體聲波諧振器的制造方法
【專利摘要】提供了一種體聲波諧振器（BAWR）。BAWR可以包括體聲波諧振單元和用于修正由體聲波諧振單元產生的反諧振頻率的反諧振頻率修正單元。
【專利說明】體聲波諧振器
【技術領域】
[0001]下面的說明書涉及一種體聲波諧振器(BAWR)。
【背景技術】
[0002]體聲波諧振器(BAWR)可以通過設置在壓電層之上和/或之下的電極來操作。響應于施加到電極的高頻電勢，壓電層會振動。結果，BAWR可以起到濾波器的功能。
[0003]當BAWR作為濾波器操作時，BAffR的帶寬可以與聲電耦合系數成比例。聲電耦合系數會受電極和壓電層的膜特性影響。因此，為了增加BAWR的帶寬，需要提高聲電耦合系數的值。然而，難以通過改善電極和壓電層的膜的構造和可結晶性來提高聲電耦合系數的值。
[0004]因此，期望一種新的途徑來改善BAWR的帶寬。
【發明內容】
[0005]技術問題
[0006]在一個總的方面，提供了一種體聲波諧振器(BAWR),其包括:體聲波諧振單兀,包括第一電極、第二電極以及設置在第一電極和第二電極之間的壓電層；反諧振頻率修正單元，被構造為根據與體聲波諧振單元隔開一定距離形成的接地平面來修正由體聲波諧振單元產生的反諧振頻率。
[0007]第一電極與接地平面之間的距離或者第二電極與接地平面之間的距離可以具有小于或等于壓電層的厚度的值。
[0008]第一電極與接地平面之間的距離以及第二電極與接地平面之間的距離可以具有小于或等于壓電層的厚度的值。
[0009]接地平面可以包括與包括在第一電極或第二電極中的材料相同的材料。
[0010]接地平面可以被形成為與第一電極的形狀對稱，使得由第一電極的邊緣產生的邊緣電容分量形成在接地平面的方向上。
[0011]接地平面可以形成在距第一電極的一側第一距離處并且形成在第一電極上方的
第二距離處。
[0012]可以根據第一電極的厚度、壓電層的厚度和第二電極的厚度來確定第一距離和第
二距離。
[0013]反諧振頻率修正單元可以被構造為根據體聲波諧振單元和接地平面之間產生的電容分量來修正反諧振頻率。
[0014]可以根據體聲波諧振單元和接地平面之間產生電容分量的位置來確定體聲波諧振單元和接地平面之間的距離。
[0015]體聲波諧振單元和接地平面之間的空間可以充入介電材料。
[0016]在另一個總的方面，提供了一種BAWR，其包括:基底；空氣空腔，設置在基底的一個區域上；體聲波諧振單元，包括在空氣空腔上順序地層疊的第一電極、壓電層和第二電極；反諧振頻率修正單元，被構造為根據與體聲波諧振單元隔開一定距離形成的接地平面和體聲波諧振單元之間產生的電容分量來修正由體聲波諧振單元產生的反諧振頻率。
[0017]第一電極與接地平面之間的距離或者第二電極與接地平面之間的距離可以具有小于或等于壓電層的厚度的值。
[0018]第一電極與接地平面之間的距離以及第二電極與接地平面之間的距離可以具有小于或等于壓電層的厚度的值。
[0019]接地平面可以包括與包括在第一電極或第二電極中的材料相同的材料。
[0020]接地平面可以被形成為與第一電極的形狀對稱，使得由第一電極的邊緣產生的邊緣電容分量形成在接地平面的方向上。
[0021]接地平面可以形成在距第一電極的一側第一距離處并且形成在第一電極上方的
第二距離處。
[0022]體聲波諧振單元可以包括一側開口的圓環形狀，并且接地平面可以被設置在使得接地平面能夠與包括一側開口的圓環形狀的體聲波諧振單元產生電容分量的距離處。
[0023]在又一個總的方面，提供了一種BAWR，其包括:基底；空氣空腔，設置在基底的一個區域上；下部電極，設置在空氣空腔上；第一接地平面，形成在空氣空腔上并在與下部電極相同的平面上被形成為與下部電極隔開第一距離；壓電層，設置在下部電極和第一接地平面上；上部電極，設置在壓電層上；第二接地平面，形成在壓電層上并且在與上部電極相同的平面上被形成為與上部電極隔開第二距離。
[0024]可以根據上部電極的厚度、壓電層的厚度和下部電極的厚度來確定第一距離和第
二距離。
[0025]其它特征和方面可以通過下面的詳細描述、附圖和權利要求而清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是示出體聲波諧振器(BAWR)的示例的圖。
[0027]圖2是示出BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0028]圖3是示出BAWR的俯視圖的示例的圖。
[0029]圖4是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0030]圖5是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0031 ] 圖6是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0032]圖7是示出另一 BAWR的俯視圖的示例的圖。
[0033]圖8是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0034]圖9是示出BAWR的等效電路的圖。
[0035]圖10是示出BAWR中的反諧振頻率的修正的示例的圖。
[0036]圖11是示出另一 BAWR的俯視圖的示例的圖。
[0037]圖12是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0038]圖13是示出另一 BAWR的剖視圖的示例的圖。
[0039]在整個附圖和詳細描述中，除非另有描述，否則相同的附圖標號應當被理解為指示相同的元件、特征和結構。為了清楚、示出和方便起見，可以夸大這些元件的相對尺寸和描繪。【具體實施方式】
[0040]提供下面的詳細描述來幫助讀者獲得對這里描述的方法、設備和/或系統的全面的理解。因此，本領域普通技術人員可以了解這里描述的方法、設備和/或系統的各種改變、修改和等同物。另外，為了增加清楚性和簡要性，可以省略對公知的功能和構造的描述。
[0041]體聲波諧振器(BAWR)可以用于無線數據的輸入和輸出。BAWR也可以用作包括在無線通信裝置中的濾波器、發射器、接收器或雙工器。存在多種類型的用于各種目的的無線通信裝置，并且傳統地被認為是有線裝置的無線裝置的數量已經快速地增加。因此，可以應用BAWR的領域的數量已經擴張。例如，BAWR可以被包括在諸如計算機、移動電話、平板電腦、MP3播放器、立體聲音響等的終端中。
[0042]BAWR可以是利用諧振誘發預定頻率的波或振蕩的裝置。例如，該裝置可以用作諸如濾波器和振蕩器的諧振頻率(RF)裝置中的組件。
[0043]BAWR可以通過空氣空腔懸浮于基底上方，以改善聲波的反射特性。在具有頻率帶通特性的BAWR的情況下，多個諧振器可以設置在一個平面上，并且這些諧振器可以連接到共電極，以改善頻帶范圍內的反射特性或傳輸特性。
[0044]可以根據包括在BAWR中的壓電層和電極的厚度來確定諧振頻率和反諧振頻率。因此，如果壓電層和電極的厚度固定，則諧振頻率和反諧振頻率可以固定。然而，聲電耦合系數可以與諧振頻率和反諧振頻率之間的間隔成比例。因此，可以通過改變諧振頻率或反諧振頻率來增大聲電耦合系數的值。根據這里的各種示例，BAWR可以使用接地平面來改變反諧振頻率，因此可以增大聲電耦合系數的值并且可以增大帶寬。
[0045]圖1示出了 BAWR的示例。
[0046]參照圖1, BAWR包括體聲波諧振單元110和反諧振頻率修正單元120。
[0047]體聲波諧振單元110可以包括上部電極、壓電層和下部電極。例如，壓電層可以設置在上部電極和下部電極之間。體聲波諧振單元110可以根據電勢通過壓電層產生諧振頻率和反諧振頻率。電勢可以施加到上部電極和下部電極。
[0048]體聲波諧振單元110可以使用壓電材料的電波。響應于施加到壓電材料的RF信號，可以出現機械振蕩。機械振蕩可以發生在壓電膜的厚度的豎直方向上，可以產生聲波。壓電材料的一個示例是氮化鋁(A1N)。響應于施加的基本等于壓電膜的厚度的的半波長的RF信號，可以出現諧振。響應于諧振的出現，電阻抗可以急劇改變。因此，BAWR可以用作濾波器來選擇頻率。
[0049]例如，諧振頻率可以根據壓電膜的厚度、圍繞壓電膜的電極、壓電膜的內部彈性波速等來確定。因此，隨著壓電膜的厚度改變，諧振頻率可以改變。例如，隨著厚度減小，諧振頻率的幅值可以變得更大。諧振頻率可以表示相對于提供的電勢而出現大的響應時的頻率。反諧振頻率可以表示相對于所提供的電勢而出現小的響應時的頻率，在這種情況下，阻抗可以具有更大或最大的值。
[0050]體聲波諧振單元110可以設置在空氣空腔上。可以通過空氣空腔來改善從體聲波諧振單元110產生的聲波的反射特性。例如，空氣空腔可以通過蝕刻工藝而產生在基底內部，或者可以利用針對空氣空腔的形狀而被圖案化的犧牲層而產生在基底上。
[0051]反諧振頻率修正單元120可以利用與體聲波諧振單元110隔開一定距離形成的接地平面來修正從體聲波諧振單元Iio產生的反諧振頻率。例如，反諧振頻率修正單元120可以包括接地平面和壓電層。
[0052]作為示例，接地平面可以與包括在體聲波諧振單元110中的上部電極或下部電極隔開一定距離地設置。接地平面可以同時與上部電極和下部電極隔開一定距離地設置。與上部電極或下部電極隔開一定距離地設置的接地平面可以額外地對體聲波諧振單元110產生電容器分量。例如，可以根據下面的等式來計算反諧振頻率(fa)。
【權利要求】
1.一種體聲波諧振器(BAWR),包括: 體聲波諧振單元，包括第一電極、第二電極以及設置在第一電極和第二電極之間的壓電層； 反諧振頻率修正單元，被構造為根據與體聲波諧振單元隔開一定距離形成的接地平面來修正由體聲波諧振單元產生的反諧振頻率。
2.如權利要求1所述的BAWR，其中，第一電極與接地平面之間的距離或者第二電極與接地平面之間的距離具有小于或等于壓電層的厚度的值。
3.如權利要求1所述的BAWR，其中，第一電極與接地平面之間的距離以及第二電極與接地平面之間的距離具有小于或等于壓電層的厚度的值。
4.如權利要求1所述的BAWR，其中，接地平面包括與包括在第一電極或第二電極中的材料相同的材料。
5.如權利要求1所述的BAWR，其中，接地平面被形成為與第一電極的形狀對稱，使得由第一電極的邊緣產生的邊緣電容分量形成在接地平面的方向上。
6.如權利要求1所述的BAWR，其中，接地平面形成在距第一電極的一側第一距離處并且形成在第一電極上方的第二距離處。
7.如權利要求6所述的BAWR，其中，根據第一電極的厚度、壓電層的厚度和第二電極的厚度來確定第一距離和第二距離。
8.如權利要求1所述的BAWR，其中，反諧振頻率修正單元被構造為根據體聲波諧振單元和接地平面之間產生的電容分量來修正反諧振頻率。
9.如權利要求1所述的BAWR，其中，根據體聲波諧振單元和接地平面之間產生電容分量的位置來確定體聲波諧振單元和接地平面之間的距離。
10.如權利要求1所述的BAWR，其中，體聲波諧振單元和接地平面之間的空間充入介電材料。
11.一種體聲波諧振器(BAWR),包括: 基底； 空氣空腔，設置在基底的一個區域上； 體聲波諧振單元，包括在空氣空腔上順序地層疊的第一電極、壓電層和第二電極； 反諧振頻率修正單元，被構造為根據與體聲波諧振單元隔開一定距離形成的接地平面和體聲波諧振單元之間產生的電容分量來修正由體聲波諧振單元產生的反諧振頻率。
12.如權利要求11所述的BAWR，其中，第一電極與接地平面之間的距離或者第二電極與接地平面之間的距離具有小于或等于壓電層的厚度的值。
13.如權利要求11所述的BAWR，其中，第一電極與接地平面之間的距離以及第二電極與接地平面之間的距離具有小于或等于壓電層的厚度的值。
14.如權利要求11所述的BAWR，其中，接地平面包括與包括在第一電極或第二電極中的材料相同的材料。
15.如權利要求11所述的BAWR，其中，接地平面被形成為與第一電極的形狀對稱，使得由第一電極的邊緣產生的邊緣電容分量形成在接地平面的方向上。
16.如權利要求11所述的BAWR，其中，接地平面形成在距第一電極的一側第一距離處并且形成在第一電極上方的第二距離處。
17.如權利要求11所述的BAWR，其中: 體聲波諧振單元包括一側開口的圓環形狀； 接地平面被設置在使得接地平面能夠與包括一側開口的圓環形狀的體聲波諧振單元產生電容分量的距離處。
18.—種體聲波諧振器(BAWR),包括: 基底； 空氣空腔，設置在基底的一個區域上； 下部電極，設置在空氣空腔上； 第一接地平面，形成在空氣空腔上并在與下部電極相同的平面上被形成為與下部電極隔開第一距離； 壓電層，設置在下部電極和第一接地平面上； 上部電極，設置在壓電層上； 第二接地平面，形成在壓電層上并且在與上部電極相同的平面上被形成為與上部電極 隔開第二距離。
19.如權利要求18所述的BAWR，其中，根據上部電極的厚度、壓電層的厚度和下部電極的厚度來確定第一距離和第二距離。
【文檔編號】H03H9/17GK103733515SQ201280038521
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年4月3日 優先權日:2011年8月5日
【發明者】金哲秀, 安達, 申濟湜, 宋寅相, 金德煥, 孫尚郁, 樸浩洙 申請人:三星電子株式會社