一种大功率容量体声波谐振器及其制备方法与流程

本技术涉及体声波谐振器，具体而言，涉及一种大功率容量体声波谐振器及其制备方法。

背景技术：

1、体声波谐振器被广泛应用在5g通讯技术领域中，5g通讯需要体声波谐振器具有高工作频率和高功率容量的特性，由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，即满足体声波谐振器具有高工作频率的需求需要使体声波谐振器的电极厚度小且电极面积小，而体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关，即满足体声波谐振器具有高功率容量的需求需要使体声波谐振器的电极厚度大且电极面积大，因此相关技术存在由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

2、针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。需要说明的是，本部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景，因此可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种大功率容量体声波谐振器及其制备方法，能够有效地解决由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种大功率容量体声波谐振器，其包括：

3、由下至上依次连接的衬底、底电极、压电层、顶电极和功能层，衬底上设有声反射镜；

4、功能层包括第一钛钨合金层；

5、第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界位于顶电极在俯视方向上的投影的外边界内，第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界与顶电极在俯视方向上的投影的外边界的间距大于0。

6、本技术提供的一种大功率容量体声波谐振器，在顶电极上设置第一钛钨合金层，由于钛钨合金具有热稳定性好、硬度高、致密度高以及自身原子迁移率低的优点，而本技术能够利用第一钛钨合金层的良好的热稳定性、硬度和致密度阻挡顶电极的金属原子在高温下迁移扩散，因此本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的耐功率性，从而有效地提高体声波谐振器的功率容量，以使体声波谐振器满足高功率容量的需求，而由于本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的功率容量，即本技术能够将顶电极设置为电极厚度小且电极面积小，以使体声波谐振器满足高工作频率的需求，因此本技术能够同时提高体声波谐振器的工作效率和功率容量，从而有效地解决由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

7、可选地，顶电极一侧延伸至声反射镜外，功能层还包括第二钛钨合金层，第二钛钨合金层随顶电极的一侧延伸至声反射镜外。

8、由于第二钛钨合金层随顶电极的一侧外延伸至声反射镜外，因此该技术方案相当于增大体声波谐振器的外接线路的横截面积，从而有效地降低体声波谐振器的外接电路的电阻，进而有效地降低体声波谐振器的外接电路的电路损耗。

9、可选地，第一钛钨合金层与第二钛钨合金层的间距为第一间距，第一钛钨合金层与顶电极的间距为第二间距，第一间距和第二间距均位于0.5-5μm内。

10、可选地，功能层还包括若干个第一导电金属层和若干个第二导电金属层，第一导电金属层设置在第一钛钨合金层上，第一导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界内，第二导电金属层设置在第二钛钨合金层上，第二导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于第二钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界内。

11、可选地，第一导电金属层的电导率大于第一钛钨合金层以及顶电极的电导率，第二导电金属层的电导率大于第二钛钨合金层以及顶电极的电导率。

12、可选地，大功率容量体声波谐振器还包括钝化层，钝化层设置在功能层上。

13、由于该技术方案的第一导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界内，第二导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于第二钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界，即钝化层能够与第一钛钨合金层顶面的部分区域以及第二钛钨合金层顶面的部分区域接触，而钛钨合金在金属电极和介质材料上均具有良好的附着力，因此该技术方案能够有效地避免出现由于钝化层在顶电极上的附着力不足而导致钝化层在后续加工工艺中脱落或钝化层与顶电极之间产生缝隙的情况，从而有效地避免出现由于钝化层脱落或钝化层与顶电极之间产生缝隙而导致体声波谐振器的性能受到影响的情况。

14、可选地，钝化层不覆盖第一钛钨合金层与顶电极之间的间隙以及第一钛钨合金层与第二钛钨合金层之间的间隙。

15、该技术方案相当于增大形成在顶电极上的凹槽的深度，以增大位于第一钛钨合金层内的体声波谐振器的有源区域的声阻抗与位于第一钛钨合金层外的体声波谐振器的有源区域的声阻抗的差值，因此该技术方案能够进一步地抑制串联谐振频率处的杂波，从而有效地提高体声波谐振器的性能。

16、可选地，大功率容量体声波谐振器还包括第三钛钨合金层，第三钛钨合金层的两侧分别与底电极远离压电层的一侧和衬底连接。

17、可选地，第一钛钨合金层中的钨原子质量百分比大于钛原子质量百分比。

18、该技术方案能够通过使第一钛钨合金层中的钨原子质量百分比大于钛原子质量百分比的方式使第一钛钨合金层具有更高的致密度和使第一钛钨合金层的纵波声速接近顶电极的声速，因此该技术方案能够有效地增大体声波谐振器的并联谐振阻抗和提高体声波谐振器的耐功率性，从而有效地提高体声波谐振器的性能。

19、第二方面，本技术还提供了一种大功率容量体声波谐振器制备方法，用于制备上述第一方面提供的大功率容量体声波谐振器，大功率容量体声波谐振器制备方法包括以下步骤：

20、s1、在衬底上形成声反射镜、底电极、压电层和顶电极；

21、s2、在顶电极上形成图形化光刻胶层；

22、s3、基于图形化光刻胶层在顶电极上生长钛钨合金，并去除图形化光刻胶层，以在顶电极上形成功能层。

23、本技术提供的一种大功率容量体声波谐振器制备方法，在顶电极上设置第一钛钨合金层，由于钛钨合金具有热稳定性好、硬度高、致密度高以及自身原子迁移率低的优点，而本技术能够利用第一钛钨合金层的良好的热稳定性、硬度和致密度阻挡顶电极的金属原子在高温下迁移扩散，因此本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的耐功率性，从而有效地提高体声波谐振器的功率容量，以使体声波谐振器满足高功率容量的需求，而由于本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的功率容量，即本技术能够将顶电极设置为电极厚度小且电极面积小，以使体声波谐振器满足高工作频率的需求，因此本技术能够同时提高体声波谐振器的工作效率和功率容量，从而有效地解决由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

24、由上可知，本技术提供的一种大功率容量体声波谐振器及其制备方法，在顶电极上设置第一钛钨合金层，由于钛钨合金具有热稳定性好、硬度高、致密度高以及自身原子迁移率低的优点，而本技术能够利用第一钛钨合金层的良好的热稳定性、硬度和致密度阻挡顶电极的金属原子在高温下迁移扩散，因此本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的耐功率性，从而有效地提高体声波谐振器的功率容量，以使体声波谐振器满足高功率容量的需求，而由于本技术能够利用第一钛钨合金层有效地提高体声波谐振器的功率容量，即本技术能够将顶电极设置为电极厚度小且电极面积小，以使体声波谐振器满足高工作频率的需求，因此本技术能够同时提高体声波谐振器的工作效率和功率容量，从而有效地解决由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

技术特征：

1.一种大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述大功率容量体声波谐振器包括：

2.根据权利要求1所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述顶电极一侧延伸至所述声反射镜外，所述功能层还包括第二钛钨合金层，所述第二钛钨合金层随所述顶电极的一侧延伸至所述声反射镜外。

3.根据权利要求2所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述第一钛钨合金层与所述第二钛钨合金层的间距为第一间距，所述第一钛钨合金层与所述顶电极的间距为第二间距，所述第一间距和所述第二间距均位于0.5-5μm内。

4.根据权利要求2所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述功能层还包括若干个第一导电金属层和若干个第二导电金属层，所述第一导电金属层设置在所述第一钛钨合金层上，所述第一导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于所述第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界内，所述第二导电金属层设置在所述第二钛钨合金层上，所述第二导电金属层在俯视方向上的投影的外边界位于所述第二钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界内。

5.根据权利要求4所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述第一导电金属层的电导率大于所述第一钛钨合金层以及所述顶电极的电导率，所述第二导电金属层的电导率大于所述第二钛钨合金层以及所述顶电极的电导率。

6.根据权利要求2所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述大功率容量体声波谐振器还包括钝化层，所述钝化层设置在所述功能层上。

7.根据权利要求6所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述钝化层不覆盖所述第一钛钨合金层与所述顶电极之间的间隙以及所述第一钛钨合金层与所述第二钛钨合金层之间的间隙。

8.根据权利要求1所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述大功率容量体声波谐振器还包括第三钛钨合金层，所述第三钛钨合金层的两侧分别与所述底电极远离所述压电层的一侧和所述衬底连接。

9.根据权利要求1所述的大功率容量体声波谐振器，其特征在于，所述第一钛钨合金层中的钨原子质量百分比大于钛原子质量百分比。

10.一种大功率容量体声波谐振器制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-9任一项所述的大功率容量体声波谐振器，所述大功率容量体声波谐振器制备方法包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及体声波谐振器技术领域，具体提供了一种大功率容量体声波谐振器及其制备方法，该谐振器包括：由下至上依次连接的衬底、底电极、压电层、顶电极和功能层；功能层包括第一钛钨合金层；第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界位于顶电极在俯视方向上的投影的外边界内，第一钛钨合金层在俯视方向上的投影的外边界与顶电极在俯视方向上的投影的外边界的间距大于0；该谐振器能够有效地解决由于体声波谐振器的工作频率与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积负相关，体声波谐振器的功率容量与体声波谐振器的电极厚度以及电极面积正相关而导致无法同时提高体声波谐振器的工作频率和功率容量的问题。

技术研发人员：张伟军,李国强,衣新燕,范俊杰,黎傲雪
受保护的技术使用者：广州市艾佛光通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5