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CN111162748A - 电极具有空隙层的体声波谐振器、滤波器及电子设备 - Google Patents

电极具有空隙层的体声波谐振器、滤波器及电子设备 Download PDF

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CN111162748A
CN111162748A CN201911027013.7A CN201911027013A CN111162748A CN 111162748 A CN111162748 A CN 111162748A CN 201911027013 A CN201911027013 A CN 201911027013A CN 111162748 A CN111162748 A CN 111162748A
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gap
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Abstract

本发明涉及一种体声波谐振器，包括：基底；声学镜；底电极；顶电极；和压电层，设置在底电极与顶电极之间，其中：底电极和顶电极中的一个为第一间隙电极，第一间隙电极具有第一电极与第二电极，第一电极与压电层面接触，第二电极远离压电层，且空隙层在谐振器的厚度方向上位于第一电极与第二电极之间，第一电极与第二电极在电连接部处电连接，电连接部限定空隙层的边界的至少一部分。谐振器还包括电学隔离部，电连接部在谐振器的厚度方向上的投影落入电学隔离部之内，电学隔离部的内侧用于限定谐振器的有效区域在谐振器的横向方向上的边界。本发明还涉及一种具有上述谐振器的滤波器以及具有该滤波器或谐振器的电子设备。

Description

电极具有空隙层的体声波谐振器、滤波器及电子设备
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种体声波谐振器、一种具有 该谐振器的滤波器，以及一种具有该谐振器或者该滤波器的电子设备。
背景技术
电子器件作为电子设备的基本元素，已经被广泛应用，其应用范围包括移 动电话、汽车、家电设备等。此外，未来即将改变世界的人工智能、物联网、 5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。
电子器件根据不同工作原理可以发挥不同的特性与优势，在所有电子器件 中，利用压电效应(或逆压电效应)工作的器件是其中很重要一类，压电器件 有着非常广泛的应用情景。薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator， 简称FBAR，又称为体声波谐振器，也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通 信领域发挥着重要作用，特别是FBAR滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越 来越大，FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应 好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤 波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、 物理、医学等传感领域。
薄膜体声波谐振器的结构主体为由电极-压电薄膜-电极组成的“三明治” 结构，即两层金属电极之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号， FBAR利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振，并且再利用压电效应将机 械谐振转换为电信号输出。
通信技术的快速发展要求滤波器工作频率不断提高，例如5G通信频段 (sub-6G)的频率在3GHz-6GHz,频率高于4G等通信技术。对于体声波谐振器和 滤波器，高工作频率意味着薄膜厚度尤其是电极的薄膜厚度，要进一步减小； 然而电极薄膜厚度的减小带来的主要负面效应为电学损耗增加导致的谐振器Q 值降低，尤其是串联谐振点及其频率附近处的Q值降低；相应地，高工作频率 体声波滤波器的性能也随着体声波谐振器的Q值降低而大幅恶化。
图P1为体声波谐振器的示意性俯视图。图P2为沿图P1中的A1-A1截得的 示意性剖视图，其中顶电极内设置有空气间隙。图P3为沿图P1中的A1-A1截 得的另外结构的示意性剖视图，其中底电极设置有空气间隙。
如图P2所示，谐振器包括基底10、声学镜20、底电极30、压电层40、第 一顶电极50和第二顶电极70，在顶电极中设置有空气间隙60，顶电极具有电 极引脚56，底电极具有电极引脚36。
如图P3所示，谐振器包括基底10、声学镜20、第一底电极30、第二底电 极31、压电层40、顶电极50，在底电极中设置有空气间隙60，顶电极具有电 极引脚56，底电极具有电极引脚36。
当图P2和P3中示出结构的谐振器工作时，交变电场通过电极施加在压电 层40上，由于声电能量耦合并相互转化，电极中会有电流通过，由于顶电极具 有双层电极并联结构，因此可以有效减小谐振器的电学损耗。在交变电场的激 励下，压电层产生声波，当声波向上方传导至位于顶电极中的空气间隙60和第 一顶电极50的界面时声波能量会被反射回压电层40(因为空气和电极的声阻抗 不匹配程度极大)，并不会进入第二顶电极70。因此，图1中，含有空气间隙的 电极结构一方面可显著降低谐振器的电学损耗(表现为提升串联谐振频率处及 其附近Q值的提高)，另一方面，空气间隙对顶电极70起到了声学隔离作用，从而基本避免电极70对谐振器性能造成的负面影响(如谐振频率和机电耦合系 数的改变)。
如图P2所示，第一顶电极50和第二顶电极70的在有效区域AR内有接触 部CT1和CT2。当谐振器工作时接触部CT1、CT2和底电极30通过压电层40会 形成一个寄生三明治结构。
如图P3所示，第一底电极、第二底电极在有效区域之外，也会与压电层和 顶电极形成一个寄生三明治结构。如图P3中的CT3所示。
发明内容
为缓解或消除上述的寄生三明治结构，提出本发明。
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
底电极和顶电极中的一个为第一间隙电极，所述第一间隙电极具有第一电 极与第二电极，第一电极与压电层面接触，第二电极远离压电层，且空隙层在 谐振器的厚度方向上位于第一电极与第二电极之间，第一电极与第二电极在电 连接部处电连接，所述电连接部限定空隙层的边界的至少一部分，且
其中：
所述谐振器还包括电学隔离部，所述电学隔离部的内侧用于限定谐振器的 有效区域在谐振器的横向方向上的边界；且
在谐振器的横向方向上所述电连接部位于有效区域之外；或者所述电连接 部在谐振器的厚度方向上的投影落入所述电学隔离部之内。
本发明的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的体声波谐振器。
本发明的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或者上述的谐振 器。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些 和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1A为体声波谐振器的示意性俯视图；
图1B为沿图1A中的A1-A2截得的示意性剖视图，其中顶电极内设置有空 气间隙；
图1C为沿图1A中的A1-A2截得的另外结构的示意性剖视图，其中底电极 设置有空气间隙。
图2为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示 意图，其中顶电极设置有空隙层；
图3为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层和悬翼结构；
图4为根据本发明的再一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层和悬翼结构；
图5为根据本发明的再一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层、悬翼结构和桥结构；
图6为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层上表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部；
图7为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层上表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部；
图8为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层下表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部；
图9为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层下表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部；
图10为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示 意图，其中底电极设置有空隙层，且顶电极设置有桥结构；
图11为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极设置有空隙层，顶电极设置有桥结构且空隙层构成声学镜；
图12为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极设置有空隙层，压电层上表面设置有作为电学隔离部的凹 陷部且空隙层构成声学镜；
图13为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极设置有空隙层，压电层下表面与底电极的非引脚端之间设 置有作为电学隔离部的空间；
图14为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，顶电极还设置有悬翼结构和桥 结构；
图15为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，压电层的下表面与底电极的引 脚端之间形成有作为电学隔离部的空间以及压电层的下表面与底电极的非引脚 端之间形成有作为电学隔离部的空间；
图16为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，顶电极还设置有悬翼结构和桥 结构，第一顶电极与第二顶电极的上表面均设置有钝化层。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对 本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解 为对本发明的一种限制。
在图2-16中，各附图标记如下：
10：基底，可选材料为硅(高阻硅)、砷化镓、蓝宝石、石英等。
20：声学镜，可为空腔20，也可采用布拉格反射层及其他等效形式，还可 以有底电极中的空隙层实现。
30：第一底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、 铬或以上金属的复合或其合金等。
36：电极引脚，材料与第一底电极相同。
31：第二底电极，材料选择范围同第一底电极30，但具体材料不一定与第 一底电极30相同。
40：压电薄膜层，可选氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸 锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)或钽酸锂(LiTaO3)等材料，也可 包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料。
50：第一顶电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、 铬或以上金属的复合或其合金等。
56：电极引脚，材料与第一顶电极相同。
60：位于顶电极之中的空气间隙，处于第一顶电极50和第二顶电极70之 间。
70：第二顶电极，材料选择范围同第一顶电极50，但具体材料不一定与第 一顶电极50相同。
需要说明的是，空气间隙构成空隙层，但是本发明中，空隙层除了可以为 空气间隙层之外，还可以是真空间隙层，也可以是填充了其他气体介质的空隙 层。
图2为根据本发明的一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示 意图，其中顶电极设置有空隙层。
如图2所示，空气间隙右端延伸至有效区域AR之外，且在横向方向上还延 伸到底电极的非引脚端的外侧(当然也可以齐平)，从而可消除附加电极70在 引脚端产生的寄生。空气间隙60的右端延伸出AR区域距离D1，其中D1的范围 为0-20μm。在图2中，第一顶电极与第二顶电极在电极引脚端的电连接部位于 有效区域之外且与底电极在谐振器的厚度方向上的投影不重合，如此，可以避 免电连接部与压电层以及另外的电极之间共同形成寄生三明治结构。
此外，当谐振器工作时，交变电场通过电极施加在压电层40上，由于声电 能量耦合并相互转化，电极中会有电流通过，由于本实施例的顶电极具有双层 电极并联结构，因此可以有效减小谐振器的电学损耗。在交变电场的激励下， 压电层产生声波，当声波向上方传导至位于顶电极中的空气间隙60和顶电极50 的界面时声波能量会被反射回压电层40(因为空气和电极的声阻抗不匹配程度 极大)，并不会进入顶电极70。本发明中含有空气间隙的电极结构一方面可显著 降低谐振器的电学损耗(表现为提升串联谐振频率处及其附近Q值的提高)，另 一方面，空气间隙对顶电极70起到了声学隔离作用，从而基本避免电极70对 谐振器性能造成的负面影响(如谐振频率和机电耦合系数的改变)。
空气间隙的高度一般大于谐振器的典型振幅(约10nm)，例如空气间隙的高 度在
Figure BDA0002248980490000061
的范围内，进一步的，高度在
Figure BDA0002248980490000062
的范围内，这有利 于谐振器在大功率工作时顶电极70与谐振腔(此实施例为顶电极50、压电层40、底电极30组成的复合结构)的声学能量解耦。
图3为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层和悬翼结构。
如图3所示，对于顶电极的非引脚端，可形成悬翼结构55，并使空气间隙 60的左端沿着翼55表面延伸至有效声学区AR边界之外，其中空气间隙60的 非引脚侧边缘与AR边界的横向距离为D2，且D2的范围为0-40μm。
此处需要注意的是，图3所示的空气间隙60左边缘已经延伸至悬翼结构55 的水平部，这只是一种可能性，显然空气间隙60的左边缘也可只延伸至悬翼结 构55的倾斜部分的某个位置，这些均在本发明的保护范围之内，而且该说明对 于后面的桥/翼结构都适用。
在图3中，第一顶电极与第二顶电极右侧的电连接部为第一电连接部，右 侧的电连接部为第二电连接部。
在图3中，悬翼结构与压电层的表面之间的空间52作为电学隔离部，如图 3所示，第二电连接部在谐振器的厚度方向上的投影落入电学隔离部之内，所述 电学隔离部的内侧用于限定所述有效区域的边界。
图4为根据本发明的再一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层和悬翼结构。图4不同于图3在于，对悬翼 下方的空间52进行介电材料填充，同样可起到消除寄生结构的效果。其中填充 物质可采用二氧化硅，氮化硅，碳化硅，以及各类金属氧化物或者环氧树脂等 非压电材料。
图5为根据本发明的再一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层、悬翼结构和桥结构。图5的结构是在图3 结构的基础上在顶电极的引脚侧形成桥结构57，这样可使桥部分的电极与压电 层分离开，使AR区域在横向上缩入空气间隙60的区域内，从而使空气间隙60 的引脚侧边缘延桥结构延伸至AR边界之外，借此消除寄生结构。其中空气间隙 60左/右侧边缘与AR的横向距离为分别为D7/D8，其范围为0-40μm。
图6为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层上表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部。
除了使电极50形成翼/桥结构之外，还可像图6所示结构那样，在顶电极 50和70接触部的下方的压电层40的上表面形成空气凹陷(凹陷部)41和42， 使电极50与压电层40分离，从而消除寄生效应。空气间隙60的边缘延伸至有 效区域AR边界之外，其中空气间隙60的非引脚侧边缘与AR边界的横向距离 为D3，v60的引脚侧边缘与AR边界的横向距离为D5，D3和D5的范围为0-40 μm。此外，顶电极非引脚侧凹陷41的左侧边界位于顶电极非引脚侧边缘的外部， 所述两部分的距离D4范围0-40μm；顶电极引脚侧凹陷42的左侧边界位于底电极非引脚侧边缘的外部，所述两部分的距离D6范围0-40μm。
图7为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层上表面设置有作为电学隔离部的 凹陷部。如图7所示，还在图6结构的凹陷41/42中填充介电材料，材料选用参 考图4的空间52的填充材料。
图8为根据本发明的又一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示意 图，其中顶电极设置有空隙层，且压电层下表面设置有作为电学隔离部的凹陷 部。如图8所示，还可将空气凹陷41和42形成于压电层40的下表面，同样可 以起到消除寄生效应的作用。基于某些工艺，制造凹陷位于40下表面结构时， 可能形成如图8所示的结构起伏。
对于图8中的空气凹陷41/42也可进行非压电型介电材料填充，材料选取可 参照图4的空间52的填充材料，如图9所示。图9为根据本发明的又一个示例 性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示意图，其中顶电极设置有空隙层， 且压电层下表面设置有作为电学隔离部的凹陷部。
对于图P3中的寄生结构，可采用图10中的结构进行消除。图10为根据本 发明的一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示意图，其中底电极 设置有空隙层，且顶电极设置有桥结构。图10所示的谐振器结构中，电极50 的引脚侧拱起形成桥结构57，桥部电极于下方压电层40分离，从而消除了原本 图P1C中由上电极压电层及下电极31和30所形成的寄生三明治结构。其中图 10中的空气间隙60的底电极非引脚侧边缘延伸至新形成的有效区域AR之外， 且二者距离w1范围为0-40μm。
图11为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极设置有空隙层，顶电极设置有桥结构且空隙层构成声学镜。
图12为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面示意图，其中底电极设置有空隙层，压电层上表面设置有作为电学隔离部的凹陷部 且空隙层构成声学镜。除了通过使顶电极50的引脚侧形成拱起结构来消除寄生 效应之外，还可如图12所示，在压电层40的上表面形成空气凹陷45，同样可 以消除原本存在于图P3中的寄生三明治结构。空气间隙与AR边界的横向距离 为w2，且w2的范围为0-40μm。
图13为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极设置有空隙层，压电层下表面与底电极的非引脚端之间设 置有作为电学隔离部的空间。凹陷部44显然也可以如图13所示那样，形成于 压电层40的下表面。图13中，空气间隙与AR边界的横向距离为w3，且w3 的范围为0-40μm。
图14为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，顶电极还设置有悬翼结构和桥 结构。图14中的谐振器上电极和下电极分别具有空气间隙60和61，其中空气 间隙60和61的边缘均延伸至有效区域AR之外。其中，空气间隙60的非引脚 侧边缘与AR边界的横向距离为D9；空气间隙60的引脚侧边缘与AR边界的横 向距离为D10；空气间隙61的引脚侧边缘与AR边界的横向距离为w5；空气间 隙61的非引脚侧边缘与AR边界的横向距离为w3。图14中，D9、D10、w3和 w5的范围为0-40μm。
图15为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，压电层的下表面与底电极的引 脚端之间形成有作为电学隔离部的空间以及压电层的下表面与底电极的非引脚 端之间形成有作为电学隔离部的空间。图15中，在压电层下表面形成凹陷部44， 从而消除寄生三明治结构，其中空气间隙与AR边界间的尺寸同图14。
图16为根据本发明的另一个示例性实施例的沿图1中的A1-A2截得的剖面 示意图，其中底电极和顶电极均设置有空隙层，顶电极还设置有悬翼结构和桥 结构，第一顶电极与第二顶电极的上表面均设置有钝化层，其中在第一顶电极 50的上表面及第二顶电极70的上表面分别覆盖有防止金属氧化的钝化层81和 80。
在本发明中，在体声波谐振器的顶电极和/或底电极中设置空隙层。位于电 极中的空气间隙可有效的反射声波，大幅降低进入远离压电薄膜(或压电层) 一侧的附加电极的声波能量，从而有效抑制或消除所述附加电极由于参与声学 振动所带来的负面效应。
另外，在围成空气间隙的两层(多层)电极构成并联电路结构的情况下， 可有效降低谐振器的电学损耗，提高谐振器的Q值，尤其是串联谐振点及其附 近频率处的Q值。
因此，附加电极由于空气间隙的存在从而与谐振器谐振腔声学解耦(绝大 部分声波在空气间隙处反射回谐振腔，不进入附加电极)，附加电极的存在和参 数变化不影响谐振器除Q值外的其他关键参数(如谐振频率，机电耦合系数等)。
与空气间隙位于压电层和电极之间的结构相比，本发明由于避免了空气间 隙带来的寄生串联电容，谐振器的机电耦合系数kt2不会恶化；与温度补偿夹层 (如二氧化硅)位于两层电极中间的结构相比，本发明的空气间隙或真空间隙 使得谐振器谐振频率不会变化，其他关键参数(Q值、机电耦合系数)不会恶 化，串联谐振点及其附近频率处的Q值反而会得到提升。
在本发明中，当声学镜结构设置于基底中且底电极中并未设置空隙层时， 谐振器的有效区域为顶电极、压电层、底电极与声学镜在谐振器的厚度方向上 的重叠区域。
在本发明中，在底电极中设置有空隙层时，谐振器的有效区域为顶电极、 底电极、压电层和底电极的空隙层在谐振器的厚度方向上的重叠区域。底电极 中设置空隙层时，顶电极中也可以同时设置空隙层，或者不设置空隙层。
在本发明中，提到的数值范围除了可以为端点值之外，还可以为端点值之 间的中值或者其他值，均在本发明的保护范围之内。
在本发明中，一个部件的“内侧”与“外侧”以在谐振器的横向方向上， 该部件哪一部分更靠近谐振器的有效区域的中心来进行判断，若靠近谐振器的 有效区域的中心，则为内侧，反之，若远离谐振器的有效区域的中心，则为外 侧。
如本领域技术人员能够理解的，根据本发明的体声波谐振器可以用于形成 滤波器。
基于以上，以及本发明的附图，本发明提出了如下技术方案：
1、一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
底电极和顶电极中的一个为第一间隙电极，所述第一间隙电极具有第一电 极与第二电极，第一电极与压电层面接触，第二电极远离压电层，且空隙层在 谐振器的厚度方向上位于第一电极与第二电极之间，第一电极与第二电极在电 连接部处电连接，所述电连接部限定空隙层的边界的至少一部分，且
其中：
所述谐振器还包括电学隔离部，所述电学隔离部的内侧限定谐振器的有效 区域的在谐振器的横向方向上的边界；且
在谐振器的横向方向上所述电连接部位于有效区域之外；或者所述电连接 部在谐振器的厚度方向上的投影落入所述电学隔离部之内。
2、根据1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极；
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连 接部，且所述第一电连接部在谐振器的横向方向上位于底电极的非引脚端的外 侧。
3、根据1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极的非引脚端设 置有悬翼结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于有效区域之外的第二电 连接部，所述第二电连接部位于所述悬翼结构上。
所述电学隔离部包括由所述悬翼结构与所述压电层之间的空间形成的电学 隔离部。
4、根据2所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极的非引脚端设 置有悬翼结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于第一有效区域之内的第 二电连接部，所述第二电连接部位于所述悬翼结构上。
所述电学隔离部包括由所述悬翼结构与所述压电层之间的空间形成的电学 隔离部。
5、根据1所述的谐振器，其中：
所述电学隔离部填充有介电材料。
6、根据1或3所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极在其引脚端设 置有桥结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连 接部，所述第一电连接部部分位于所述桥结构上；
所述电学隔离部包括由所述桥结构与压电层之间的空间形成的电学隔离部；
在谐振器的厚度方向上，所述底电极位于第一间隙电极引脚端投影内的非 引脚端落入到桥结构的投影之内。
7、根据1所述的谐振器，其中：
所述电学隔离部包括设置在压电层的凹陷部，所述凹陷部的内侧限定所述 有效区域的边界。
8、根据7所述的谐振器，其中：
所述凹陷部填充有介电材料。
9、根据7所述的谐振器，其中：
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连 接部，以及在第一间隙电极的非引脚端位于有效区域之外的第二电连接部。
10、根据9所述的谐振器，其中：
所述凹陷部的外侧在谐振器的横向方向上位于第二电连接部的外侧，或者 所述凹陷部的外侧在谐振器的厚度方向上与第二电连接部的外侧齐平。
11、根据10所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极；
在谐振器的厚度方向上，位于顶电极引脚端投影内的底电极的非引脚端的 投影落入到对应凹陷部的投影之内。
12、根据7所述的谐振器，其中：
所述凹陷部设置在压电层的上表面；或
所述凹陷部设置在压电层的下表面。
13、根据1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为底电极，所述顶电极在其引脚端设置有桥结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于顶电极的投影之内的第 一电连接部；
所述电学隔离部包括由所述桥结构与压电层之间的空间形成的电学隔离部。
14、根据13所述的谐振器，其中：
所述空隙层构成所述声学镜。
15、根据1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为底电极，所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚 端位于顶电极的投影之内的第一电连接部；
所述电学隔离部包括在邻近第一电连接部的位置由所述压电层的下表面与 第一电连接部之间的空间形成的电学隔离部，或者，所述电学隔离部包括在邻 近第一电连接部的位置由所述压电层的下表面与第一电连接部以及基底上表面 之间的空间形成的电学隔离部。
16、根据1所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的另一个为第二间隙电极，所述第二间隙电极具有第三 电极与第四电极，第三电极与压电层面接触，第四电极远离压电层，第三电极 与第四电极之间在谐振器的厚度方向上设置有另外的空隙层，第三电极与第四 电极在另外的电连接部处电连接，所述另外的电连接部限定所述另外的空隙层 的边界的至少一部分，在谐振器的横向方向上，所述另外的电连接部位于有效 区域之外。
17、根据1-16中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层为空气间隙层或者真空间隙层。
18、根据1-16中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层的厚度在
Figure BDA0002248980490000131
的范围内。
19、根据18所述的谐振器，其中：
所述空隙层的厚度在
Figure BDA0002248980490000132
的范围内。
20、一种滤波器，包括根据1-19中任一项所述的体声波谐振器。
21、一种电子设备，包括根据20所述的滤波器或者根据1-19中任一项所 述的谐振器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (21)

1.一种体声波谐振器，包括：
基底；
声学镜；
底电极；
顶电极；和
压电层，设置在底电极与顶电极之间，
其中：
底电极和顶电极中的一个为第一间隙电极，所述第一间隙电极具有第一电极与第二电极，第一电极与压电层面接触，第二电极远离压电层，且空隙层在谐振器的厚度方向上位于第一电极与第二电极之间，第一电极与第二电极在电连接部处电连接，所述电连接部限定空隙层的边界的至少一部分，且
其中：
所述谐振器还包括电学隔离部，所述电学隔离部的内侧限定谐振器的有效区域的在谐振器的横向方向上的边界；且
在谐振器的横向方向上所述电连接部位于有效区域之外；或者所述电连接部在谐振器的厚度方向上的投影落入所述电学隔离部之内。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极；
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连接部，且所述第一电连接部在谐振器的横向方向上位于底电极的非引脚端的外侧。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极的非引脚端设置有悬翼结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于有效区域之外的第二电连接部，所述第二电连接部位于所述悬翼结构上。
所述电学隔离部包括由所述悬翼结构与所述压电层之间的空间形成的电学隔离部。
4.根据权利要求2所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极的非引脚端设置有悬翼结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于第一有效区域之内的第二电连接部，所述第二电连接部位于所述悬翼结构上。
所述电学隔离部包括由所述悬翼结构与所述压电层之间的空间形成的电学隔离部。
5.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述电学隔离部填充有介电材料。
6.根据权利要求1或3所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极，所述第一间隙电极的第一电极在其引脚端设置有桥结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连接部，所述第一电连接部部分位于所述桥结构上；
所述电学隔离部包括由所述桥结构与压电层之间的空间形成的电学隔离部；
在谐振器的厚度方向上，所述底电极位于第一间隙电极引脚端投影内的非引脚端落入到桥结构的投影之内。
7.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述电学隔离部包括设置在压电层的凹陷部，所述凹陷部的内侧限定所述有效区域的边界。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述凹陷部填充有介电材料。
9.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述电连接部包括在第一间隙电极的引脚端位于有效区域之外的第一电连接部，以及在第一间隙电极的非引脚端位于有效区域之外的第二电连接部。
10.根据权利要求9所述的谐振器，其中：
所述凹陷部的外侧在谐振器的横向方向上位于第二电连接部的外侧，或者所述凹陷部的外侧在谐振器的厚度方向上与第二电连接部的外侧齐平。
11.根据权利要求10所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为顶电极；
在谐振器的厚度方向上，位于顶电极引脚端投影内的底电极的非引脚端的投影落入到对应凹陷部的投影之内。
12.根据权利要求7所述的谐振器，其中：
所述凹陷部设置在压电层的上表面；或
所述凹陷部设置在压电层的下表面。
13.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为底电极，所述顶电极在其引脚端设置有桥结构；
所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于顶电极的投影之内的第一电连接部；
所述电学隔离部包括由所述桥结构与压电层之间的空间形成的电学隔离部。
14.根据权利要求13所述的谐振器，其中：
所述空隙层构成所述声学镜。
15.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
所述第一间隙电极为底电极，所述电连接部包括在第一间隙电极的非引脚端位于顶电极的投影之内的第一电连接部；
所述电学隔离部包括在邻近第一电连接部的位置由所述压电层的下表面与第一电连接部之间的空间形成的电学隔离部，或者，所述电学隔离部包括在邻近第一电连接部的位置由所述压电层的下表面与第一电连接部以及基底上表面之间的空间形成的电学隔离部。
16.根据权利要求1所述的谐振器，其中：
顶电极与底电极中的另一个为第二间隙电极，所述第二间隙电极具有第三电极与第四电极，第三电极与压电层面接触，第四电极远离压电层，第三电极与第四电极之间在谐振器的厚度方向上设置有另外的空隙层，第三电极与第四电极在另外的电连接部处电连接，所述另外的电连接部限定所述另外的空隙层的边界的至少一部分，在谐振器的横向方向上，所述另外的电连接部位于有效区域之外。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层为空气间隙层或者真空间隙层。
18.根据权利要求1-16中任一项所述的谐振器，其中：
所述空隙层的厚度在
Figure FDA0002248980480000041
的范围内。
19.根据权利要求18所述的谐振器，其中：
所述空隙层的厚度在
Figure FDA0002248980480000042
的范围内。
20.一种滤波器，包括根据权利要求1-19中任一项所述的体声波谐振器。
21.一种电子设备，包括根据权利要求20所述的滤波器或者根据权利要求1-19中任一项所述的谐振器。
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Denomination of invention: Bulk acoustic wave resonator, filter and electronic equipment with electrode having gap layer

Effective date of registration: 20210908

Granted publication date: 20210601

Pledgee: Tianjin TEDA Haihe intelligent manufacturing industry development fund partnership (L.P.)

Pledgor: ROFS MICROSYSTEM(TIANJIN) Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980009022

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Granted publication date: 20210601