沿著壓電層的厚度方向(例如，ζ方向)傳播。不幸的是，除了期望的TE模之外，還存在產(chǎn)生在聲學堆中的橫向模(公知為瑞 利_拉姆(Rayleigh-Lamb)模)。瑞利-拉姆模是具有與TE模(期望工作模式)的方向垂 直的k向量的機械波。這些橫向模沿著壓電材料的面積維度(本示例的X、y方向)傳播。 除了其他不利效果外，橫向模還不利地影響FBAR器件的質(zhì)量因子(Q)。特別地，瑞利-拉 姆模的能量在FBAR器件的界面處損失。如將會被認識到的，這種損失到偽模式(spurious mode)的能量損失損失了所需的縱模的能量，并且最終導致Q因子的降低。FBAR包括活性區(qū)域，并且與所述活性區(qū)域相連的連接部可能增加損失，并且由此 使得Q因子降低。例如，在活性區(qū)域與連接部之間的過渡區(qū)域中，在制作過程中可能在壓電 層中形成缺陷。這些缺陷可能導致聲學損失，并且導致Q因子減小。因此，所需要的是至少克服上述缺點的聲學諧振結構電濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的代表實施例，聲學諧振器包括第一電極、第二電極和設置在所述第 一電極與所述第二電極之間的壓電層。該聲學諧振器還包括設置在所述第一電極、所述第 二電極和所述壓電層下方的反射性元件。所述反射性元件、所述第一電極、所述第二電極和 所述壓電層的重疊部分構成所述聲學諧振器的活性區(qū)域。該聲學諧振器也包括與所述聲學
4諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰的橋部。根據(jù)本發(fā)明的另一個代表實施例，薄膜體聲學諧振器(FBAR)包括第一電極、第二 電極和設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層。該FBAR還包括設置在所述第 一電極、所述第二電極和所述壓電層下方的、包括腔或布拉格反射器的反射性元件。所述反 射性元件、所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層的重疊部分構成聲學諧振器的活性 區(qū)域。該FBAR也包括與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰的橋部。根據(jù)本發(fā)明的另一個代表實施例，電濾波器包括聲學諧振器。該聲學諧振器包括 第一電極、第二電極和設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層。該聲學諧振器 還包括設置在所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層下方的反射性元件。所述反射性 元件、所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層的重疊部分構成所述聲學諧振器的活性 區(qū)域。該聲學諧振器也包括與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰的橋部。


在與附圖一同閱讀時，可以從以下的詳細描述中最好地理解說明性的實施例。強 調(diào)一下，各種特征沒有必要按照比例繪制。實際上，為了討論的清楚，可以任意地增加或減 小尺寸。在可適用并且可實現(xiàn)的情況下，相似的附圖標記表示相似的元件。圖1示出了根據(jù)典型實施例的聲學諧振器的截面圖。圖2示出了根據(jù)典型實施例的聲學諧振器的俯視圖。圖3示出了根據(jù)典型實施例的Q因子與空氣橋部和FBAR的下電極之間的間隔的 關系圖。圖4示出了根據(jù)典型實施例的有效耦合系數(shù)(kt2)與空氣橋部和聲學諧振器的下 電極之間的間隔的關系圖。圖5示出了根據(jù)典型實施例的FBAR的截面圖。圖6示出了包括典型實施例的特定FBAR的FBAR的并聯(lián)阻抗(Rp)的圖。圖7示出了包括典型實施例的特定FBAR的FBAR的有效耦合系數(shù)(kt2)的圖。
具體實施例方式術語定義注意，這里使用的術語僅是為了描述特定實施例，并且不是為了進行限制。所定義 的術語是對在本教導的技術領域中一般理解并接受的限定術語的技術和科學含義的補充。如在說明書和權利要求書中使用的，除非上下文中清楚地表明其他情況之外，未 指明數(shù)目的對象包括單數(shù)和復數(shù)的對象。例如，因此“裝置”包括一個裝置以及多個裝置。如在說明書和權利要求書中使用的，除了一般的含義之外，術語“基本”和“基本 上”表示具有可接受的限度或程度。例如，“基本上抵消”意味著本領域技術人員可以認為 該抵消是可以接受的。如在說明書和權利要求書中使用的，除了其一般的意義之外，術語“大致”意味著 在本領域技術人員可以接受的限度或量之內(nèi)。例如，“大致相同”意味著本領域技術人員將 會認為這些項目比較來說相同。詳細描述
在特定描述中，為了解釋的目的而不是限制的目的而給出了特定的細節(jié)，以提供 根據(jù)本教導的圖示實施例的透徹理解。然而，對于已經(jīng)受益于本公開的本領域技術人員來 說，離開這里公開的特定細節(jié)仍然在權利要求的范圍內(nèi)。此外，可以省略對于公知的設備和 方法的描述，使其不使得示例性實施例的描述變得模糊。這種方法和設備明顯在本教導的 范圍內(nèi)。圖1是根據(jù)說明性實施例的聲學諧振器100的截面圖。示意性地，結構100是FBAR 結構。聲學諧振器100包括襯底101。設有第一電極102和壓電層103，該壓電層103具有 與第一電極102相接觸的第一表面以及與第二電極104相接觸的第二表面。電極102、104 包括導電材料并且沿著y方向提供振蕩電場，其中y方向是層101的厚度方向。在圖示的 示例性實施例中，y軸是諧振器的(一個或多個)TE(縱向)模的軸線。壓電層103和電極102、104懸掛在通過對襯底101進行選擇性蝕刻而形成的 腔105上方。腔可以由許多公知方法來形成，例如共同轉(zhuǎn)讓的授予Ruby等人的美國專利 6，384，697中描述的方法。電極102、104、壓電層103以及腔105的重疊區(qū)域被稱作聲學諧 振器100的活性區(qū)域。因此，諧振器100是可以經(jīng)由壓電層103電耦合的機械諧振器。可 以想到通過FBAR來促進機械諧振的其他的懸掛方案。例如，諧振器100可以定位在形成在 襯底101中或其上的失配的聲學布拉格反射器(未示出)上方。這種類型的FBAR有時也 稱作實心安裝型諧振器(SMR)，并且例如可以如授權給Lakin的美國專利No. 6，107，712所 述，通過引用將其公開的內(nèi)容特別全部結合在這里。對比之下，聲學諧振器的非活性區(qū)域包括電極102、電極104或這二者與沒有設置 在腔105上方的壓電層103的重疊區(qū)域，或其他懸掛結構。如下文中更完全地描述的，在可 行的程度內(nèi)減小聲學諧振器100的非活性區(qū)域的面積有利于諧振器的性能。在以所選擇的形貌進行連接時，多個聲學諧振器100可以作為電濾波器。例如，聲 學諧振器100可以設置為梯形濾波器布置，諸如授權給Ella的美國專利5，910，756和授權 給Bradley等人的美國專利6，262，637等。電濾波器可以用在許多應用(諸如，雙工器) 中?？梢愿鶕?jù)公知的半導體制作方法并使用公知的材料來制造聲學諧振器100。例如， 可以根據(jù)授權給Ruby等人的美國專利5，587，620 ；5, 873，153 ；6, 384，697 ；6, 507，983和 7，272，292以及授權給Bradley等人的美國專利6，828，713的教導來制造結構100。通過 引用將這些專利的公開詳細地結合在這里。強調(diào)一下，這些專利中描述的方法和材料是代 表性的，并且可以預料到本領域技術人員的視野內(nèi)的其他制作方法和材料。聲學諧振器100也包括設置在聲學諧振器的邊上的橋部106，該橋部106連接到接 觸部107。接觸部107連接到信號線(未示出)以及為了聲學諧振器100的特定應用而選 擇的電子組件(未示出)。聲學諧振器100的這個部分通常被稱作聲學諧振器100的互連 側(cè)。相比之下，第二電極104在腔105上方的位置108處終止，以使得聲學諧振器的非活性 面積如下所述地最小化。位置108與聲學諧振器100的互連側(cè)相反。橋部106包括形成在部分第二電極104下方的間隙109。示意性地并且如下所述， 在移除在形成間隙109的過程中設置的犧牲層(未示出)之后，間隙109包括空氣。然而， 間隙109可以由包括低聲學阻抗材料的其他材料構成，諸如也被稱作黑鉆石的摻雜碳(C) 的SiO2 ；或者商業(yè)上公知為SiLK的電介質(zhì)樹脂；或者苯并環(huán)丁烯(BCB)?？梢酝ㄟ^公知的方法將這種低聲學阻抗材料設置在間隙109中。低聲學阻抗材料可以在移除用于形成間隙 的犧牲層之后設置(如下所述)，或者可以被用于代替間隙109中的犧牲層材料并且不被移除。在代表性實施例中，通過將犧牲材料(未示出)設置在互連側(cè)上的第一電極102 和壓電層的一部分上方并且在犧牲層上方形成第二電極104，來形成橋106。示意性地，犧 牲材料包括磷硅酸鹽玻璃(PSG)，其示意性地包括8%的磷和92%的二氧化硅。諸如壓電層 103和第二電極104的隨后的層順序地沉積在PSG上，直到形成最終結構。特別地，可以在 沉積壓電層103之前將種子層(未示出)設置在第一電極102上，并且可以將鈍化層(未示 出)沉積在第二電極104上。在形成包括橋部106的結構之后，通過示意性地使用氫氟酸 來蝕刻掉PSG犧牲層，而留下獨立的橋部106。在代表性的實施例中，在同一處理步驟中移 除設置腔105中的犧牲層以及橋106下方的犧牲層，使得后者留下由空氣構成的間隙109。壓電層103包括在將壓電層103形成在第一電極102和襯底101上方的過程中形 成的過渡部110。在過渡部110處的壓電層103通常包括材料缺陷和空隙(void)，特別地 包括諸如晶格缺陷和空隙的結構缺陷。這些缺陷和空隙可以導致在壓電材料中傳播的機械 波的聲學能量的損失。應當認識到，聲學能量的損失導致諧振結構100的Q因子減小。然 而，如下所述，通過在間隙109的、出現(xiàn)過渡部110的位置處的區(qū)域111中將第二電極104 與壓電層103分開，聲學諧振器100的該部分活性區(qū)域中必定不包括缺陷和空隙。因此，減 小了由于在過渡部110處的壓電層103中的缺陷和空隙而引起的聲學損失，并且相比于公 知的諧振器(諸如公知的FBAR)改善了 Q因子。此外并且有利地，橋部106在聲學諧振器100的互連側(cè)上的活性區(qū)域的邊界處提 供聲學阻抗失配。這種聲學阻抗失配導致在邊界處的聲波反射，否則該聲波將會傳播到活 性區(qū)域之外并且損失掉而導致能量損失。通過防止這種損失，橋部106導致Q因子增加。此 外，在位置108處的第二電極104的終止部使得諧振器100的活性區(qū)域終止，并且通過產(chǎn)生 聲學阻抗失配來減小損失。這也提供了 Q因子的改善。除了在過渡部110之前終止聲學諧振器100的活性區(qū)域之外，橋部106也減小聲 學諧振器100的非活性區(qū)域的面積。FBAR 100的非活性區(qū)域產(chǎn)生在等效電路中與FBAR的 活性區(qū)域的固有電容并聯(lián)的寄生電容。該寄生電容降低有效耦合系數(shù)(kt2)，并且因此有 利于減小寄生電容。減小非活性區(qū)域的面積減小了寄生電容并且由此改善了有效耦合系數(shù) (kt2)。圖1也示出了由距離‘d’分離的第一線112和第二線113。距離‘d’表示在第一 線112處的第一電極102的邊緣(對于該討論將其任意地選擇為χ = 0)到在第二線113 處的橋部106的起點之間的距離。隨著第二線113的位置變得更大(更負)，Q因子增加。 有效耦合系數(shù)(kt2)也隨著線112和113的分離而增加一定程度。因此，特定距離‘d’的 選擇由于減小了聲學損失而導致Q的改善并且通過減小寄生電容而改善了 kt2，其中由于減 小了非活性FBAR面積而減小了聲學損失。圖2示出了圖1的聲學諧振器的俯視圖。特別地，圖1中示出的聲學諧振器100 的截面圖是沿著線1-1取的。本實施例的第二電極104是切趾的(apodized)，以減小聲學 損失。此外，可以在以下文獻中找到在聲學諧振器中使用切趾的其他細節(jié)授權給Larson III等人的共有美國專利6，215，375 ；或者2006年5月31日遞交的、Richard C Ruby的題為"Piezoelectric Resonator Structure and Electrical Filters，，的美國專利申請公 開20070279153。通過引用將這些專利和專利申請公報的公開全部特別結合在這里。聲學諧振器100的基本模式是縱向伸展模式或“活塞”模式。通過以諧振器100的 諧振頻率向兩個電極施加時變電壓來激發(fā)該模式。壓電材料將電能形式的能量轉(zhuǎn)換為機械 能形式的能量。在具有無窮薄電極的理想FBAR中，所施加的頻率等于壓電介質(zhì)的聲速除以 壓電介質(zhì)厚度的兩倍f = va。/(2*T)，其中T是壓電介質(zhì)的厚度并且Va。為聲學相速度。對 于具有有限厚度電極的諧振器來說，通過經(jīng)加權的聲速和電極厚度來調(diào)整該公式。對于在諧振頻率處阻抗等于系統(tǒng)阻抗的FBAR諧振器來說，對于一個電極連接到 接地并且另一個電極連接到信號的情況，可以通過將隨著頻率變化的、經(jīng)反射的能量與施 加的能量的比率畫在史密斯圖上而獲得諧振器的Q的定量和定性理解。隨著所施加的能 量的頻率增加，F(xiàn)BAR諧振器的大小/相位在史密斯圖上掃描出圓形。這被稱作是Q圓。其 中Q圓首先穿過實軸(水平軸)，這對應于串聯(lián)諧振頻率fs。實阻抗(以歐姆來計)為Rs。 隨著Q圓圍繞史密斯圖的周長延伸，其再次穿過實軸。Q圓穿過實軸的第二個點被標記為 fp——FBAR的并聯(lián)或反諧振頻率。在fp處的實阻抗為Rp。通常期望在使得Rp盡可能大的同時，使得Rs盡可能小。定性地，Q圓越近地“靠 近(hug) ”史密斯圖的外緣，器件的Q因子就越高。理想的無損諧振器的Q環(huán)的半徑為1并 且將會處于史密斯圖的邊緣。然而，如上所述，存在影響器件的Q的能量損失。例如，并且 除了上述聲學損失的來源之外，瑞利-拉姆(橫向或偽)模式在壓電層101的x、y維度中。 這些橫向模是由于沿著ζ方向傳播的縱向模的界面模轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的；并且是由于TE模和各 種橫向模的非零傳播向量kx和ky (例如，SO模和第零級和第一級彎曲模，AO和Al)而產(chǎn)生 的，其中非零傳播向量1^和1^是由于設置電極的區(qū)域與沒有電極的諧振器周圍區(qū)域之間的 有效速率差而產(chǎn)生的。橫向模寄生在許多諧振器應用中，無論其來源于哪里。例如，寄生橫向模在諧振器 的界面處耦合并且移除可以用于縱模的能量，并且由此減小諧振器器件的Q因子。特別地， 由于寄生橫向模和其他聲學損失，可以在Sll參數(shù)的斯密斯圖的Q環(huán)上觀察到Q的急劇減 小。這些Q因子的急劇減小被公知為在本申請中示出并描述的“振動(rattle)”或者“環(huán) 減小(loop-de-loop)，，。如在所結合的‘375專利和專利公報中更全面地描述的，經(jīng)過切趾的第一和第二 電極102、104在諧振器的界面處以相消關系引起橫向模的反射，因此減小了橫向模的大 小，否則橫向模會導致更多粘滯能量損耗。有益地，因為這些橫向模不耦合到諧振器之外 并發(fā)展到更高的數(shù)量，所以可以通過將經(jīng)反射的橫向模的一部分經(jīng)過模轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為縱向 模，而減輕能量損失。最終，這導致Q因子的整體改善。圖3示出了根據(jù)代表性實施例的聲學諧振器100的Q因子關于橋部106與第一 電極103之間的間隔(圖1中的‘d’ )的關系的圖。當間隔‘d’被選擇為零時，線113與 線112對準，并且消除了區(qū)域111。在將間隔‘d’選擇為正時，線113現(xiàn)在具有正的χ坐標 (即，圖1中線113位于線112的右側(cè))。在這兩種情況下，由于過渡部110中的缺陷而引起 的聲學損失與諧振器100的非活性區(qū)域的面積的相對增加相結合，而產(chǎn)生相對低的Q因子。 對比來說，在將間隔‘d’選擇為負時(S卩，圖1中線113位于線112的左側(cè))，非活性面積減 小，而橋部106和區(qū)域111包括相對增加的尺寸。如圖3的區(qū)域302所示，Q因子在303處
8增加到最大值。應當理解，諧振器100的互連側(cè)上的聲學諧振器的非活性區(qū)域越減小，就越 形成區(qū)域111。如上所述，這使得由于缺陷而引起的損失減小，以及在聲學諧振器100的互 連側(cè)處的聲學諧振器100的活性區(qū)域的邊界處的聲學阻抗失配。圖4示出了根據(jù)代表性實施例的聲學諧振器100的有效耦合系數(shù)(kt2)關于空氣 橋部與下電極之間的間隔(圖1中的‘d’ )的關系的圖。在將間隔選擇為零時，線113與 線112對準，并且消除了區(qū)域111。在將間隔‘d’選擇為正時，線113現(xiàn)在具有正的χ坐標 (即，圖1中線113位于的線112的右側(cè))。在這兩種情況下，非活性區(qū)域的面積導致寄生電 容的增加。如圖4的區(qū)域401所示，增加的寄生電容提供相對減小的有效耦合系數(shù)(kt2)。 對比來說，在將間隔d選擇為‘負’時(S卩，圖1中線113位于的線112的左側(cè))，非活性面 積減小，而橋部106和區(qū)域111尺寸增加。如圖4的區(qū)域402所示，這導致了寄生電容的減 小以及有效耦合系數(shù)(kt2)相對的增加。有效耦合系數(shù)(kt2)在403處到達最大值。在圖 4的區(qū)域404中，有效耦合系數(shù)(kt2)開始降低。這很可能是由于以下事實區(qū)域111進一 步增加到區(qū)域105中，導致由橋部106和間隙109所形成的寄生電容的面積增加，因此增加 與聲學諧振器100的固有電容相并聯(lián)的寄生電容。此外，隨著區(qū)域111在區(qū)域105內(nèi)增加， 活性諧振器區(qū)域也減小，導致kt2降低。因此，在區(qū)域404中，有效耦合系數(shù)(kt2)隨著區(qū)域 111的增加而減小。通過圖3和圖4的討論可以認識到，圖1中的間距‘d’的選擇允許選擇 Q因子和有效耦合系數(shù)(kt2) 二者的可接受的增加。圖5是根據(jù)示意性實施例的聲學諧振器500的截面圖。聲學諧振器500(其示意 性地為FBAR)與前述聲學諧振器100共享許多公共特征。為了避免使得現(xiàn)在描述的實施例 變得模糊，不重復許多這些公共細節(jié)。聲學諧振器包括選擇性的凹陷部(通常被稱作‘irmie’)和框架元件502 (也被稱 作‘outie’)。凹陷部501和框架元件502在第二電極104的周邊提供聲學失配，改善信號反 射并且減小聲學損失。最終，減小的損失轉(zhuǎn)換為器件的改善的Q值。雖然凹陷部501和框架 元件502示出為在第二電極104上，但是這些特征可以改為設置在第一電極102上，或者選 擇性地既在第一電極102上也在第二電極104上。其他的使用細節(jié)、凹陷部501和框架元件 502的形成和優(yōu)點例如可以在以下文件中找到授權給Feng等人的題為“Thin Film Bulk Acoustic Resonator with a Mass LoadedPerimeterIWJIjfWW^H7, 280, 007 ； 以及授權給Jamneala等人的題為"Piezoelectric Resonator Structure and Electronic Filters having FrameElement”的共同擁有的美國專利申請公報20070205850。將這些專 利和專利申請的內(nèi)容通過引用特別結合在這里。圖6示出了包括代表性實施例的某些聲學諧振器的FBAR的并聯(lián)諧振時阻抗Rp的 曲線圖。特別地，公知諧振器的Rp在601處示出；具有橋部106的聲學諧振器(例如，圖1 的聲學諧振器100)的Rp在602處示出；具有凹陷部和框架元件(不具有橋部)的聲學諧 振器的Rp在603處示出；具有橋部106以及凹陷部501和框架元件502的聲學諧振器的Rp 在604處示出(例如，圖5的聲學諧振器500)。公知的諧振器通常具有約2000歐姆的Rp(在圖601處示出)。如602所示，將凹 陷部和框架元件增加到公知的FBAR中將Rp增加了約IkQ。類似地，如603所示，增加橋 部106而不增加凹陷部501和框架元件502將Rp增加了約IkQ。然而，如604所示，在將 橋部106以及凹陷部和框架元件502這些特征相結合地增加時，整體并聯(lián)諧振Rp改善 約3k Ω (比公知諧振器)。因此，通過比較圖6中的601和604可以證明，橋部106以及凹陷部 501和框架元件502提供了并聯(lián)諧振Rp的互相促進的增加。在FBAR中具有相對高的Rp以 提供相對低的插入損耗以及包括這種FBAR的相對‘快’的滾降濾波器(roll off filter) 是有利的。如所公知的，雖然使用諸如凹陷部501的凹陷部導致有效耦合系數(shù)(kt2)相對小 的增加，但是可能存在由于框架元件和凹陷部而引起的有效耦合系數(shù)(kt2)的劣化。在一 些應用中，即使Q因子的改善可能不那么大，減輕這種劣化也是有用的。例如，已知FBAR的 帶寬與kt2相關。因此，kt2的劣化可以減小FBAR濾波器的帶寬。現(xiàn)在描述的某些代表性 實施例提供了可接受的Q因子和可接受的kt2劣化的某種折衷。圖7示出了包括代表性實施例的某些聲學諧振器的FBAR的有效耦合系數(shù)(kt2)的 圖。在701示出了公知的諧振器的有效耦合系數(shù)(kt2)；在702處示出了包括橋部的聲學諧 振器(例如，圖1的聲學諧振器100)的有效耦合系數(shù)(kt2)；在703處示出了包括凹陷部和 框架元件(但是不具有橋部)的公知聲學諧振器的有效耦合系數(shù)(kt2)；在704處示出了包 括橋部106以及凹陷部501和框架元件502(例如，圖5的聲學諧振器500)的公知聲學諧 振器的有效耦合系數(shù)(kt2)。公知的諧振器的有效耦合系數(shù)(kt2)如701所示約為5. 3。如702所示，增加橋部 106將有效耦合系數(shù)(kt2)改善到5. 4。然而，如703所示，增加凹陷部和框架元件而不增加 空氣橋部將會產(chǎn)生約5. 15的有效耦合系數(shù)(kt2)。最終，橋部106以及凹陷部501和框架 元件502的結合產(chǎn)生基本與公知的FBAR相同的有效耦合系數(shù)(kt2)(在704示出)。因此， 必須使橋部106對于有效耦合系數(shù)(kt2)的積極影響與凹陷部和框架元件對于有效耦合系 數(shù)(kt2)的負面影響形成對比。根據(jù)示意性實施例，將用于各種應用(諸如應用到電濾波器)的聲學諧振器描述 為具有橋部。本領域技術人員認識到可能有各種結合到本教導中的變化并且仍然在權利要 求的范圍內(nèi)。在參看說明書、附圖以及權利要求書之后，這些和其他變化對于本領域技術人 員將會變得清楚。因此，除了限制在權利要求的精神和范圍內(nèi)之外，本發(fā)明不受到限制。
權利要求
一種聲學諧振器，包括第一電極；第二電極；設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層；反射性元件，其設置在所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層下方，其中，所述反射性元件、所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層的重疊部分構成所述聲學諧振器的活性區(qū)域；以及橋部，其與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰。
2.根據(jù)權利要求1所述的聲學諧振器，還包括與所述第二電極的多個邊中的一個邊電 連接的連接部，其中，所述橋部設置在所述連接部與所述第二電極的所述一個邊之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的聲學諧振器，其中，在與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的 末端相鄰的位置處，所述壓電層包括具有缺陷的過渡部。
4.根據(jù)權利要求3所述的聲學諧振器，其中，所述第二電極不與所述過渡部相接觸。
5.根據(jù)權利要求1所述的聲學諧振器，其中，所述橋部包括間隙。
6.根據(jù)權利要求5所述的聲學諧振器，其中，所述間隙包括所述第二電極與所述壓電 層之間的區(qū)域。
7.根據(jù)權利要求6所述的聲學諧振器，其中，在與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的 末端相鄰的位置處，所述壓電層包括具有缺陷的過渡部，并且所述過渡部設置在所述間隙 的區(qū)域下方。
8.根據(jù)權利要求1所述的聲學諧振器，其中，所述第二電極包括具有邊的上表面，并且 凹陷部沿著所述邊設置。
9.根據(jù)權利要求1所述的聲學諧振器，其中，所述第二電極包括具有邊的上表面，并且 框架元件沿著所述邊設置。
10.一種薄膜體聲學諧振器(FBAR)，包括第一電極；第二電極；設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層；包括腔或布拉格反射器的反射性元件，其設置在所述第一電極、所述第二電極和所述 壓電層下方，其中，所述反射性元件、所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層的重疊部 分構成所述聲學諧振器的活性區(qū)域；以及橋部，其與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰。
11.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，還包括與所述第二電極的多個邊中的一個邊電連接 的連接部，其中，所述橋部設置在所述連接部與所述第二電極的所述一個邊之間。
12.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，其中，在與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端 相鄰的位置處，所述壓電層包括具有缺陷的過渡部。
13.根據(jù)權利要求12所述的FBAR，其中，所述第二電極不與所述過渡部相接觸。
14.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，其中，所述橋部包括間隙。
15.根據(jù)權利要求14所述的FBAR，其中，所述間隙包括所述第二電極與所述壓電層之 間的區(qū)域。
16.根據(jù)權利要求15所述的FBAR，其中，在與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端 相鄰的位置處，所述壓電層包括具有缺陷的過渡部，并且所述過渡部設置在所述間隙的區(qū) 域下方。
17.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，其中，所述第二電極包括具有邊的上表面，并且凹陷 部沿著所述邊設置。
18.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，其中，所述第二電極包括具有邊的上表面，并且框架 元件沿著所述邊設置。
19.根據(jù)權利要求10所述的FBAR，還包括所述橋部下方的低聲學阻抗材料。
20.一種包括聲學諧振器的濾波器元件，所述聲學諧振器包括第一電極；第二電極； 設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層；設置在所述第一電極、所述第二電極 和所述壓電層下方的反射性元件，其中，所述反射性元件、所述第一電極、所述第二電極和 所述壓電層的重疊部分構成所述聲學諧振器的活性區(qū)域；與所述聲學諧振器的所述活性區(qū) 域的末端相鄰的橋部。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括橋部的聲學諧振器結構。該聲學諧振器包括第一電極、第二電極和設置在所述第一電極與所述第二電極之間的壓電層。該聲學諧振器還包括設置在所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層下方的反射性元件。所述反射性元件、所述第一電極、所述第二電極和所述壓電層的重疊部分構成所述聲學諧振器的活性區(qū)域。該聲學諧振器也包括與所述聲學諧振器的所述活性區(qū)域的末端相鄰的橋部。
文檔編號H03H9/25GK101931380SQ20101021540
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者克里斯·馮, 約翰·克伊, 菲爾·尼克爾 申請人:安華高科技無線Ip(新加坡)私人有限公司