【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及諧振器，具體地，涉及固態裝配型體聲波諧振器及其制備方法。
技術介紹
1、baw諧振器(bulk?acoustic?wave?resonator，baw)是一種基于體聲波傳播的諧振器件，它具有高品質因數、高頻率穩定性和低損耗等優點，在無線通信、數字電視、計算機、體聲波濾波器等領域得到了廣泛的應用。baw諧振器的工作原理是利用壓電材料的壓電效應，將電能轉換為機械能，產生體聲波，并在諧振腔內形成諧振，從而實現對頻率的選擇和控制。
2、主流的體聲波諧振器有兩種，一種是薄膜體聲波諧振器(film?bulk?acousticresonator，fbar)，另一種是固態裝配型體聲波諧振器(solidly?mounted?resonator，smr)。其中，fbar由上下電極和夾在中間的壓電薄膜組成。fbar的諧振腔由壓電薄膜下方的空氣隙或真空隙形成，這種結構可以有效地減少聲波的傳播損耗，但制備工藝較為繁瑣，良品率較低，并且fbar器件與襯底接觸面較小，產生的熱量累積效應比較嚴重，難以適用于一些大功率應用場景。smr與fbar的主要區別在于諧振腔的形成方式。smr采用高聲阻抗薄膜材料(譬如鎢)和低聲阻抗薄膜材料(如二氧化硅)交替形成布拉格聲波反射結構，代替fbar中的空氣隙或真空隙。smr采用布拉格反射結構代替了fbar中的空氣隙或真空隙，這種結構可以更好地抵抗外界環境的影響，如溫度變化、機械應力等，從而提高了諧振器的穩定性和可靠性。smr通常能夠承受更高的功率，這使得它在一些需要處理高功率信號的應用中相比fbar具有
3、smr的性能特別是諧振器品質因子(quality?factor，q)與其布拉格聲波反射層的結構設計密切關聯。要優化smr的聲波反射層，需要仔細挑選高聲阻抗和低聲阻抗材料。高聲阻抗材料通常具有較大的密度和彈性模量，如鎢、鈦鎢合金、鉬、氮化鋁等；低聲阻抗材料則通常具有較小的密度和彈性模量，如二氧化硅、氮化硅、苯丙環丁烯等。此外通過理論計算和仿真模擬，確定最佳的反射層層數。一般來說，增加層數可以提高反射效率，但也會增加制造難度和成本。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本專利技術的目的在于提供一種固態裝配型體聲波諧振器及其制備方法。
2、根據本專利技術的第一方面，提供一種體聲波諧振器，包括襯底、依次層疊于襯底上的布拉格反射結構、第一電極層、壓電層和第二電極層：
3、其中，所述布拉格反射結構包括非導電反射結構和導電反射結構，所述非導電反射結構和所述導電反射結構均包括交替堆疊的高聲阻抗層和低聲阻抗層，所述非導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層的材料均為非導電材料，所述導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層中的至少一層的材料為導電材料。
4、可選地，所述非導電反射結構位于所述襯底上且完全覆蓋所述襯底，所述非導電反射結構為第一周期性結構，每個第一周期包括第一高聲阻抗層和第一低聲阻抗層，第一周期數至少為1。
5、可選地，所述導電反射結構位于所述非導電反射結構和第一電極層之間，且部分覆蓋所述非導電反射結構，所述導電反射結構為第二周期性結構，每個第二周期包括第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層，第二周期數至少為1。
6、可選地，所述布拉格反射結構的周期數至少為3。
7、可選地，所述第一高聲阻抗層的材料為氮化鋁、五氧化二鉭、氧化鉿、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎢中的至少一種；所述第一低聲阻抗層的材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、納米多孔混合物、氣凝膠、干凝膠或者聚合物材料中的至少一種。
8、可選地，所述第二高聲阻抗層的材料為鎢、鈦鎢、鉬、鉑、釕、銥、鉿、鉭、鎳、鉻、鈷、碳化鋯、氧化鈷、氮化鋁、五氧化二鉭、氧化鉿、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎢中的至少一種；所述第二低聲阻抗層的材料為鋁、鎂、二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、納米多孔混合物、氣凝膠、干凝膠或者聚合物材料中的至少一種。
9、可選地，第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層均為導電材料時，第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層部分覆蓋所述非導電反射結構；第二高聲阻抗層的材料為導電材料，第二低聲阻抗層的材料為非導電材料時，第二低聲阻抗層完全覆蓋非導電反射結構，第二高聲阻抗層部分覆蓋非導電反射結構；第二高聲阻抗層的材料為非導電材料，第二低聲阻抗層的材料為導電材料時，第二高聲阻抗層完全覆蓋非導電反射結構，第二低聲阻抗層部分覆蓋非導電反射結構。
10、根據本專利技術的第二方面，提供一種上述所述的固態裝配型體聲波諧振器的制備方法，包括：在襯底上形成布拉格反射結構；在所述布拉格反射結構上依次形成第一電極層、壓電層和第二電極層；在襯底上形成布拉格反射結構包括：在襯底上交替沉積高聲阻抗層和低聲阻抗層形成非導電反射結構；在所述非導電反射結構上交替沉積高聲阻抗層和低聲阻抗層并進行圖案化形成導電反射結構；所述非導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層的材料均為非導電材料，所述導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層中的至少一層的材料為導電材料。
11、可選地，所述導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層均被圖案化以形成導電反射結構，其中，所述導電反射結構部分覆蓋所述非導電反射結構。
12、可選地，所述導電反射結構的其中一層被圖案化處理，另一層不被圖案化處理以形成導電反射結構，其中一層部分覆蓋所述非導電反射結構，另一層完全覆蓋所述非導電反射結構；
13、其中，其中一層的材料為導電材料，另一層的材料為非導電材料。
14、有益效果
15、根據本專利技術實施例的固態裝配型體聲波諧振器及其制備方法，所述體聲波諧振器的布拉格反射結構包括非導電反射結構和導電反射結構，通過在襯底和第一電極層之間設置非導電反射結構，可以不損害聲波傳輸系數，依然可以有效阻止聲波透過布拉格反射結構傳輸至襯底，而且由于非導電反射結構的材料均為非導電材料，無需對其進行圖案化處理，可以減少金屬刻蝕次數，降低布拉格反射結構的工藝制備難度。
16、進一步地，布拉格反射結構的周期數固定的情況下，增加非導電反射結構的層數，相應的導電反射結構的層數較少，因金屬刻蝕產生的臺階變小，進一步降低工藝制備難度，提高產品良率。
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1.一種固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，包括襯底、依次層疊于襯底上的布拉格反射結構、第一電極層、壓電層和第二電極層。
2.根據權利要求1所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述非導電反射結構位于所述襯底上且完全覆蓋所述襯底，所述導電反射結構位于所述非導電反射結構和第一電極層之間，所述導電反射結構部分覆蓋所述非導電反射結構。
3.根據權利要求1所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述非導電反射結構為第一周期性結構，每個第一周期包括第一高聲阻抗層和第一低聲阻抗層，第一周期數至少為1；所述導電反射結構為第二周期性結構，每個第二周期包括第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層，第二周期數至少為1。
4.根據權利要求1-3所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述布拉格反射結構的周期數至少為3。
5.根據權利要求3所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述第一高聲阻抗層的材料為氮化鋁、五氧化二鉭、氧化鉿、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎢中的至少一種；所述第一低聲阻抗層的材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、納米多孔混合物
6.根據權利要求3所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述第二高聲阻抗層的材料為鎢、鈦鎢、鉬、鉑、釕、銥、鉿、鉭、鎳、鉻、鈷、碳化鋯、氧化鈷、氮化鋁、五氧化二鉭、氧化鉿、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎢中的至少一種；所述第二低聲阻抗層的材料為鋁、鎂、二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、納米多孔混合物、氣凝膠、干凝膠或者聚合物材料中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層均為導電材料時，第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層部分覆蓋所述非導電反射結構；
8.一種如權利要求1-7中任一項所述的固態裝配型體聲波諧振器的制備方法，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的固態裝配型體聲波諧振器的制備方法，其特征在于，所述導電反射結構的高聲阻抗層和低聲阻抗層均被圖案化以形成導電反射結構，其中，所述導電反射結構部分覆蓋所述非導電反射結構。
10.根據權利要求8所述的固態裝配型體聲波諧振器的制備方法，其特征在于，所述導電反射結構的其中一層被圖案化處理，另一層不被圖案化處理以形成導電反射結構，其中一層部分覆蓋所述非導電反射結構，另一層完全覆蓋所述非導電反射結構；
...【技術特征摘要】
1.一種固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，包括襯底、依次層疊于襯底上的布拉格反射結構、第一電極層、壓電層和第二電極層。
2.根據權利要求1所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述非導電反射結構位于所述襯底上且完全覆蓋所述襯底，所述導電反射結構位于所述非導電反射結構和第一電極層之間，所述導電反射結構部分覆蓋所述非導電反射結構。
3.根據權利要求1所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述非導電反射結構為第一周期性結構，每個第一周期包括第一高聲阻抗層和第一低聲阻抗層，第一周期數至少為1；所述導電反射結構為第二周期性結構，每個第二周期包括第二高聲阻抗層和第二低聲阻抗層，第二周期數至少為1。
4.根據權利要求1-3所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述布拉格反射結構的周期數至少為3。
5.根據權利要求3所述的固態裝配型體聲波諧振器，其特征在于，所述第一高聲阻抗層的材料為氮化鋁、五氧化二鉭、氧化鉿、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎢中的至少一種；所述第一低聲阻抗層的材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、納米多孔混合物、氣凝膠、干凝膠或者聚合物材料中的至少一種。
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張浩，范衛彬，崔魏巍，湯文平，
申請(專利權)人：云際芯光珠海微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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