本發(fā)明涉及一種體聲波諧振器，包括：基底；聲學(xué)鏡；底電極；頂電極；和壓電層，設(shè)置在底電極與頂電極之間，其中：頂電極、底電極、聲學(xué)鏡和壓電層在所述諧振器的厚度方向上的重疊區(qū)域限定所述諧振器的有效區(qū)域；所述頂電極包括空隙層、第一頂電極和第二頂電極，在諧振器的厚度方向上所述空隙層形成在第一頂電極與第二頂電極之間，第一頂電極與壓電層形成面接觸；且所述第一頂電極在有效區(qū)域內(nèi)在有效區(qū)域的邊緣設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)的頂面高出有效區(qū)域中第一頂電極的上表面。本發(fā)明還涉及一種具有上述諧振器的濾波器以及具有該濾波器或諧振器的電子設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種體聲波諧振器、一種具有該諧振器的濾波器，以及一種具有該諧振器或者該濾波器的電子設(shè)備。

背景技術(shù)

電子器件作為電子設(shè)備的基本元素，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用范圍包括移動電話、汽車、家電設(shè)備等。此外，未來即將改變世界的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G通訊等技術(shù)仍然需要依靠電子器件作為基礎(chǔ)。

電子器件根據(jù)不同工作原理可以發(fā)揮不同的特性與優(yōu)勢，在所有電子器件中，利用壓電效應(yīng)(或逆壓電效應(yīng))工作的器件是其中很重要一類，壓電器件有著非常廣泛的應(yīng)用情景。薄膜體聲波諧振器(Film Bulk Acoustic Resonator，簡稱FBAR，又稱為體聲波諧振器，也稱BAW)作為壓電器件的重要成員正在通信領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，特別是FBAR濾波器在射頻濾波器領(lǐng)域市場占有份額越來越大，F(xiàn)BAR具有尺寸小、諧振頻率高、品質(zhì)因數(shù)高、功率容量大、滾降效應(yīng)好等優(yōu)良特性，其濾波器正在逐步取代傳統(tǒng)的聲表面波(SAW)濾波器和陶瓷濾波器，在無線通信射頻領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，其高靈敏度的優(yōu)勢也能應(yīng)用到生物、物理、醫(yī)學(xué)等傳感領(lǐng)域。

薄膜體聲波諧振器的結(jié)構(gòu)主體為由電極-壓電薄膜-電極組成的“三明治”結(jié)構(gòu)，即兩層金屬電極層之間夾一層壓電材料。通過在兩電極間輸入正弦信號，F(xiàn)BAR利用逆壓電效應(yīng)將輸入電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械諧振，并且再利用壓電效應(yīng)將機(jī)械諧振轉(zhuǎn)換為電信號輸出。

通信技術(shù)的快速發(fā)展要求濾波器工作頻率不斷提高，例如5G通信頻段(sub-6G)的頻率在3GHz-6GHz,頻率高于4G等通信技術(shù)。對于體聲波諧振器和濾波器，高工作頻率意味著薄膜厚度尤其是電極的薄膜厚度，要進(jìn)一步減小；然而電極薄膜厚度的減小帶來的主要負(fù)面效應(yīng)為電學(xué)損耗增加導(dǎo)致的諧振器Q值降低，尤其是串聯(lián)諧振點(diǎn)及其頻率附近處的Q值降低；相應(yīng)地，高工作頻率體聲波濾波器的性能也隨著體聲波諧振器的Q值降低而大幅惡化。

發(fā)明內(nèi)容

為緩解或解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提出本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個方面，提出了一種體聲波諧振器，包括：

基底；

聲學(xué)鏡；

底電極；

頂電極；和

壓電層，設(shè)置在底電極與頂電極之間，

其中：

頂電極、底電極、聲學(xué)鏡和壓電層在所述諧振器的厚度方向上的重疊區(qū)域限定所述諧振器的有效區(qū)域；

所述頂電極包括空隙層、第一頂電極和第二頂電極，在諧振器的厚度方向上所述空隙層形成在第一頂電極與第二頂電極之間，第一頂電極與壓電層形成面接觸；且

所述第一頂電極在有效區(qū)域內(nèi)在有效區(qū)域的邊緣設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)的頂面高出有效區(qū)域中第一頂電極的上表面。

本發(fā)明還提出了一種體聲波諧振器，包括：

基底；

聲學(xué)鏡；

底電極；

頂電極；和

壓電層，設(shè)置在底電極與頂電極之間，