体声波谐振器和体声波滤波器

摘要

一种体声波谐振器和体声波滤波器。该体声波谐振器包括：压电层；位于压电层两侧的电极层；位于电极层的边缘且位于电极层远离压电层的一侧的电极边缘框架结构。电极边缘框架结构包括叠层结构，所述叠层结构包括在纵向方向上叠置的边缘凸起层和钝化层，钝化层位于边缘凸起层的远离所述压电层的一侧；在横向方向上，叠层结构包括彼此连接的悬臂部和凸起结构，悬臂部位于凸起结构的远离电极层的中部的一侧，悬臂部与压电层和所述电极层至少之一之间设置有悬臂间隙。边缘凸起层的内侧边缘位于电极层上，且凸起结构位于悬臂间隙的内侧边缘与钝化层的第一台阶结构之间。该体声波谐振器具有更高的品质因数。

权利要求

1.一种体声波谐振器，包括：

压电层；

位于所述压电层两侧的电极层；

位于所述电极层的边缘且位于所述电极层远离所述压电层的一侧的电极边缘框架结构，

其中，垂直于所述压电层的方向为第一方向，垂直于所述电极层的设置有所述电极边缘框架结构的边缘且平行于所述压电层的方向为第二方向；所述电极边缘框架结构包括叠层结构，所述叠层结构包括在所述第一方向上叠置的边缘凸起层和钝化层，所述钝化层位于所述边缘凸起层的远离所述压电层的一侧；在所述第二方向上，所述叠层结构包括彼此连接的悬臂部和凸起结构，所述悬臂部位于所述凸起结构的远离所述电极层的中部的一侧，

所述悬臂部与所述压电层和所述电极层至少之一之间设置有悬臂间隙，在所述第二方向上，所述边缘凸起层的内侧边缘位于所述电极层的边缘的内侧，且所述钝化层覆盖所述边缘凸起层以在所述边缘凸起层的内侧边缘处形成第一台阶结构，所述凸起结构位于所述悬臂间隙的内侧边缘与所述钝化层的第一台阶结构之间，所述边缘凸起层的外侧边缘和内侧边缘之间形成第二台阶结构，以使得所述边缘凸起层的位于所述边缘凸起层的外侧边缘与所述第二台阶结构之间的至少一部分与所述电极层之间形成第一间隙，所述第一间隙为所述悬臂间隙的至少一部分，所述边缘凸起层和所述钝化层向外延伸超出所述电极层的边缘，以使得所述边缘凸起层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成第二间隙，所述第一间隙与所述第二间隙相连且所述第二间隙为所述悬臂间隙的一部分。

2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其中，所述叠层结构还包括在所述边缘凸起层和所述电极层之间的介电层，所述介电层至少位于所述叠层结构的所述凸起结构内。

3.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其中，所述介电层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐，以在所述边缘凸起层的位于所述边缘凸起层的外侧边缘与所述第二台阶结构之间的至少一部分与所述介电层之间形成所述第一间隙。

4.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其中，所述介电层在所述电极层的边缘的内侧形成有第三台阶结构，以在所述介电层的位于所述介电层的外侧边缘与所述第三台阶结构之间的至少一部分与所述电极层之间形成所述第一间隙。

5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其中，所述介电层、所述边缘凸起层和所述钝化层均向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述介电层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成所述第二间隙。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的体声波谐振器，还包括衬底基板，所述压电层和位于压电层两侧的所述电极层构成压电谐振层的至少一部分，所述压电谐振层设置在所述衬底基板上，且在所述压电谐振层与所述衬底基板之间设置有声波反射结构。

7.根据权利要求6所述的体声波谐振器，其中，所述压电层和位于所述压电层两侧的所述电极层彼此重叠的区域为有效谐振区域，所述有效谐振区域在所述衬底基板上的正投影落入所述声波反射结构在所述衬底基板上的正投影内。

8.根据权利要求7所述的体声波谐振器，其中，所述悬臂间隙在所述衬底基板上的正投影位于所述声波反射结构在所述衬底基板上的正投影内。

9.根据权利要求6所述的体声波谐振器，其中，所述声波反射结构包括空腔，所述体声波谐振器还包括形成在所述衬底基板上的支撑层，所述衬底基板和所述支撑层围成所述空腔，所述压电谐振层形成在所述空腔的远离所述衬底基板的一侧，面向所述空腔的所述电极层为第一电极层，背向所述空腔的所述电极层为第二电极层，所述电极边缘框架结构形成在所述第一电极层和所述第二电极层的至少之一上。

10.根据权利要求1‑5任一项所述的体声波谐振器，其中，所述电极边缘框架结构形成在所述电极层的整个边缘的至少一部分处。

11.根据权利要求1‑5任一项所述的体声波谐振器，其中，设置有所述电极边缘框架结构的所述电极层的平面形状为多边形，所述多边形包括M个边缘，所述电极边缘框架结构设置在M‑N个边缘处，所述电极层的未设置所述电极边缘框架结构的N个边缘处设置有电极引出侧凸起叠层，所述电极引出侧凸起叠层包括的叠层的种类和数量与所述凸起结构包括的叠层的种类和数量相同，M和N为正整数，且N小于M。

12.根据权利要求11所述的体声波谐振器，其中，所述电极引出侧凸起叠层中的边缘凸起层与所述凸起结构中的边缘凸起层彼此相连以形成环状结构。

13.根据权利要求12所述的体声波谐振器，其中，所述电极层的未设置所述电极边缘框架结构的所述N个边缘处还设置有电极引出层，所述电极引出层与所述电极层电连接。

14.根据权利要求13所述的体声波谐振器，其中，所述电极引出层还与所述电极引出侧凸起叠层中的边缘凸起层电连接。

15.根据权利要求2所述的体声波谐振器，其中，设置有所述电极边缘框架结构的所述电极层的平面形状为多边形，所述多边形包括M个边缘，所述电极边缘框架结构形成在M‑N个边缘处，

所述体声波谐振器还包括位于所述电极层的未设置所述电极边缘框架结构的N个边缘处的电极引出层，所述介电层中包括过孔，所述电极引出层通过所述介电层中的过孔与所述电极层电连接，M和N为正整数，且N小于M。

16.根据权利要求1‑5任一项所述的体声波谐振器，其中，所述边缘凸起层为金属层。

17.一种体声波滤波器，包括至少一个体声波谐振器，所述至少一个体声波谐振器为根据权利要求1‑16任一项所述的体声波谐振器。

说明书

体声波谐振器和体声波滤波器

技术领域

[0001] 本公开的实施例涉及一种体声波谐振器和体声波滤波器。

背景技术

[0002] 体声波滤波器（FBAR）通常是在衬底基板上依次形成下电极、压电层和上电极，从而在衬底基板上形成具有压电特性的谐振结构。为提升体声波滤波器的插损（Insertion 
Loss）性能，FBAR的结构不断被优化以提高谐振器的品质因数（Q值）和并联谐振阻抗Rp值。

发明内容

[0003] 根据本公开的至少一个实施例提供一种体声波谐振器，包括：压电层；位于所述压电层两侧的电极层；位于所述电极层的边缘且位于所述电极层远离所述压电层的一侧的电
极边缘框架结构，其中，垂直于所述压电层的方向为第一方向，垂直于所述电极层的设置有
所述电极边缘框架结构的边缘且平行于所述压电层的方向为第二方向；所述电极边缘框架
结构包括叠层结构，所述叠层结构包括在所述第一方向上叠置的边缘凸起层和钝化层，所
述钝化层位于所述边缘凸起层的远离所述压电层的一侧；在所述第二方向上，所述叠层结
构包括彼此连接的悬臂部和凸起结构，所述悬臂部位于所述凸起结构的远离所述电极层的
中部的一侧，所述悬臂部与所述压电层和所述电极层至少之一之间设置有悬臂间隙，在所
述第二方向上，所述边缘凸起层的内侧边缘位于所述电极层的边缘的内侧，且所述钝化层
覆盖所述边缘凸起层以在所述边缘凸起层的内侧边缘处形成第一台阶结构，所述凸起结构
位于所述悬臂间隙的内侧边缘与所述钝化层的第一台阶结构之间。

[0004] 在一些示例中，所述悬臂部向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述悬臂部和所述压电层之间形成所述悬臂间隙。

[0005] 在一些示例中，所述边缘凸起层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐，所述钝化层向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述钝化层的超出所述电极层
的边缘的部分与所述压电层之间形成所述悬臂间隙。

[0006] 在一些示例中，所述边缘凸起层和所述钝化层均向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述边缘凸起层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成所述悬臂
间隙。

[0007] 在一些示例中，所述边缘凸起层的外侧边缘和内侧边缘之间形成第二台阶结构，以使得所述边缘凸起层的位于所述边缘凸起层的外侧边缘与所述第二台阶结构之间的至
少一部分与所述电极层之间形成第一间隙，所述第一间隙为所述悬臂间隙的至少一部分。

[0008] 在一些示例中，所述边缘凸起层和所述钝化层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐。

[0009] 在一些示例中，所述边缘凸起层和所述钝化层向外延伸超出所述电极层的边缘，以使得所述边缘凸起层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成第二间隙，
所述第一间隙与所述第二间隙相连且所述第二间隙为所述悬臂间隙的一部分。

[0010] 在一些示例中，所述叠层结构还包括在所述边缘凸起层和所述电极层之间的介电层，所述介电层至少位于所述叠层结构的所述凸起结构内。

[0011] 在一些示例中，所述介电层、所述边缘凸起层和所述钝化层均向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述介电层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成所
述悬臂间隙。

[0012] 在一些示例中，所述边缘凸起层和所述钝化层均向外延伸超出所述电极层的边缘，所述介电层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐，以在所述边缘凸
起层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成所述悬臂间隙。

[0013] 在一些示例中，所述钝化层向外延伸超出所述电极层的边缘，所述介电层和所述边缘凸起层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐，以在所述钝化层的超
出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成所述悬臂间隙。

[0014] 在一些示例中，所述边缘凸起层的外侧边缘和内侧边缘之间形成有第二台阶结构，所述介电层的外侧边缘与所述电极层的边缘在所述第一方向上对齐，以在所述边缘凸
起层的位于所述边缘凸起层的外侧边缘与所述第二台阶结构之间的至少一部分与所述介
电层之间形成第一间隙，所述第一间隙为所述悬臂间隙的至少一部分。

[0015] 在一些示例中，所述边缘凸起层和所述钝化层向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述边缘凸起层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成第二间隙，所
述第二间隙和所述第一间隙相连且所述第二间隙为所述悬臂间隙的一部分。

[0016] 在一些示例中，所述介电层在所述电极层的边缘的内侧形成有第三台阶结构，以在所述介电层的位于所述介电层的外侧边缘与所述第三台阶结构之间的至少一部分与所
述电极层之间形成第一间隙，所述第一间隙为所述悬臂间隙的至少一部分。

[0017] 在一些示例中，所述介电层、所述边缘凸起层和所述钝化层均向外延伸超出所述电极层的边缘，以在所述介电层的超出所述电极层的边缘的部分与所述压电层之间形成第
二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙相连且所述第二间隙为所述悬臂间隙的一部分。

[0018] 在一些示例中，体声波谐振器还包括衬底基板，所述压电层和位于压电层两侧的所述电极层构成压电谐振层的至少一部分，所述压电谐振层设置在所述衬底基板上，且在
所述压电谐振层与所述衬底基板之间设置有声波反射结构。

[0019] 在一些示例中，所述压电层和位于所述压电层两侧的所述电极层彼此重叠的区域为有效谐振区域，所述有效谐振区域在所述衬底基板上的正投影落入所述声波反射结构在
所述衬底基板上的正投影内。

[0020] 在一些示例中，所述悬臂间隙在所述衬底基板上的正投影位于所述声波反射结构在所述衬底基板上的正投影内。

[0021] 在一些示例中，所述声波反射结构包括空腔，所述体声波谐振器还包括形成在所述衬底基板上的支撑层，所述衬底基板和所述支撑层围成所述空腔，所述压电谐振层形成
在所述空腔的远离所述衬底基板的一侧，面向所述空腔的所述电极层为第一电极层，背向
所述空腔的所述电极层为第二电极层，所述电极边缘框架结构形成在所述第一电极层和所
述第二电极层的至少之一上。

[0022] 在一些示例中，所述电极边缘框架结构形成在所述电极层的整个边缘的至少一部分处。

[0023] 在一些示例中，设置有所述电极边缘框架结构的所述电极层的平面形状为多边形，所述多边形包括M个边缘，所述电极边缘框架结构设置在M‑N个边缘处，所述电极层的未
设置所述电极边缘框架结构的N个边缘处设置有电极引出侧凸起叠层，所述电极引出侧凸
起叠层包括的叠层的种类和数量与所述凸起结构包括的叠层的种类和数量相同，M和N为正
整数，且N小于M。

[0024] 在一些示例中，所述电极引出侧凸起叠层中的边缘凸起层与所述凸起结构中的边缘凸起层彼此相连以形成环状结构。

[0025] 在一些示例中，所述电极层的未设置所述电极边缘框架结构的所述N个边缘处还设置有电极引出层，所述电极引出层与所述电极层电连接。

[0026] 在一些示例中，所述电极引出层还与所述电极引出侧凸起叠层中的边缘凸起层电连接。

[0027] 在一些示例中，设置有所述电极边缘框架结构的所述电极层的平面形状为多边形，所述多边形包括M个边缘，所述电极边缘框架结构形成在M‑N个边缘处，所述体声波谐振
器还包括位于所述电极层的未设置所述电极边缘框架结构的N个边缘处的电极引出层，所
述介电层中包括过孔，所述电极引出层通过所述介电层中的过孔与所述电极层电连接，M和
N为正整数，且N小于M。

[0028] 在一些示例中，所述边缘凸起层为金属层。

[0029] 根据本公开的至少一个实施例提供一种体声波滤波器，包括至少一个体声波谐振器，所述至少一个体声波谐振器为上述任一种体声波谐振器。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

[0031] 图1至图33分别为根据本公开一些实施例的体声波谐振器的截面图；

[0032] 图34为根据本公开一些实施例的体声波谐振器的平面图；

[0033] 图35是对比具有电极边缘框架结构和无电极边缘框架结构的薄膜体声波谐振器的阻抗随频率变化的曲线图；

[0034] 图36是对比电极边缘框架结构和无电极边缘框架结构的薄膜体声波谐振器的品质因数随频率变化的曲线图。

具体实施方式

[0035] 为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公
开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术
人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

[0036] 除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并
不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等
类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件
及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理
的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

[0037] 为提升体声波谐振器的插损（Insertion Loss）性能，体声波谐振器的结构不断被优化以提高谐振器的品质因数（Q值）和并联谐振阻抗Rp值。例如，在一些体声波谐振器的设
计中，下电极、压电层和上电极依次层叠以形成压电谐振层，上电极的边缘设置一个翘起的
悬臂梁结构，形成上电极和压电层之间的空气隙，这种电极边缘翘起和空气隙的结构能有
效抑制横模声波向外传播，提升并联谐振阻抗Rp值，同时减少体声波谐振器的能量耗闪，并
提升Q值。然而，这种结构在制备过程中较难以控制空气隙的横向长度，从而在提升Rp值和Q
值的方面较难以控制。

[0038] 本公开的至少一个实施例提供一种体声波谐振器，包括：压电层；位于压电层两侧的电极层；位于所述电极层的边缘且位于所述电极层远离所述压电层的一侧的电极边缘框
架结构，其中，垂直于所述压电层的方向为第一方向，垂直于所述电极层的设置有所述电极
边缘框架结构的边缘且平行于所述压电层的方向为第二方向；所述电极边缘框架结构包括
叠层结构，所述叠层结构包括在所述第一方向上叠置的边缘凸起层和钝化层，所述钝化层
位于所述边缘凸起层的远离所述压电层的一侧；在所述第二方向上，所述叠层结构包括彼
此连接的悬臂部和凸起结构，所述悬臂部位于所述凸起结构的远离所述电极层的中部的一
侧，所述悬臂部与所述压电层和所述电极层至少之一之间设置有间隙（悬臂间隙），在第二
方向上，所述边缘凸起层的内侧边缘位于所述电极层的边缘的内侧，且所述钝化层覆盖所
述边缘凸起层以在所述边缘凸起层的内侧边缘处形成第一台阶结构，所述凸起结构位于所
述间隙的内侧边缘与所述钝化层的第一台阶结构之间。在根据本公开实施例的体声波谐振
器中，在电极层的边缘部分上单独形成了电极边缘框架结构，电极边缘框架结构中的悬臂
部和凸起结构能够产生声波传播阻抗变化的区域或界面，并且凸起结构为叠层结构，从而
能够更好地将横波反射回谐振器内，减少能量损失。另外，在根据本公开的实施例中，具有
叠层结构的凸起结构的尺寸主要靠边缘凸起层的至少一部分的尺寸来决定，且边缘凸起层
形成在电极层之上可以通过图案化方法形成，从而能够更精确地控制其尺寸，进而更进一
步控制将横波反射回谐振器内的能力，减少能量损失。

[0039] 为了更进一步清楚地说明根据本公开一些实施例的体声波谐振器的结构以及相应的功能和优势，下面结合附图更详细地描述根据本公开一些实施例的体声波谐振器的方
案。

[0040] 在下面描述的实施例中，以薄膜体声波谐振器（FBAR）为例进行描述。然而，根据本公开的实施例并不限于薄膜体声波谐振器，还可以为诸如固定安装体声波谐振器（BAW‑
SMR）等其他种类的体声波谐振器。

[0041] 图1为根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。如图1所示，该薄膜体声波谐振器包括衬底基板100和形成在衬底基板100上的压电谐振层。压电谐
振层包括在垂直于衬底基板100的方向（X方向）上依次层叠的下电极层300、压电层400和上
电极层500。例如，在压电谐振层与衬底基板100之间设置有支撑层200，支撑层200设置在压
电谐振层的边缘附近，从而在压电谐振层、支撑层200和衬底基板100之间限定出空腔1000。
该空腔1000可以用于压电谐振层与衬底基板100之间的声波反射，也可以称为声波反射结
构。例如，压电谐振层的有效区域为在垂直于压电层400的方向（也就是垂直于衬底基板100
的方向，X方向）上，下电极层300、压电层400和上电极层500均彼此重叠、且进一步与空腔重
叠的区域。例如，如图1所示，使用双箭头所示的区域A为压电谐振层的有效谐振区域。需要
说明的是，为了图示的简洁，在后续的截面图中均省去了对有效谐振区域A的标示。

[0042] 如图1所示，在根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器中，在上电极层500的边缘且在上电极层500远离压电层400的一侧，设置有电极边缘框架结构。电极边缘框架结
构为沿上电极层500的至少部分边缘设置的叠层结构，例如，如图1所示的上电极层500上的
由d1和d3标示的叠层结构部分。

[0043] 为了方便描述，将垂直于压电层400的方向设定为第一方向X，将垂直于上电极层500的设置有电极边缘框架结构的边缘（即图1中上电极层500的左侧边缘或右侧边缘）且平
行于压电层400的方向设定为第二方向Y。电极边缘框架结构包括在第一方向X上叠置的边
缘凸起层700和钝化层800，钝化层800位于边缘凸起层700的远离压电层400的一侧；在第二
方向Y上，电极边缘框架结构的叠层结构又可以分为彼此连接的悬臂部和凸起结构。在该实
施例中，悬臂部为对应于d3标示的部分，凸起结构为对应于d1标示的部分。悬臂部d3位于凸
起结构d1的远离上电极层500的中部的一侧。例如，如图1所示，在第二方向Y上，悬臂部d3比
凸起结构d1更远离上电极层500的中部。悬臂部d3延伸到上电极层500的边缘外侧，从而与
压电层400之间形成间隙3000。边缘凸起层700的内侧边缘（图1中边缘凸起层700的靠近上
电极层500的中部的边缘）位于上电极层500上，也就是位于上电极层500的边缘的内侧，且
钝化层800覆盖边缘凸起层700以在边缘凸起层700的内侧边缘处形成第一台阶结构s1。在
第二方向Y上，凸起结构d1位于间隙3000的内侧边缘与钝化层800的第一台阶结构s1之间。

[0044] 为了便于描述和理解本公开实施例的技术方案，现在将上述的部分术语进行解释。如无相反说明，这些术语的解释也适用于本公开中的其他实施例。将垂直于压电层400
的方向设定为第一方向X，也就是在图1中的竖直方向。需要说明的是，垂直于压电层400的
方向是指垂直于大部分压电层400所在的平面的方向即可，并不要求全部压电层400均是平
坦的且位于同一平面上。例如，垂直于压电层400的方向大致与垂直于衬底基板100的方向
相同。例如，这里的“垂直于”也不限于严格的垂直，也可以相对于严格垂直的方向偏离一定
的小的角度，例如，偏离10度以内或偏离5度以内。将垂直于电极层（例如图1中为上电极层
500，但并不限于此）的设置有电极边缘框架结构的边缘且平行于压电层400的方向为第二
方向Y。同理，这里平行于压电层400的方向也是平行于大部分压电层400所在的平面的方向
即可，并且也可以为近似平行的情况。此外，电极边缘框架结构沿着电极层（例如图1中为上
电极层500）的边缘设置，由于图1为截面图，上电极层500的设置有电极边缘框架的边缘则
在垂直于图1的纸面的方向延伸，因此，这里的第二方向为图1中所示的Y方向。在图1所示的
实施例中，电极边缘框架结构包括边缘凸起层700和钝化层800，然而，在没有其他限定的情
况下，钝化层800也可以延伸到上电极层500上的其他区域。例如，如图1所示，钝化层800还
分布在两个相对设置的边缘凸起层700之间的区域。此外，对于以上描述的“内侧边缘”中的
“内侧”，是指在平行于压电层的方向上，靠近压电层400、下电极层300和上电极层500的中
心部分的一侧称为内侧。同理，远离压电层400、下电极层300和上电极层500的中心部分的
一侧则可以称为“外侧”。对于同一特征、元件或层，外侧和内侧是相对的关系，基于上下文
的描述可以清楚地知道其含义，并且这里的外侧和内侧的位置关系在后续描述的平面图中
也能更清楚地看到。例如，上述的“间隙”可以是空气隙，但也其中可以填充其他低声速材
料。由于空气的声速最低，因此，空气隙所带来的效果更好。

[0045] 如图1所示，在薄膜体声波谐振器工作过程中，将有横波产生，如果横波传送到压电谐振层的有效谐振区域A之外，则意味着能量的损失，也就是意味着谐振器的品质因数（Q
值）的降低，如此，由多个谐振器组成的滤波器性能就变差。在根据本公开实施例的薄膜体
声波谐振器中，在上电极层500的边缘设置有电极边缘框架结构，因此，能够在设置有电极
边缘框架结构处产生声波传播阻抗变化的区域或界面，能够将横波反射会谐振器内，减少
能量损失。在本实施例中，电极边缘框架结构包括彼此连接的位于上电极层500之上的凸起
结构和悬臂部，且至少凸起结构为叠层结构。如图1所示，凸起结构d1的宽度为在第二方向Y
上的尺寸。例如，凸起结构d1的宽度对于反射声波的效果有影响，其可以为谐振器中传播的
横波的半波长的整数倍。在一些示例中，凸起结构d1的宽度可以为横波的半波长的2至4倍，
例如，可以为3倍。在上述倍数的情况下，可以防止因倍数太小（尺寸太小）造成的工艺上难
以控制的问题，也可以避免倍数过大影响谐振器的有效机电耦合系数（Keff2值）而影响谐
振器性能的问题。然而，根据本公开实施例的薄膜体声波谐振器中的上述倍数也不限定于
上述示例倍数。对于电极边缘框架结构中的悬臂部d3，其与压电层形成了间隙3000，在此处
则可以形成第二个声波传播阻抗变化的区域或界面，该悬臂部d3和叠层结构的凸起结构d1
一起配合，则能够更好地将泄露的横波反射回谐振器本体内。悬臂部d3的宽度，即在第二方
向Y上的尺寸，也对横波反射效果产生影响，但不如上述凸起结构d1的影响那么大。上述凸
起结构和悬臂部的组合具有二次过滤效果，可以对声波进行两级反射，有利于品质因数的
改善。

[0046] 对于凸起结构d1的宽度的精确控制可以提高薄膜体声波谐振器的性能。在根据本公开实施例的薄膜体声波谐振器中，凸起结构d1的宽度主要是受到边缘凸起层700的尺寸
的影响，因为边缘凸起层700的尺寸也同样影响了凸起结构中钝化层所形成的上述第一台
阶结构的位置。在本公开实施例中，凸起结构中的边缘凸起层为在上电极层500上单独形成
的层，因此，其尺寸可以通过图案化工艺能够较好地控制，因此，也可以能够较好地控制凸
起结构d1的宽度，从而能够提升薄膜体声波谐振器的性能。

[0047] 例如，在图1所述的实施例中，边缘凸起层700外侧边缘与上电极层500的边缘对齐，钝化层800向外延伸超出上电极层500的边缘，从而在钝化层800和压电层400之间形成
间隙3000。需要指出的是，这里所述的“对齐”是指在垂直于压电层400的方向（第一方向X）
上对齐，并且这里的对齐也不限于严格地对齐，也可以在工艺误差的范围内有一些偏差。此
外，除了特别说明之外，这里对于“对齐”的解释也同样适用于下面所要描述的实施例中。

[0048] 图2是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图1不同的是，电极边缘框架结构形成于下电极层300上，也就是形成在下电极层300的边缘处且
在远离压电层400的一侧。在该实施例中，相同的附图标记代表与图1的实施例相同的特征，
另外，边缘凸起层700’、钝化层800’和间隙3000’的附图标记相对于图1中对应的特征使用
了相同的数字部分，并以符号“’”进行区分，以更清楚地表示对应关系。基于上述对于图1的
描述，对于图2所示的实施例的结构也是清楚的，例如，可以将图1实施例的描述中的上电极
层500替换为下电极层300。例如，下电极层300上设置的电极边缘框架结构位于空腔1000
中。图2所示的实施例也能够起到与图1所示的实施例相同的技术效果，这里对于其具体的
结构和技术效果不再赘述。

[0049] 图3是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图1不同的是，电极边缘框架结构形成于上电极层500和下电极层300上，也就是说形成在上电极
层500的边缘处且在远离压电层400的一侧以及形成在下电极层300的边缘处且在远离压电
层400的一侧。图3中相同的特征分别采用了与图1和图2相同的附图标记，与上述图1和图2
相同的部分可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0050] 图4是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图1不同的是，边缘凸起层700和钝化层800均延伸超出上电极层500的边缘，从而在边缘凸起层
700和压电层400之间形成间隙3000。对于其他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不
再赘述。

[0051] 图5和6是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图4不同的是，图5中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图6中的电极边缘框架结构
形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构相关的
层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间隙的附
图标记加上“’”以示区分。对于其他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0052] 图7是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。在图4所示的实施例的基础上，该实施例中的边缘凸起层700在其外侧边缘和内侧边缘之间（即中间
部分中）形成有第二台阶结构s2，该第二台阶结构s2使得边缘凸起层700的外侧边缘和第二
台阶结构s2之间的部分相对于其他部分升起，从而在边缘凸起层700的升起部分与上电极
层500之间形成间隙4000。此外，在该实施例中边缘凸起层700和钝化层800的外侧边缘还往
外延伸超出上电极层500的边缘，从而在边缘凸起层700的超出上电极层500的边缘的部分
与压电层之间形成了间隙3000。如图7所示，间隙3000和间隙4000彼此相连，从而共同构成
了电极边缘框架结构的悬臂部与上电极层500和压电层400之间的间隙。例如，与间隙4000
对应的悬臂部的部分为d2，与间隙3000对应的悬臂部的部分为d3，也就是说，在该实施例
中，电极边缘框架结构中的悬臂部包括d2和d3两部分，其共同作为上述的第二个声波传播
阻抗变化的区域或界面，再次反射泄露出来的横波。此外，在该实施例中，悬臂部的d2部分
的宽度（即在第二方向Y上的尺寸）可以被控制地比较小，因为上电极层500的表面上在对应
于d2的部分对于横波没有边缘反射结构。如果将d2部分宽度控制的比较小，则横波没有被
反射的区域也会比较小，从而能够改善谐振器的性能。然而，本公开实施例对于d2部分的宽
度的具体数值也没有限定，可根据情况而设定。例如，d2部分的宽度可以控制在0.3‑0.5微
米。该实施例中凸起结构d1的功能与参数可以参照上述实施例的描述，并且整个悬臂部d2
和d3的宽度涉及也可以参照上述实施例的内容，这里不再赘述。

[0053] 图8和9是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图7不同的是，图8中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图9中的电极边缘框架结构
形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构相关的
层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间隙的附
图标记加上“’”以示区分。对于其他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0054] 图10为根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图7不同的是，边缘凸起层700和钝化层800的外侧边缘与上电极层500的边缘对齐。因此，在图10
所述的实施例中，不存在悬臂部与压电层400之间的间隙。

[0055] 图11和12是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图10不同的是，图11中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图12中的电极边缘框架
结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构相
关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间隙
的附图标记加上“’”以示区分。对于其他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘
述。

[0056] 图13是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。如图13所示，在根据这些实施例的薄膜体声波谐振器中，在第一方向X上，在边缘凸起层700和上电极
层500之间还包括介电层600。在图13所示的实施例中，钝化层800、边缘凸起层700和介电层
600均向外延伸超出上电极层500的边缘，以在介电层600和压电层400之间形成间隙3000。
在该实施例中，悬臂部d3和凸起结构d1每个均包括钝化层800、边缘凸起层700和介电层600
三层结构。此外，在图13中上电极层500的形成有电极边缘框架结构的相对的一侧，还设置
有用于与上电极层500电连接的上电极引出层900。例如，介电层600在该位置处包括过孔
2000，上电极引出层900通过介电层600中的过孔2000与上电极层500电连接。对于上电极引
出层900的平面位置关系，将在后面参照平面图进行描述。

[0057] 根据对上述实施例的描述，凸起结构的宽度（沿第二方向Y的尺寸）对于薄膜体声波谐振器的性能影响较大，而凸起结构的宽度则由边缘凸起层的宽度来决定。因此，边缘凸
起层的尺寸的精确控制有利于薄膜体声波谐振器的性能提高。在该实施例中，通过介电层
600的引入，一方面可以增加电极边缘框架结构的厚度从而提高声波反射性能。例如，可以
通过控制介电层600的厚度来调节凸起结构的总厚度，从而使得在不影响谐振器带宽性能
的基础上改善谐振器的品质因数。另一方面，介电层600的引入还能够帮助边缘凸起层700
的边界的定义，从而能够更精确地控制边缘凸起层700的尺寸。例如，对于边缘凸起层700的
图案化工艺，可以选用离地剥离（lift‑off）方法或者刻蚀方法来实现。在这两种方法中，刻
蚀方法对于边缘凸起层700的宽度尺寸控制以及边缘凸起层700的边缘形貌（例如垂直度）
更加有利。然而，如果在上电极层500上直接沉积用于形成边缘凸起层700的材料再通过光
刻图形并刻蚀的方法来图案化，则在刻蚀的过程中可能会影响上电极层500的厚度。为了保
证薄膜体声波谐振器的性能，电极层的厚度一般需要控制在+/‑2nm以内，这对于刻蚀工艺
的要求非常高，工艺昂贵且难以精确控制。在该实施例中，在边缘凸起层700和上电极层500
之间形成了介电层600，介电层600可以作为刻蚀边缘凸起层的停止层，从而使得在刻蚀边
缘凸起层700的时候上电极层500不会受到影响。另外，在存在介电层600的情况下，对于边
缘凸起层700的图案化工艺优化的灵活度更高，更能提高边缘凸起层700的宽度尺寸的控制
精度，从而进一步提高薄膜体声波谐振器的性能。如上所述，对于该实施例的薄膜体声波谐
振器，除了上述包含两层结构的实施例中所能起到的技术效果之外，还能够具有上述进一
步的技术优势：介电层600的引入不但能够提高电极边缘框架结构本身带来的性能改善，还
能够由于与谐振器的其他部分例如上电极层的关系而带来进一步的性能改善。

[0058] 图14和图15是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图13不同的是，图14中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图15中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0059] 图16是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图13不同的是，图16所示的实施例中的介电层600的外侧边缘与上电极层500的边缘对齐。在该实
施例中，边缘凸起层700和钝化层800向外延伸超出上电极层500的边缘，以在边缘凸起层
700和压电层400之间形成间隙3000。在图16所示的实施例中，悬臂部d3包括钝化层800和边
缘凸起层700，凸起结构d1包括钝化层800、边缘凸起层700和介电层600。

[0060] 图17和图18是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图16不同的是，图17中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图18中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0061] 图19是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图16不同的是，钝化层800向外延伸超出上电极层500的边缘，边缘凸起层700和介电层600的外侧
边缘与上电极层500的边缘对齐，从而在钝化层800和压电层400之间形成间隙3000。在该实
施例中，悬臂部d3包括钝化层800，而凸起结构d1包括钝化层800、边缘凸起层700和介电层
600。

[0062] 图20和图21是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图19不同的是，图20中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图21中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0063] 图22是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图16所示的实施例不同的是，图22中的边缘凸起层700的外侧边缘和内侧边缘之间形成第二台阶
结构s2。也就是，在边缘凸起层700的外侧边缘和第二台阶结构s2之间，边缘凸起层700形成
升起的结构，从而在边缘凸起层700的升起部分的至少一部分与下面的上电极层500之间，
更具体而言，与下面的介电层600之间形成间隙4000。此外，该实施例的钝化层800和边缘凸
起层700还向外延伸超出上电极层500的边缘，从而使得在边缘凸起层700和压电层400之间
形成间隙3000。间隙3000和间隙4000彼此连接，形成了悬臂部b2和b3与上电极层500（或者
介电层600）和压电层400之间的间隙。在该实施例中，悬臂部d2和d3包括钝化层800和边缘
凸起层700，凸起结构d1包括钝化层800、边缘凸起层700和介电层600。

[0064] 图23和图24是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图22不同的是，图23中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图24中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0065] 图25是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图22所示的实施例不同的是，钝化层800和边缘凸起层700的外侧边缘与上电极层500的边缘对齐，
因此，不存在图22中的间隙3000。

[0066] 图26和图27是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图25不同的是，图26中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图27中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0067] 图28是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图13所示的实施例不同的是，介电层600在上电极层500的边缘的内侧形成有第三台阶结构s3，介
电层600在其外侧边缘与第三台阶结构s3之间的部分形成为升起结构，从而在介电层600的
一部分与上电极层500之间形成间隙4000。此外，钝化层800、边缘凸起层700和介电层600均
向外延伸超过上电极层500的边缘，从而在介电层600的另一部分与压电层400之间形成间
隙3000。间隙3000和间隙4000彼此连接，共同构成悬臂部d2和d3与上电极层500和压电层
400之间的间隙。

[0068] 图29和图30是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图28不同的是，图29中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图30中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0069] 图31是根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图28所示的实施例不同的是，钝化层800、边缘凸起层700和介电层600的外侧边缘与上电极层500
的边缘对齐，因此，不存在图28中的间隙3000。

[0070] 图32和图33是根据本公开另一些实施例的薄膜体声波谐振器的截面结构示意图。与图31不同的是，图32中的电极边缘框架结构形成于下电极层300上，图33中的电极边缘框
架结构形成于下电极层300和上电极层500上。同理，在上电极层500上的电极边缘框架结构
相关的层和间隙的附图标记的基础上，下电极层300上的电极边缘框架结构相关的层和间
隙的附图标记加上“’”以示区分。此外，下电极层300也可以设置下电极引出层900’。对于其
他部分，则可以参照上述实施例的描述，这里不再赘述。

[0071] 图34为根据本公开一些实施例的薄膜体声波谐振器中上电极层表面的平面结构示意图。需要说明的是，图1至图12所示的实施例的截面图是沿折线AA’截取的截面图，图15
至图33所示的实施例的截面图是沿折线BB’截取的截面图。在折线经过电极边缘框架结构
的位置，其与对应的电极层的边缘是大致垂直的，从而可以能够更好地反映电极边缘框架
结构的截面结构。例如，折线经过电极边缘框架结构的部分是沿上述的第二方向Y延伸。如
图34所示，薄膜体声波谐振器的压电谐振层例如为不规则的五边形，其中至少一边需要设
置上电极引出金属层，从而将上电极电连接到外部输入或控制器件。例如，图34中电极边缘
框架结构5000设置在五边形的上电极的四个边缘处。这里的电极边缘框架结构5000可以包
括上述实施例中的任意一种电极边缘框架结构，例如，其包含凸起结构和悬臂部。此外，这
部分还包含了悬臂部与压电层和/或上电极之间形成的间隙。如图34所示，电极边缘框架结
构设置在上电极层的四个边缘处。在设置有电极引出金属层的一个边缘上，不设置上述电
极边缘框架结构，但在该边缘处也同样设置有如上所述的边缘凸起层700，因此，在该边缘
处也设置有与其他边缘处设置的电极边缘框架结构中的凸起结构类似的凸起结构，其可以
包括边缘凸起层700和钝化层800；或者还可以进一步包括介电层600。也就是说，在设置电
极引出结构的边缘处，在上电极上设置有电极引出侧凸起叠层6000，该电极引出侧凸起叠
层6000的截面结构与电极边缘框架结构的凸起结构的截面结构相同。例如，电极引出侧凸
起叠层6000包括的各层种类和数量与电极边缘框架结构的凸起结构包括的各层的种类和
数量相同。此外，上述实施例虽然以五边形且电极引出金属层设置在一个边缘处为例进行
了描述，但根据本公开的实施例并不限制于此，电极层的平面形状也可以为其他多边形形
状，设置电极引出金属层的边缘数量也可以为两个或两个以上。

[0072] 结合图15和图34可以看到，上电极引出层900通过介电层600中的过孔2000与上电极层电连接。需要说明的是，在电极引出侧，存在介电层的情况下，上电极引出层900需要通
过介电层600中的过孔连接，如图34所示。然而，在没有介电层600的情况下，则也相应地不
需要存在过孔2000。结合参照图13和图34，电极引出侧凸起叠层6000中的边缘凸起层700和
凸起结构中的边缘凸起层700可以彼此相连以形成环状结构。

[0073] 需要说明的是，虽然图中没有示出，下电极层也可以设置有用于电极引出的下电极引出金属层。例如，下电极引出金属层和上电极引出金属层可以设置在压电谐振层的不
同边缘处，例如，彼此相对的边缘处。此外，下电极层一侧也可以具有与上电极层一侧相对
应的各种结构，这里不再赘述。

[0074] 例如，在上述各实施例中，设置在电极引出侧的上电极引出层900可以与边缘凸起层700和上电极层500均电连接。在电极边缘框架结构设置在下电极层300上的情况下，下电
极引出层900’可以与边缘凸起层700’和下电极层300均连接。

[0075] 本公开实施例中的薄膜体声波谐振器中各个层的材料没有特别限定。例如，上述各个实施例中的边缘凸起层700和上电极引出层900可以为金属层，例如，可以采用形成电
极的材料来形成，但本公开的实施例对此没有特别限制。介电层600和钝化层800可以采用
诸如氮化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅等绝缘材料制成，介电层600和钝化层800的材料可
以相同或者可以不同。此外，对于压电谐振层中的各层的材料以及衬底基板、支撑层的材
料，均可以采用常规技术中的任意合适的材料，这里没有特别限定。

[0076] 为了更好地说明本公开实施例中的体声波谐振器的性能的改善，使用上述图25所示的实施例的具有电极边缘框架结构的薄膜体声波谐振器和无电极边缘框架结构的薄膜
体声波谐振器进行了对比测试。图35是对比具有电极边缘框架结构和无电极边缘框架结构
的薄膜体声波谐振器的阻抗随频率变化的曲线图，图36是对比电极边缘框架结构和无电极
边缘框架结构的薄膜体声波谐振器的品质因数随频率变化的曲线图。从图35可以看到，薄
膜体声波谐振器由于引入了本公开的实施例描述的电极边缘框架结构，谐振器并联谐振阻
抗Rp大幅增高，从而可以有更低的插入损耗（Insertion Loss），有利于滤波性能的改善。从
图36可以看到，薄膜体声波谐振器由于引入了本公开的实施例描述的电极边缘框架结构，
谐振器的品质因数（Q）大幅提高，从而可以有更低的插入损耗（Insertion Loss），有利于滤
波性能的改善。本公开的其他实施例的薄膜体声波谐振器也具有类似的技术效果，这里不
再一一赘述。

[0077] 需要说明的是，以上实施例中虽然使用薄膜体声波谐振器为例进行了说明，但本公开的实施例也可以应用于其他的体声波谐振器。例如，其也可以用于固定安装体声波谐
振器（BAW‑SMR）。在BAW‑SMR的情况下，由于压电谐振层下方设置的声波反射结构不是空腔
而是布拉格反射层，因此，电极边缘框架结构也可以仅仅设置在上电极层上。因此，本公开
实施例中在电极层上设置有电极边缘框架结构是指在具有设置电极边缘框架结构的空间
的电极层上设置该结构。

[0078] 此外，根据本公开的一些实施例还提供一种体声波过滤器，例如，该体声波过滤器包括至少一个体声波谐振器，该至少一个体声波谐振器可以为上述任一实施例中描述的体
声波谐振器。由于根据本公开实施例的体声波过滤器包括至少一个上述体声波谐振器，因
此，也具有相应的有益技术效果，这里不再赘述。

[0079] 有以下几点需要说明：

[0080] （1）本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

[0081] （2）在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

[0082] 以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在
本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。