体声波谐振装置及其形成方法、滤波装置与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种体声波谐振装置及其形成方法、滤波装置。背景技术：1、无线通信设备的射频(radio frequency，rf)前端芯片包括功率放大器、天线开关、射频滤波器、包括双工器的多工器、低噪声放大器等。其中，射频滤波器包括体声波(surface acoustic wave，saw)滤波器、体声波(bulk acoustic wave，baw)滤波器、微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)滤波器、集成无源装置(integratedpassive devices，ipd)滤波器等。2、体声波谐振器的品质因数值(q值)较高，由体声波谐振器制作成的低插入损耗、高带外抑制的射频滤波器，即体声波滤波器，是目前手机、基站等无线通信设备使用的主流射频滤波器之一。其中，q值是谐振器的品质因数值，定义为中心频率除以谐振器3db带宽。体声波滤波器的使用频率一般为0.7ghz至7ghz。3、当无线通信技术逐步演进，所使用的频段越来越多，同时随着载波聚合等频段叠加使用技术的应用，无线频段之间的相互干扰变得愈发严重。高性能的体声波技术可以解决频段间的相互干扰问题。随着5g时代的到来，无线移动网络引入了更高的通信频段，当前只有体声波技术可以解决高频段的滤波问题。4、然而，体声波谐振装置仍存在诸多问题。技术实现思路1、本发明解决的技术问题是提供一种体声波谐振装置及其形成方法、滤波装置，以进一步提升声波谐振装置的q。2、为解决上述问题，本发明技术方案提供一种体声波谐振装置，包括：声反射层；第一电极层，所述第一电极层包括第一谐振部、位于所述第一谐振部外侧的第一衰减部，所述第一衰减部围绕所述第一谐振部、以及位于所述第一衰减部外侧的第一限制部，所述第一限制部围绕所述第一衰减部；压电层，所述压电层包括第一侧及与所述第一侧相对的第二侧，所述第一电极层位于所述第一侧，所述声反射层位于所述第一侧或所述第二侧；第二电极层，所述第二电极层位于所述第二侧，所述第二电极层对应所述第一电极层，所述第二电极层包括第二谐振部，所述第二谐振部对应所述第一谐振部；谐振区，所述谐振区包括所述第一谐振部、所述第二谐振部、以及位于所述第一谐振部和所述第二谐振部之间的所述压电层；第一介质层，所述第一介质层位于所述第一侧，所述第一介质层包括第一介质部和第二介质部，所述第一介质部位于部分所述第一衰减部和所述压电层之间，所述第二介质部位于所述第一限制部和所述压电层之间；第一负载层，所述第一负载层位于所述第一侧，所述第一负载层对应所述第一限制部与所述第二介质部；位于所述谐振区外侧的第一衰减区，适用于衰减声波，所述第一衰减区围绕所述谐振区，所述第一衰减区包括第一衰减部和所述第一介质部；位于所述第一衰减区外侧的第一限制区，适用于反射声波，所述第一限制区围绕所述第一衰减区，所述第一限制区包括第一限制部、所述第二介质部与所述第一负载层。3、可选的，所述第一衰减部包括第一子部和第二子部，所述第二子部位于所述第一子部外侧；所述第一子部与所述第一谐振部之间的夹角大于或等于90°且小于180°；所述第一子部与所述第二子部之间的夹角大于或等于90°且小于180°。4、可选的，所述第一介质部位于所述第二子部和所述压电层之间；所述第一介质部位于所述第一子部外侧。5、可选的，所述第一介质部还位于部分所述第一子部和所述压电层之间。6、可选的，所述第一介质层的厚度范围包括：0.1t至2t，其中t表示所述第一电极层的厚度；所述第一介质部的宽度范围包括：0.2s至6s，其中s表示所述谐振区层叠结构的厚度。7、可选的，所述第一负载层的厚度范围包括：0.1t至3t，其中t表示所述第一电极层的厚度；所述第一负载层的的宽度范围包括：0.2s至6s，其中s表示所述谐振区层叠结构的厚度。8、可选的，所述第一负载层的材料密度大于或等于所述第一电极层的材料密度。9、可选的，所述第一负载层位于所述第二介质部与所述第一限制部之间。10、可选的，所述第一限制部位于所述第二介质部与所述第一负载层之间。11、可选的，所述第一电极层的外侧边缘与所述第一负载层的外侧边缘之间的间距范围包括：-2s至2s，其中s表示所述谐振区层叠结构的厚度。12、可选的，所述第一电极层还包括位于所述第一限制部外侧的第二衰减部，所述第二衰减部围绕所述第一限制部；所述第一介质层还包括第三介质部，所述第三介质部位于所述压电层与所述第二衰减部之间。13、可选的，还包括：位于所述第一限制区外侧的第二衰减区，适用于衰减声波，所述第二衰减区围绕所述第一限制区，所述第二衰减区包括第二衰减部和所述第三介质部。14、可选的，所述声反射层包括：空腔或布拉格反射层。15、可选的，所述声反射层是布拉格反射层，所述布拉格反射层位于所述第二侧，所述第二电极层位于所述布拉格反射层与所述压电层之间，所述第二电极层还包括第一非谐振部，所述第一非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，第一非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第一非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第一非谐振部。16、可选的，所述声反射层是空腔，所述空腔位于所述第二侧，所述第二电极层位于所述空腔与所述压电层之间且覆盖所述空腔，所述第二电极层还包括第二非谐振部，所述第二非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第二非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第二非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第二非谐振部。17、可选的，所述声反射层是空腔，所述空腔位于所述第二侧，所述第二电极层位于所述空腔与所述压电层之间，所述第二电极层位于所述空腔内，所述第二电极层还包括第三非谐振部，所述第三非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第三非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第三非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第三非谐振部。18、可选的，所述声反射层是空腔，所述空腔位于所述第一侧，所述第一电极层、所述第一介质层及所述第一负载层位于所述空腔与所述压电层之间，所述第一电极层、所述第一介质层及所述第一负载层位于所述空腔内。19、可选的，所述第二电极层还包括第四非谐振部，所述第四非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第四非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第四非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第四非谐振部。20、可选的，所述第二电极层还包括位于所述第二谐振部外侧的第三衰减部，所述第三衰减部围绕所述第二谐振部、以及位于所述第三衰减部外侧的第二限制部，所述第二限制部围绕所述第三衰减部。21、可选的，还包括：第二介质层，所述第二介质层位于所述第二侧，所述第二介质层包括第四介质部和第五介质部，所述第四介质部位于部分所述第三衰减部和所述压电层之间，所述第五介质部位于所述第二限制部和所述压电层之间；第二负载层，所述第二负载层位于所述第二侧，所述第二负载层对应所述第二限制部与所述第五介质部。22、可选的，所述第一衰减区还包括第三衰减部和所述第四介质部；所述第一限制区还包括第二限制部、所述第五介质部与所述第二负载层。23、相应的，本发明技术方案中还提供一种体声波谐振装置的形成方法，包括：形成声反射层；形成第一电极层，所述第一电极层包括第一谐振部、位于所述第一谐振部外侧的第一衰减部，所述第一衰减部围绕所述第一谐振部、以及位于所述第一衰减部外侧的第一限制部，所述第一限制部围绕所述第一衰减部；形成压电层，所述压电层包括第一侧及与所述第一侧相对的第二侧，所述第一电极层形成于所述第一侧，所述声反射层形成于所述第一侧或所述第二侧；形成第二电极层，位于所述第二侧，所述第二电极层对应所述第一电极层，所述第二电极层包括第二谐振部，所述第二谐振部对应所述第一谐振部；形成谐振区，所述谐振区包括所述第一谐振部、所述第二谐振部、以及形成于所述第一谐振部和所述第二谐振部之间的所述压电层；形成第一介质层，位于所述第一侧，所述第一介质层包括第一介质部和第二介质部，所述第一介质部位于部分所述第一衰减部和所述压电层之间，所述第二介质部位于所述第一限制部和所述压电层之间；形成第一负载层，位于所述第一侧，所述第一负载层对应所述第一限制部与所述第二介质部；形成于所述谐振区外侧的第一衰减区，适用于衰减声波，所述第一衰减区围绕所述谐振区，所述第一衰减区包括第一衰减部和所述第一介质部；形成于所述第一衰减区外侧的第一限制区，适用于反射声波，所述第一限制区围绕所述第一衰减区，所述第一限制区包括第一限制部、所述第二介质部与所述第一负载层。24、可选的，所述第一衰减部包括第一子部和第二子部，所述第二子部位于所述第一子部外侧；所述第一子部与所述第一谐振部之间的夹角大于或等于90°且小于180°；所述第一子部与所述第二子部之间的夹角大于或等于90°且小于180°。25、可选的，所述第一介质部位于所述第二子部和所述压电层之间；所述第一介质部位于所述第一子部外侧。26、可选的，所述第一介质部还位于部分所述第一子部和所述压电层之间。27、可选的，所述第一负载层形成于所述第二介质部与所述第一限制部之间。28、可选的，形成所述第一电极层后，形成所述第一负载层，所述第一限制部位于所述第二介质部与所述第一负载层之间。29、可选的，所述第一电极层还包括位于所述第一限制部外侧的第二衰减部，所述第二衰减部围绕所述第一限制部；所述第一介质层还包括第三介质部，所述第三介质部位于所述压电层与所述第二衰减部之间。30、可选的，还包括：形成于所述第一限制区外侧的第二衰减区，适用于衰减声波，所述第二衰减区围绕所述第一限制区，所述第二衰减区包括第二衰减部和所述第三介质部。31、可选的，形成声反射层包括：形成空腔或形成布拉格反射层。32、可选的，所述布拉格反射层形成于所述第二侧，所述第二电极层形成于所述布拉格反射层与所述压电层之间，所述第二电极层还包括第一非谐振部，所述第一非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，第一非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第一非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第一非谐振部。33、可选的，所述空腔形成于所述第二侧，所述第二电极层形成于所述空腔与所述压电层之间且覆盖所述空腔，所述第二电极层还包括第二非谐振部，所述第二非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第二非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第二非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第二非谐振部。34、可选的，所述空腔形成于所述第二侧，所述第二电极层形成于所述空腔与所述压电层之间，所述第二电极层形成于所述空腔内，所述第二电极层还包括第三非谐振部，所述第三非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第三非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的所述第三非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第三非谐振部。35、可选的，所述空腔形成于所述第一侧，所述第一电极层、所述第一介质层及所述第一负载层形成于所述空腔与所述压电层之间，所述第一电极层、所述第一介质层及所述第一负载层形成于所述空腔内。36、可选的，所述第二电极层还包括第四非谐振部，所述第四非谐振部位于所述第二谐振部外侧且围绕所述第二谐振部，所述第四非谐振部对应所述第一衰减部和所述第一限制部；所述第一衰减区还包括与所述第一衰减部对应的第四非谐振部，所述第一限制区还包括与所述第一限制部对应的所述第四非谐振部。37、可选的，所述第二电极层还包括位于所述第二谐振部外侧的第三衰减部，所述第三衰减部围绕所述第二谐振部、以及位于所述第三衰减部外侧的第二限制部，所述第二限制部围绕所述第三衰减部。38、可选的，还包括：形成第二介质层，位于所述第二侧，所述第二介质层包括第四介质部和第五介质部，所述第四介质部位于部分所述第三衰减部和所述压电层之间，所述第五介质部位于所述第二限制部和所述压电层之间；形成第二负载层，位于所述第二侧，所述第二负载层对应所述第二限制部与所述第五介质部。39、可选的，所述第一衰减区还包括第三衰减部和所述第四介质部；所述第一限制区还包括第二限制部、所述第五介质部与所述第二负载层。40、相应的，本发明技术方案中还提供一种滤波装置，其特征在于，包括如上述任一项技术方案所述的体声波谐振装置。41、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：42、在本发明技术方案的体声波谐振装置中，所述第一介质层位于所述第一衰减部、所述第一限制部与所述压电层之间，因此所述第一介质层对应的所述第一衰减区和所述第一限制区不会发生声电转换，进而不会激励出额外的寄生谐振。由于所述第一衰减区的截止频率匹配(例如，等于或小于)所述谐振区的截止频率，而所述第一限制区的声阻抗与所述第一衰减区的声阻抗失配，即阻抗差别较大，因此横向主模态可以先通过所述第一衰减区不受影响，然后在所述第一限制区充分反射回到谐振区，从而大幅度降低横向漏波；然而，进入所述第一衰减区的高阶横向寄生模态会经历衰减，通过合理设置所述第一衰减区的宽度，可以使高阶横向寄生模态在所述第一衰减区内充分衰减，仅少量甚至没有高阶横向寄生模态进入所述第一限制区，从而防止高阶横向寄生模态反射回到所述谐振区与横向主模态耦合，以此可以提升并联阻抗值及相应q值。43、在本发明技术方案的体声波谐振装置形成方法中，所述第一介质层位于所述第一衰减部、所述第一限制部与所述压电层之间，因此所述第一介质层对应的所述第一衰减区和所述第一限制区不会发生声电转换，进而不会激励出额外的寄生谐振。由于所述第一衰减区的截止频率匹配(例如，等于或小于)所述谐振区的截止频率，而所述第一限制区的声阻抗与所述第一衰减区的声阻抗失配，即阻抗差别较大，因此横向主模态可以先通过所述第一衰减区不受影响，然后在所述第一限制区充分反射回到谐振区，从而大幅度降低横向漏波；然而，进入所述第一衰减区的高阶横向寄生模态会经历衰减，通过合理设置所述第一衰减区的宽度，可以使高阶横向寄生模态在所述第一衰减区内充分衰减，仅少量甚至没有高阶横向寄生模态进入所述第一限制区，从而防止高阶横向寄生模态反射回到所述谐振区与横向主模态耦合，以此可以提升并联阻抗值及相应q值。