本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體而言，本發(fā)明涉及一種聲表面波諧振裝置及其形成方法、濾波器。

背景技術(shù)：

1、無線通信設(shè)備的射頻（radio?frequency，rf）前端芯片包括功率放大器、天線開關(guān)、射頻濾波器、多工器和低噪聲放大器等。其中，射頻濾波器包括壓電聲表面波（surfaceacoustic?wave，saw）濾波器、壓電體聲波（bulk?acoustic?wave，baw）濾波器、微機(jī)電系統(tǒng)（micro-electro-mechanical?system，mems）濾波器、集成無源裝置（integratedpassivedevices，ipd）濾波器等。

2、saw諧振器的品質(zhì)因數(shù)（q值）較高，由saw諧振器制作成低插入損耗（insertionloss）、高帶外抑制（out-band?rejection）的rf濾波器，即saw濾波器，是目前手機(jī)、基站等無線通信設(shè)備使用的主流rf濾波器。saw諧振器具有負(fù)的頻率溫度系數(shù)（temperaturecoefficient?of?frequency，tcf），即溫度升高時(shí)，諧振器的諧振頻率（resonantfrequency）降低，溫度降低時(shí)，諧振頻率升高。降低了saw濾波器的可靠性和穩(wěn)定性。為了改善saw諧振器的諧振頻率隨工作溫度漂移的特性，會(huì)在壓電層上增加溫度補(bǔ)償層，溫度補(bǔ)償層具有于壓電層相反的頻率溫度系數(shù)。兩者結(jié)合使諧振器整體的頻率溫度系數(shù)趨向于零，提高濾波器的可靠性和穩(wěn)定性。這種包含溫度補(bǔ)償層的saw諧振器稱為溫度補(bǔ)償saw（temperature?compensated?saw，tc-saw）諧振器，由tc-saw諧振器組成的濾波器稱為tc-saw濾波器。

3、然而，聲表面波諧振裝置仍存在諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題是提供一種聲表面波諧振裝置及其形成方法、濾波器，以提升諧振裝置的q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（kt）。

2、為解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種聲表面波諧振裝置，包括：基底；位于所述基底上的中間層，所述中間層具有晶體缺陷，所述晶體缺陷包括：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷中的一者或多者；位于所述中間層上的壓電層；位于所述壓電層上的電極結(jié)構(gòu)。

3、可選的，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)。

4、可選的，所述點(diǎn)缺陷包括：空位缺陷或雜質(zhì)缺陷。

5、可選的，所述空位缺陷包括：弗蘭克爾空位或肖特基空位。

6、可選的，所述雜質(zhì)缺陷包括：間隙式雜質(zhì)或替位式雜質(zhì)。

7、可選的，所述線缺陷包括：位錯(cuò)缺陷。

8、可選的，所述位錯(cuò)缺陷包括：刃型位錯(cuò)或螺旋位錯(cuò)。

9、可選的，所述面缺陷包括：平移界面、孿晶界面或晶粒間界。

10、可選的，所述平移界面包括：表面態(tài)缺陷。

11、可選的，所述表面態(tài)缺陷包括：重構(gòu)原子或弛豫表面。

12、可選的，所述中間層的材料包括：二氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化鉭、或者在二氧化硅添加了氟或碳或硼而成的化合物、或者以上述各材料為主成分的材料中的任意一種。

13、可選的，還包括：位于所述壓電層上的保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

14、可選的，還包括：位于所述壓電層上的溫度補(bǔ)償層，所述溫度補(bǔ)償層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

15、相應(yīng)的，本發(fā)明技術(shù)方案中還提供一種聲表面波諧振裝置的形成方法，包括：提供基底；形成壓電層；形成中間層，所述中間層具有晶體缺陷，所述晶體缺陷包括：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷中的一者或多者，所述壓電層通過所述中間層與所述基底連接；在所述壓電層上形成電極結(jié)構(gòu)。

16、可選的，形成所述中間層包括：形成所述晶體缺陷，所述晶體缺陷位于所述中間層內(nèi)。

17、可選的，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)。

18、可選的，在所述基底上形成所述中間層，接合所述壓電層和所述中間層。

19、可選的，在所述壓電層的一側(cè)形成所述中間層，接合所述中間層和所述基底。

20、可選的，在形成所述電極結(jié)構(gòu)之后還包括：在所述壓電層上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

21、可選的，在形成所述電極結(jié)構(gòu)之后還包括：在所述壓電層上形成溫度補(bǔ)償層，所述溫度補(bǔ)償層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

22、相應(yīng)的，本發(fā)明技術(shù)方案中還提供一種濾波器，包括：如上述任一項(xiàng)所述的聲表面波諧振裝置。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

24、在本發(fā)明技術(shù)方案的聲表面波諧振裝置中，所述中間層中的晶體缺陷可以形成電荷陷阱，可以防止在所述基底表面形成導(dǎo)電平面，進(jìn)而有效抑制產(chǎn)生的寄生耦合現(xiàn)象，減少電損耗，以此提升諧振裝置的q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（kt）。

25、進(jìn)一步，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)，能夠使得所述晶體缺陷遠(yuǎn)離所述壓電層，進(jìn)一步抑制所述壓電層和所述基底之間產(chǎn)生的寄生耦合現(xiàn)象，減少電損耗，以此提升諧振裝置的q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（kt）。

26、在本發(fā)明技術(shù)方案的聲表面波諧振裝置形成方法中，所述中間層中的晶體缺陷可以形成電荷陷阱，可以防止在所述基底表面形成導(dǎo)電平面，進(jìn)而有效抑制產(chǎn)生的寄生耦合現(xiàn)象，減少電損耗，以提升諧振裝置的q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（kt）。

27、進(jìn)一步，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)，能夠使得所述晶體缺陷遠(yuǎn)離所述壓電層，進(jìn)一步抑制所述壓電層和所述基底之間產(chǎn)生的寄生耦合現(xiàn)象，減少電損耗，以此提升諧振裝置的q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（kt）。

技術(shù)特征：

1.一種聲表面波諧振裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述點(diǎn)缺陷包括：空位缺陷或雜質(zhì)缺陷。

4.如權(quán)利要求3所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述空位缺陷包括：弗蘭克爾空位或肖特基空位。

5.如權(quán)利要求3所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述雜質(zhì)缺陷包括：間隙式雜質(zhì)或替位式雜質(zhì)。

6.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述線缺陷包括：位錯(cuò)缺陷。

7.如權(quán)利要求6所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述位錯(cuò)缺陷包括：刃型位錯(cuò)或螺旋位錯(cuò)。

8.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述面缺陷包括：平移界面、孿晶界面或晶粒間界。

9.如權(quán)利要求8所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述平移界面包括：表面態(tài)缺陷。

10.如權(quán)利要求9所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述表面態(tài)缺陷包括：重構(gòu)原子或弛豫表面。

11.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，所述中間層的材料包括：二氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化鉭、或者在二氧化硅添加了氟或碳或硼而成的化合物、或者以上述各材料為主成分的材料中的任意一種。

12.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，還包括：位于所述壓電層上的保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

13.如權(quán)利要求1所述的聲表面波諧振裝置，其特征在于，還包括：位于所述壓電層上的溫度補(bǔ)償層，所述溫度補(bǔ)償層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

14.一種聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，包括：

15.如權(quán)利要求14所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，形成所述中間層包括：形成所述晶體缺陷，所述晶體缺陷位于所述中間層內(nèi)。

16.如權(quán)利要求15所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，所述晶體缺陷形成于所述中間層靠近所述基底的一側(cè)內(nèi)。

17.如權(quán)利要求14所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，在所述基底上形成所述中間層，接合所述壓電層和所述中間層。

18.如權(quán)利要求14所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，在所述壓電層的一側(cè)形成所述中間層，接合所述中間層和所述基底。

19.如權(quán)利要求14所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，在形成所述電極結(jié)構(gòu)之后還包括：在所述壓電層上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

20.如權(quán)利要求14所述的聲表面波諧振裝置的形成方法，其特征在于，在形成所述電極結(jié)構(gòu)之后還包括：在所述壓電層上形成溫度補(bǔ)償層，所述溫度補(bǔ)償層覆蓋所述電極結(jié)構(gòu)。

21.一種濾波器，其特征在于，包括：如權(quán)利要求1~13任一項(xiàng)所述的聲表面波諧振裝置。

技術(shù)總結(jié)
一種聲表面波諧振裝置及其形成方法、濾波器，其中裝置包括：基底；位于基底上的中間層，中間層具有晶體缺陷；位于中間層上的壓電層；位于壓電層上的電極結(jié)構(gòu)。中間層中的晶體缺陷可以形成電荷陷阱，可以防止在基底表面形成導(dǎo)電平面，進(jìn)而有效抑制產(chǎn)生的寄生耦合現(xiàn)象，減少電損耗，以此提升諧振裝置的Q值或諧振裝置的機(jī)電耦合系數(shù)（Kt）。

技術(shù)研發(fā)人員：郭榮,黃詩田,鄒雅麗,邵曉斐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州承芯半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2