【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及射頻通信領域，尤其涉及一種薄膜體聲波諧振器結構。
技術介紹
1、當前第五代移動通信技術的快速發展，對射頻濾波器件的性能要求不斷提升。體聲波(bulk?acoustic?wave，簡稱baw)濾波器具有工作頻率高、插入損耗低、陡降特性高等特點，逐漸成為射頻濾波器研究的熱點之一。作為濾波器的核心器件之一，薄膜體聲波諧振器(film?bulk?acoustic?resonator，簡稱fbar)具有諧振頻率高、品質因數高、尺寸小等優點，其主流工作模式之一是利用壓電薄膜厚度方向上厚度伸縮模式（thicknessextensional?mode，簡稱te模式）。
2、基于te模式工作的fbar關鍵結構部件是由上金屬電極-壓電薄膜-下金屬電極構成的三明治結構壓電振蕩堆。當射頻信號施加在fbar的上下電極時，壓電薄膜通過逆壓電效應將電信號轉換為沿薄膜厚度方向傳播的體聲波。體聲波在振蕩堆的上下界面發生反射，當壓電振蕩堆厚度是聲波半波長的奇數倍時，體聲波形成駐波振蕩，此時聲波損耗最小。然后，壓電薄膜通過壓電效應將體聲波轉化為電信號，實現對電信號的選頻功能。一般來說，在壓電振蕩堆底部會設置聲學鏡結構（空氣或布拉格反射層），與振蕩堆的頂部介質(一般是空氣或是真空)共同作用，減少振蕩堆內體聲波的泄露。
3、但fbar在實際工作中，除了激發期望的te模式外，由于壓電材料的剪切壓電效應、或壓電薄膜內部可能存在的缺陷、非完全c軸取向等因素的影響，造成fbar還會產生橫向傳播的寄生模式，如橫向傳播的縱波模式和垂直剪切模式（
4、現有技術中，一般可以在有效諧振區外刻蝕空氣槽，使聲波在有效諧振區邊緣發生全反射，降低能量的泄露，以提高諧振器的品質因數。但是，由于傳播路徑變短，fbar的橫向寄生模式容易激發，從而產生較強的次諧振，降低品質因數。為了抑制次諧振的產生，大部分fbar會在上述方法的基礎上，將有效諧振區域設計成不規則五邊形、至少包括一條貝塞爾曲線的圖形或不對稱圖形，以抑制橫向寄生模式的產生。但在高頻應用領域，為了實現阻抗匹配、或機載應用場景等，對元器件有校高小尺寸要求，均需減小fbar的有效諧振面積，使得fbar寄生模態的傳播路徑減小，導致上述方法的改善效果有限。因此，如何在盡量減小fbar尺寸前提下，抑制橫向寄生模式激發，減少次諧振現象、提高品質因數，是fbar研究中的難點之一。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對上述現有技術，提出一種小尺寸高q值fbar結構，能夠有效抑制fbar在小面積時橫向寄生模式的激發，提高諧振器的品質因數，改善體聲波濾波器的性能。
2、技術方案：一種具有聲傳輸結構的薄膜體聲波諧振器，包括：聲學鏡、底電極、壓電薄膜、頂電極和空氣槽；其中，底電極設置于聲學鏡之上，壓電薄膜設置在底電極與上方的頂電極之間；所述聲學鏡、底電極、壓電薄膜和頂電極在諧振器厚度方向上的重疊區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側，沿遠離所述有效諧振區域的方向，在壓電薄膜的下表面和上表面依次交替設有若干凹槽；所述凹槽長度方向與所對應有效諧振區域的邊平行，從而使該邊外側區域的壓電薄膜形成聲傳輸結構；空氣槽設置在遠離所述有效諧振區域的邊緣。
3、進一步的，所述凹槽的橫截面形狀為在壓電薄膜厚度方向具有斜邊的圖形。
4、進一步的，所述凹槽的深度為0.3~0.7倍所述壓電薄膜的厚度。
5、進一步的，所述凹槽中填充空氣或設置為真空。
6、進一步的，上下兩個相鄰的凹槽的邊緣斜邊在壓電薄膜厚度方向相互對齊。
7、進一步的，所述凹槽的長度與對應的底電極邊長相同。
8、進一步的，所述壓電薄膜的上表面和下表面的凹槽數量相等，取值在2~5之間。
9、進一步的，所述凹槽的橫截面形狀為等腰梯形或三角形。
10、進一步的，所述凹槽的橫截面形狀為等腰梯形，所述等腰梯形的底角角度α在15°~60°之間，所述等腰梯形的上底長2.5μm~7.5μm。
11、進一步的，所述空氣槽向下貫穿整個壓電薄膜，空氣槽的橫截面為矩形。
12、有益效果：隨著fbar沿小型化的趨勢不斷發展，要求其有效諧振面積不斷縮小。在具有較小有效諧振區的fbar結構中，通過改變電極形狀的方式，以減小寄生模態的傳播路徑的方式，抑制橫向模態激發的效果有限。本專利技術提出的一種fbar結構，通過在有效諧振區外的壓電薄膜層設計獨特的凹槽結構來形成聲傳輸結構，將橫向模態的傳播路徑擴展到有效諧振區外，在更小有效諧振區域的fbar中實現有效增加寄生模態的傳播路徑，抑制寄生模態駐波的形成，進而減少次諧振現象的產生，提高諧振點處的品質因數，提高了濾波器的整體性能。
13、因此，本專利技術的fbar器件結構具有尺寸小、次諧振少、品質因數高的優點，具備較高的器件綜合性能。
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1.一種具有聲傳輸結構的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，包括：聲學鏡（2）、底電極（3）、壓電薄膜（4）、頂電極（5）和空氣槽（9）；其中，底電極（3）設置于聲學鏡（2）之上，壓電薄膜（4）設置在底電極（3）與上方的頂電極（5）之間；所述聲學鏡（2）、底電極（3）、壓電薄膜（4）和頂電極（5）在諧振器厚度方向上的重疊區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側，沿遠離所述有效諧振區域的方向，在壓電薄膜（4）的下表面和上表面依次交替設有若干凹槽（6）；所述凹槽（6）長度方向與所對應有效諧振區域的邊平行，從而使該邊外側區域的壓電薄膜（4）形成聲傳輸結構；空氣槽（9）設置在遠離所述有效諧振區域的邊緣。
2.根據權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的橫截面形狀為在壓電薄膜（4）厚度方向具有斜邊的圖形。
3.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的深度為0.3~0.7倍所述壓電薄膜（4）的厚度。
4.根據權利要求1或2任一所述的薄膜體聲波諧振
5.根據權利要求2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，上下兩個相鄰的凹槽（6）的邊緣斜邊在壓電薄膜（4）厚度方向相互對齊。
6.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的長度與對應的底電極（3）邊長相同。
7.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述壓電薄膜（4）的上表面和下表面的凹槽（6）數量相等，取值在2~5之間。
8.根據權利要求2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的橫截面形狀為等腰梯形或三角形。
9.根據權利要求2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的橫截面形狀為等腰梯形，所述等腰梯形的底角角度α在15°~60°之間，所述等腰梯形的上底長2.5μm~7.5μm。
10.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述空氣槽（9）向下貫穿整個壓電薄膜（4），空氣槽（9）的橫截面為矩形。
...【技術特征摘要】
1.一種具有聲傳輸結構的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，包括：聲學鏡（2）、底電極（3）、壓電薄膜（4）、頂電極（5）和空氣槽（9）；其中，底電極（3）設置于聲學鏡（2）之上，壓電薄膜（4）設置在底電極（3）與上方的頂電極（5）之間；所述聲學鏡（2）、底電極（3）、壓電薄膜（4）和頂電極（5）在諧振器厚度方向上的重疊區域構成有效諧振區域；所述有效諧振區域的形狀為邊數大于四的多邊形；在所述有效諧振區域的其中一條或多條邊外側，沿遠離所述有效諧振區域的方向，在壓電薄膜（4）的下表面和上表面依次交替設有若干凹槽（6）；所述凹槽（6）長度方向與所對應有效諧振區域的邊平行，從而使該邊外側區域的壓電薄膜（4）形成聲傳輸結構；空氣槽（9）設置在遠離所述有效諧振區域的邊緣。
2.根據權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的橫截面形狀為在壓電薄膜（4）厚度方向具有斜邊的圖形。
3.根據權利要求1或2所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述凹槽（6）的深度為0.3~0.7倍所述壓電薄膜（4）的厚度。
4.根...
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