具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

需要说明的是，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

如图1所示，当电能施加到体声波谐振器的上下电极上时，位于上下电极中的压电层因压电效应而产生声波。在压电层内除了会产生纵波，还会产生横向剪切波(横向剪切波也可以称为侧向波或剪波)。横向剪切波的存在会影响主要的纵波的能量，横向剪切波会导致能量的损耗并且使得体声波谐振器的Q值恶化。

因此，一种提升体声波谐振器的Q值的方法就是抑制横向剪切波，以阻止横向剪切波从有源区传播到外部区域，从而减少能量的泄露。

研究表明，在体声波谐振器的压电层的有源区边缘设置凹槽可以抑制横向剪切波向外部区域传播，将能量限制在有源区内，从而减小寄生谐振并提升Q值。

进一步地，针对压电层中是否存在凹槽的不同情况，分别对体声波谐振器在串联谐振频率处的振型图进行模拟试验。图2a为压电层中不存在凹槽的情况下，体声波谐振器在串联谐振频率处的振型图的模拟结果示意图；图2b为压电层中存在凹槽的情况下，体声波谐振器在串联谐振频率处的振型图的模拟结果示意图。从图2a及图2b可以看出：具有凹槽的体声波谐振器的侧向波对纵波的干扰更小，振动更加集中在有源区的中间。在有源区的边缘，侧向波被环状的凹槽所抑制，振动幅度更小。

针对压电层中是否存在凹槽的不同情况，分别对体声波谐振器的频率质量因子与阻抗进行试验。图3a为压电层中不存在凹槽的情况下，体声波谐振器的频率质量因子与阻抗的试验结果示意图；图3b为压电层中存在凹槽的情况下，体声波谐振器的频率质量因子与阻抗的试验结果示意图。从图3a及图3b可以看出：凹槽可以减小低于串联谐振频率处的寄生谐振，并且具有凹槽的体声波谐振器在串联谐振频率处的Q值为2460，无凹槽的体声波谐振器在串联谐振频率处的Q值为2397，即具有凹槽的体声波谐振器的Q值更高。

观察体声波谐振器中是否存在凹槽时的史密斯(英文可以表达为Smith)圆图。图4为压电层中是否存在凹槽的不同情况下，体声波谐振器的史密斯圆图的示意图。如图4所示，凹槽可以有效减小串并联谐振区内的寄生谐振，使寄生谐振转移到串联谐振点之下。也就是说，在压电层中增加位于体声波谐振器有源区的边缘的凹槽的设计能够衰减侧向波，使得能量集中在有源区内的纵波上，达到抑制横向寄生模态(即抑制寄生谐振)和增加Q值的作用。

基于此，在本发明的各实施例中，在压电层中的有源区的边缘设置环状的凹槽，该凹槽能够抑制体声波谐振器在受到电场激励时产生的横向剪切波向外部区域传播，将能量限制在有源区内的纵波上，减小能量的泄露，从而减小寄生谐振并提高Q值。

图5a是本发明实施例提供的一种体声波谐振结构100的俯视示意图；图5b为图5a中体声波谐振结构100沿A方向的剖面示意图。参照图5b所示，体声波谐振结构100包括：衬底101；依次层叠于衬底上的第一电极层102、反射结构103、压电层104和第二电极层105；其中，压电层104中设置有环状的凹槽106，凹槽106处于有源区内且靠近有源区的边缘。

实际应用中，衬底101的组成材料可以包含硅(Si)、锗(Ge)等。

第一电极层102可以称为上电极，相应地，第二电极层105可以称为下电极，电能可以通过该上电极和下电极施加到体声波谐振器上。第一电极层102和第二电极层105的组成材料可以相同，具体可以包括：铝(Al)、钼(Mo)、钌(Ru)、铱(Ir)或者铂(Pt)等。

压电层104可以用于根据逆压电特性产生振动，将加载在第一电极层102和第二电极层105上的电信号转换为声波信号，实现电能到机械能的转化。实际应用中，压电层104的组成材料可以包括：具有压电特性的材料如，氮化铝、氧化锌、钽酸锂等；还可以为掺杂压电特性材料如掺钪。

反射结构103用于反射声波信号。当压电层104产生的声波信号向反射结构103传播时，声波信号可在第一电极层102和反射结构103接触的界面处发生全反射，使得声波信号反射回压电层104中。这里，有源区包括第一电极层102、反射结构103、压电层104以及第二电极层105沿第二方向重叠的区域(如图5b中示出的有源区)；第二方向是与衬底101的表面垂直的方向。可以理解的是，第二方向也可以理解为衬底101上第一电极层102、反射结构103、压电层104以及第二电极层105堆叠的方向。

凹槽106设置在压电层104中，且沿着有源区的边缘设置，即凹槽106的外轮廓与上电极或下电极的形状类似。需要说明的是，实际应用中，图5a所示的俯视图并不能直接观察到位于压电层中的凹槽106，这里，为了更明显展示凹槽106，将凹槽106透过第二电极105进行了展示。

在本实施例中，凹槽106的位置不能超出有源区的边缘。具体地，为了确定最优的凹槽106的设置位置，将凹槽106的位置分别设置在有源区内边缘、有源区外的第一位置、有源区外的第二位置等不同位置来进行具体分析。这里，第二位置距离有源区比第一位置距离有源区更远。

实际应用中，图6示出了本发明实施例中，将凹槽的位置分别设置在不同位置时，对消除横向寄生模态和增加Q值的影响。图6中第一列为不设置凹槽时，体声波谐振结构的相应试验结果；第二列为凹槽设置在有源区内时，体声波谐振结构的相应试验结果；第三列为凹槽设置在时有源区外的第一位置(对应图6中源区之外1，具体可以是，有源区之外，但反射结构之内)，体声波谐振结构的相应试验结果；第四列为凹槽设置在时有源区外的第二位置(对应图6中源区之外2，具体可以是，有源区之外，且反射结构之外)，体声波谐振结构的相应试验结果。图6中第一行为体声波谐振器的压电层中设置不同位置的凹槽示意图；第二行为体声波谐振器在串联谐振频率处的振型图的模拟试验结果示意图；第三行为体声波谐振器的切片模拟试验结果示意图；第四行为体声波谐振器的频率质量因子与阻抗的试验结果示意图；第五行为体声波谐振器的史密斯圆图试验结果示意图。从图6可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，凹槽设置在有源区内的体声波谐振器能有效的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值；凹槽设置在有源区外第一位置的体声波谐振器时，抑制寄生谐振的效果并不明显，但Q值会有提升；凹槽设置在有源区外第二位置的体声波谐振器时，不仅不会抑制寄生谐振的效果并不明显，还会增强串并联谐振区内的寄生谐振。也就是说，为了同时达到减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果，凹槽106的位置需要位于有源区内。实际应用中，所述凹槽106的外边缘距离有源区的边缘的距离可以为：0-10μm。优选为0μm。

可以理解的是，当凹槽106设置在靠近有源区中部位置时，形成在压电层104中、靠近有源区边缘的侧向波在横向传播时，可能并不能遇到中部位置的凹槽，从而使凹槽106无法发挥作用。

在一些实施例中，凹槽106的外轮廓包括封闭的形状，封闭的形状包括一条弧线及两条或两条以上的直线。

实际应用中，如图5a所示，凹槽106的外轮廓可以比上电极略小，以保证将能量限制在有源区内。这里，外轮廓可以参照图5a进行理解，外轮廓即为凹槽106从俯视的角度观察到的外边缘形状。可以理解的是，当凹槽106的外轮廓为封闭、且宽度均匀的线段时，起到限制作用的形貌更佳，能够将能量更好的限制在有源区内。

在一些实施例中，凹槽106的数量包括多个，多个凹槽沿第一方向依次排布，第一方向包括由有源区的边缘指向有源区的中部的方向。优选地，凹槽106的数量包括三个。当侧向波沿薄膜横向传播到有源区边缘时，遇到空气凹槽后侧向波大部分会发生反射，小部分会折射和透射穿过凹槽。在侧向波连续遇到多个凹槽后，绝大部分的侧向波都被反射。

这里，多个凹槽106均为环状，且沿第一方向依次排布。实际应用中，如图5a所示，三个凹槽106所在的环的周长沿第一方向依次缩小。

实际应用中，图7示出了本发明实施例中，分别设置不同的凹槽数量时，对消除横向寄生模态和增加Q值的影响。图7中第一列为不设置凹槽时，体声波谐振结构的相应试验结果；第二列为凹槽设置数量为3时，体声波谐振结构的相应试验结果；第三列为凹槽设置数量为1时，体声波谐振结构的相应试验结果；第四列为凹槽设置数量为2时，体声波谐振结构的相应试验结果；第五列为凹槽设置数量为4时，体声波谐振结构的相应试验结果。图7中每一行所代表的试验对象与图6中每一行所代表的试验对象相同。从图7可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，设置有3个凹槽的体声波谐振器能有效的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值；设置有1个凹槽体声波谐振器或设置有4个凹槽体声波谐振器时，能够抑制寄生谐振的，同时Q值会有提升，但有部分能量泄漏到有源区外的第二位置；设置有2个凹槽体声波谐振器时，能够抑制寄生谐振的效果，但效果比设置有3个凹槽时略差。也就是说，当凹槽的设置数量设置为3时，可以达到最佳的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果。

需要说明的是，图5a、5b所示的体声波谐振结构仅为本发明提供一种示例，实际应用中，体声波谐振结构根据反射结构103形态的不同，具体可以分为：第一类空腔型薄膜体声波谐振结构(FBAR，Film Bulk Acoustic Wave Resonator)、第二类空腔型FBAR、固态装配(SMR，Solid Mounted Resonator)型谐振结构等。而本发明实施提供的方案可以适用于上述不同类型的体声波谐振结构。

在一些实施例中，当体声波谐振结构100包括第一类空腔型FBAR时，反射结构103包括第一电极层102向上凸起与衬底101表面之间形成第一空腔，如图8a所示。

在一些实施例中，当体声波谐振结构100包括第二类空腔型FBAR时，反射结构103包括衬底的表面向下凹陷与第一电极层102之间形成的第二空腔，如图8b所示。

在一些实施例中，当体声波谐振结构100包括SMR谐振结构时，反射结构103包括声阻抗不同且交替层叠设置的第一介质层和第二介质层，如图8c所示。

在一些实施例中，凹槽106中设置有填充材料，填充材料的声阻抗与压电层104的材料的声阻抗的差值大于预设值。这里，预设值可以根据实际情况进行调整。实际应用中，凹槽106中填充材料的声阻抗与压电材料的声阻抗相差越大，反射效率越高。凹槽106中填充的可以是空气，空气的声阻抗远小于压电材料的声阻抗，凹槽106中也可以填充非结晶材料。实例性地，非结晶材料包括氧化硅(SiO₂)。凹槽106中填充非结晶材料时，如图9所示。

在一些实施例中，凹槽106的开口朝向压电层104的顶面、或者凹槽106的开口朝向压电层104的底面、或者凹槽106位于压电层的中间。实际应用中，凹槽106的开口朝向压电层104的顶面的情况可以参考图5a，凹槽106的开口朝向压电层104的底面的情况可以参考图10。凹槽106位于压电层104的中间可以理解为凹槽106实际为空腔，该空腔位于压电层104的中部，无开口朝向。需要说明的是，当凹槽106的开口朝向压电层104的底面，或者凹槽106位于压电层104的中间时，凹槽106中设置有填充材料，填充材料包括非结晶材料。

实际应用中，当凹槽106的数量包括多个时，多个凹槽106的开口深度满足不同的规则也会对消除横向寄生模态和增加Q值的产生不同的影响。

在一些实施例中，多个凹槽106的开口深度均小于压电层104的厚度，且多个凹槽106中每个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减、或沿第一方向依次递增、或部分相同、或全部相同。

可以理解的是，压电层中产生的侧向波沿薄膜横向传播到有源区边缘时(该传播方向与第一方向相反)时，先后遇到多个凹槽，当碰到的多个凹槽的开口深度逐渐递增(多个凹槽中每个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减)时，侧向波经历了多次由弱到强的由侧向波的传播方向向纵向传播方向的转变，基于此，绝大部分的侧向波都被反射。转化为纵波，表现为减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果最佳。

实际应用中，为了确定最优的多个凹槽106的开口深度满足的规则，以及多个凹槽的开口深度变化的规则，分别设置不同的规则来进行具体分析，如图11所示。图11中第一列为不设置凹槽时，体声波谐振结构的相应试验结果；第二列为多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减时，体声波谐振结构的相应试验结果；第三列为多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递增时，体声波谐振结构的相应试验结果；第四列为多个凹槽开口深度满足相同且均为第一深度时，体声波谐振结构的相应试验结果；第五列为多个凹槽开口深度满足相同且均为第二深度时，体声波谐振结构的相应试验结果足的规则的示意图(其中，第一深度大于第二深度)。图11中每一行所代表的试验对象与图6中每一行所代表的试验对象相同。从图11可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，设置的多个凹槽的开口深度满设置的多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减的体声波谐振器能有效的减少串并联谐振区内的寄生谐振，使寄生谐振转移到串联谐振点之下，并提升Q值；设置的多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递增的体声波谐振器能减少串并联谐振区内的寄生谐振，且Q值略有提升；设置的多个凹槽开口深度满足相同且均为第一深度(如0.6μm)的体声波谐振器可以有效减小寄生谐振，将寄生谐振转移到串联谐振点之下，但转移后的寄生谐振比设置有不同深度凹槽的谐振器的寄生更大，同时Q值会提升；设置的多个凹槽开口深度满足相同且均为第二深度(如0.4μm)的体声波谐振器可以减小寄生谐振，但效果没有第一深度的谐振器的效果好。也就是说，当多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减时，可以达到最佳的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果。

基于此，在一些实施例中，多个凹槽106中每个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减。其中，在一些实施例中，凹槽106的数量包括N个；N个凹槽中沿第一方向的第i个凹槽的开口深度为：(N-i+1)*H/(N+1)；其中，N为大于1的正整数，i为正整数，且1≤i≤N，H为压电层的厚度。

在其他实现方式中，多个凹槽106中部分凹槽开口深度相同，如任意两个或两个以上凹槽的开口深度相同，且不同于剩余的凹槽开口深度，即多个凹槽中的每个凹槽的开口深度可以不设置为沿第一方向依次递减或递增。例如，当有3个凹槽时，可以有2个凹槽的开口深度相同，且不同于第3个凹槽的开口深度。

实际应用中，N的范围可以为：1～4。当凹槽的数量为3时，3个凹槽深度可以为1/4压电层厚度的倍数，具体地，3个凹槽沿第一方向的开口深度依次可以为：3/4H、2/4H以及1/4H。当凹槽深度为四分之一压电层厚度的倍数时，发生折射的侧向波的传播方向会变为纵向传播，将侧向波转变为了纵波，纵波正是需要的。

在一些实施例中，多个凹槽106中每个凹槽的开口深度沿第一方向依次递增；凹槽的数量包括N个；N个凹槽中沿第一方向的第i个凹槽的开口深度为：i*H/(N+1)，其中，N为大于1的正整数，i为正整数，且1≤i≤N，H为压电层的厚度。

实际应用中，当凹槽的数量为3时，3个凹槽深度可以为1/4压电层厚度的倍数，具体地，3个凹槽沿第一方向的开口深度依次可以为：1/4H、2/4H以及3/4H。

在一些实施例中，多个凹槽106中每个凹槽的开口深度相同；多个凹槽中每个凹槽的开口深度范围均为：1/2H～H；其中，H为压电层的厚度。

实际应用中，当多个凹槽中每个凹槽的开口深度相同时，可以设置不同的开口深度值，并根根相应的试验结果具体分析，以确定出较优的开口深度的范围值。

图12a-图12h为针对不同的开口深度值时体声波谐振器的阻抗与频率的关系的试验结果示意图；图13a-图13h为针对不同的开口深度值时体声波谐振器的史密斯圆图的试验结果示意图。需要说明的是，图12a-图12h以及图13a-图13h中的H8均表示凹槽的开口深度，并且该开口深度的单位为μm，同时图12a-图12h以及图13a-图13h试验的前提为压电层的厚度值为0.8μm。从图12a-图12h以及图13a-图13h可以看出，0.1μm凹槽的谐振器虽然有较高的Q值，但史密斯圆并不圆滑，串并联谐振点内有较大扰动。随着凹槽深度的增加，串并联谐振点内的寄生谐振逐渐消失，低于串联谐振点的寄生谐振逐渐增多，当凹槽深度>0.6μm时，寄生谐振会逐渐集中起来，在低于串联谐振点处形成较大的寄生谐振。

在一些实施例中，一个凹槽106可以包括多个子凹槽；多个子凹槽一起形成环状，如图14所示。也就是说，一个凹槽可以不是一个完整的凹槽，而是由多个子凹槽共同构成的。在一些实施例中，多个子凹槽中每个子凹槽的开口深度相同；多个子凹槽中每个子凹槽的截面形状包括长条形、圆形或者椭圆形。

前已述及，当凹槽开口深度为四分之一压电层厚度的倍数时，发生折射的侧向波的传播方向会变为纵向传播，将侧向波转变为了纵波，纵波正是需要的。同时，如果子凹槽的间隔和子凹槽的开口宽度设计不当时，侧向波会在相邻凹槽之间来回反射形成驻波，驻波的某个高次谐振可能会位于纵波的串联谐振点附近，从而影响到谐振器的性能。基于此，为了破坏侧向波的干涉，子凹槽的间间隔和子凹槽的开口宽度不能为压电层中产生的侧向波的高次谐波的半波长的整数倍。这里，子凹槽的开口宽度是指子凹槽沿第一方向的开口尺寸，具体可以参考图14中示出的W；子凹槽的间隔是指子凹槽沿第一方向的间隔尺寸，具体可以参考图14中的L。

基于此，在一些实施例中，子凹槽的开口宽度与相邻子凹槽间的间距均不等于压电层中产生的侧向波的高次谐波的半波长的整数倍。

在一些具体实施例中，子凹槽的开口宽度范围为：0.05um～10um；相邻子凹槽间的间距范围为：0.05um～10um。

示例性地，如图14所示，子凹槽的截面形状包括长条形，子凹槽的开口宽度W为1μm，子凹槽的间隔L为1μm；子凹槽的长度即子凹槽沿与第一方向垂直方向的开口尺寸为51μm。

在一些实施例中，可以在上电极层的上方形成边框。图15为上电极层的上方是否存在边框的不同情况下，体声波谐振器的史密斯圆图的示意图。如图15所示，边框可以抑制有源区内的侧向波，使得体声波谐振器的串并联谐振点内的寄生谐振减少，但低于串联谐振点处的寄生谐振会明显增大。对比图4和图15，相比于具有边框的体声波谐振器，具有凹槽的体声波谐振器在串联谐振点之下的寄生谐振要小得多，几乎可以忽略。

有鉴于此，在本发明实施例中，可以在第二电极层105的上方形成边框107，同时在压电层104中形成环状的凹槽106，从而利用边框107使得体声波谐振器的串并联谐振点内的寄生谐振减少，Q值提高，同时利用凹槽106使得低于串联谐振点处的寄生谐振明显降低。

在一些实施例中，第一电极层、压电层和第二电极层中，至少有一层上设有凸块或缺块形成的边框107，该凸块或缺块的个数至少为1个。边框107具有环状立体结构，边框107处于有源区内，且靠近有源区的边缘。

实际应用中，如图16所示，边框107设置在第二电极105的表面上，且沿着有源区的边缘设置。也就是说，边框107的外轮廓与上电极或下电极的形状类似。在一些实施例中，边框107的外轮廓可以由一条弧线及两条或两条以上的直线形成。实际应用中，边框107的外轮廓可以上电极略小，以保证将能量限制在有源区内。这里，边框107具有环状立体结构，可以理解为边框107具有一定的宽度和厚度。在其他实施例中，边框107的外轮廓包括封闭、且宽度均匀的线段。

在一些实施例中，边框107的组成材料与第一电极层102和第二电极层105的组成材料可以相同，也可以不同。更具体地，边框106的组成材料可以包括：铝、钼、钌、铱或者铂等优选地，边框107的材料的组成材料可以包括铝。当边框107的组成材料与第二电极层105的组成材料相同时，边框107既可以与第二电极层105一起形成，也可以在形成第二电极层105后再单独形成。

在既设置了凹槽106又设置了边框107的体声波谐振器中，同样对凹槽106的设置位置、凹槽106的设置数量以及存在多个凹槽时，多个凹槽106的开口深度满足的规则进行了分析。具体地：

实际应用中，在设置有边框107时，为了确定最优的凹槽106的设置位置，将凹槽106的位置分别设置在有源区内、有源区外的第一位置、有源区外的第二位置；其中第二位置距离有源区的距离比第一位置距离有源区的距离更远等不同位置来进行具体分析。

实际应用中，图17示出了本发明实施例中，将凹槽的位置分别设置在不同位置时，不同设置位置对消除横向寄生模态和增加Q值的影响。图17的每一行以及每一列的说明均可以参考图6。从图17可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，凹槽设置在有源区内的体声波谐振器能减小低于串联谐振频率处的寄生谐振，并且使得Q值更加集中在串联谐振频率处，同时Q值也有提升；凹槽设置在有源区外第一位置的体声波谐振器时，抑制寄生谐振的效果并不明显，也没有使得Q值更集中；凹槽设置在有源区外第二位置的体声波谐振器时，会使得部分能量泄露到有源区外第二位置，使得在有源区外第二位置的压电层还会产生振动移位。也就是说，在设置有边框107时，为了同时达到减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果，凹槽106的位置同样需要位于有源区内。

实际应用中，在设置有边框107时，为了确定最优的凹槽106的数量，分别设置不同的凹槽106的数量来进行具体分析。

实际应用中，图18示出了本发明实施例中，分别设置不同的凹槽数量时，不同设置数量对消除横向寄生模态和增加Q值的影响。图18的每一行以及每一列的说明均可以参考图7。从图18可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，设置有3个凹槽的体声波谐振器能减小低于串联谐振频率处的寄生谐振，并且使得Q值更加集中在串联谐振频率处，同时Q值也有提升；设置有1个凹槽体声波谐振器或设置有4个凹槽体声波谐振器时，能够抑制寄生谐振的，同时Q值会有提升，但有部分能量泄漏到非空腔区；设置有2个凹槽体声波谐振器时，能够抑制寄生谐振的效果，但效果比设置有3个凹槽时略差。也就是说，在设置有边框107时，当凹槽106的设置数量设置为3时，可以达到最佳的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果。

实际应用中，在设置有边框107时，为了确定最优的多个凹槽106的开口深度满足的规则，分别设置不同的规则来进行具体分析。

实际应用中，图19示出了本发明实施例中，分别设置不同的开口深度满足的规则时，不同设置规则对消除横向寄生模态和增加Q值的影响。图19的每一行以及每一列的说明均可以参考图11。需要说明的是，在图19中在多个凹槽106的开口深度相同时，仅设置了一组。从图19可以看出，相比于无凹槽的体声波谐振器，设置的多个凹槽的开口深度满设置的多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减的体声波谐振器能有效的减少串并联谐振区内的寄生谐振，使寄生谐振转移到串联谐振点之下，并提升Q值；设置的多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递增的体声波谐振器能减少串并联谐振区内的寄生谐振，但减小的幅度不及多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减情况下的减小幅度，且Q值略有提升；设置的多个凹槽开口深度满足相同的体声波谐振器可以减小寄生谐振，将寄生谐振转移到串联谐振点之下，但减小的幅度不及多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减情况下的减小幅度同时Q值会提升。也就是说，在设置有边框107时，当多个凹槽开口深度满足沿第一方向依次递减时，可以达到最佳的减少串并联谐振区内的寄生谐振，并提升Q值的效果。

本发明实施例中，在压电层中的有源区的边缘设置环状的凹槽，该凹槽能够抑制体声波谐振器在受到电场激励时产生的横向剪切波向外部区域传播，将能量限制在有源区内的纵波上，减小能量的泄露，从而减少寄生谐振并提高Q值。

基于上述体声波谐振结构，本发明实施例又提供一种体声波谐振结构的制造方法，如图20所示，方法包括：

步骤2001：在衬底上形成第一电极层；

步骤2002：在衬底和第一电极层之间形成反射结构；

步骤2003：在第一电极上形成压电层；

步骤2004：在压电层中形成环状的凹槽，其中，凹槽处于有源区内，且靠近有源区的边缘；

步骤2005：在压电层上形成第二电极层。

对于第一电极层、反射结构、压电层、第二电极层的制造方式相关技术中比较成熟，这里不再赘述。下面重点介绍压电层中凹槽的形成方式。

在一些实施例中，方法还包括：

在凹槽中填充非结晶材料；

在凹槽中填充有非结晶材料的压电层上形成第二电极层。

对于不同开口朝向、不同填充材料的凹槽可以使用不同的制造方法。在一些实施例中，在压电层中形成环状的凹槽，包括：

在压电层中形成开口朝向压电层的顶面的环状的凹槽，并在凹槽中填充牺牲层；

在压电层上形成第二电极层之后，去除牺牲层，以使凹槽中填充空气。

即当凹槽的开口朝向压电层的顶部且凹槽中填充有固态的材料，如非结晶材料时，可以在压电层中通过刻蚀工艺形成凹槽，在凹槽中填充固态的材料后再在压电层上形成第二电极层。当凹槽的开口朝向压电层的顶部且凹槽中填充为空气时，则需要在压电层中通过刻蚀工艺形成凹槽，然后在在凹槽中形成牺牲层，再在压电层上形成第二电极层，最后去掉牺牲层。

在另一些实施例中，压电层包括M个子压电层，其中，M为大于等于2的正整数，且M与凹槽的开口深度的变化规则相关；

在第一电极上形成压电层，在压电层中形成环状的凹槽，包括：

在第一电极层上依次形成M个子压电层中的第j子压电层，并在形成每一个子压电层后形成贯穿第j子压电层的k个环状的第j子通孔，在第j子通孔中填充非结晶材料，j为正整数，且1≤j≤M-1，k为正整数，且k与凹槽的数量及凹槽开口深度的变化规则相关，第j+1子通孔与相应的第j子通孔连通；

在M个子压电层中第M-1子压电层形成及第M-1子通孔填充后，在第M-1子压电层上形成第M子压电层，以形成压电层；所有的子通孔共同形成凹槽。

即当凹槽的开口朝向压电层的底面时，凹槽中设置有填充材料，填充材料包括非结晶材料时，第一种制造方式可以是：先形成压电层的一部分，然后形成贯穿该形成的一部分压电层的通孔，并在通孔中全部填充非结晶材料(该形成部分压电层、打孔及填充的步骤可以根据凹槽的开口深度的变化规则重复多次)；再在形成的一部分压电层的上沉积剩余部分压电层，以得到完整的压电层；最后在完整的压电层上形成第二电极层。

在实际应用中，可以根据凹槽的开口深度变化规则，将压电层分为多个子压电层，之后采用逐层生长、逐层选择性穿孔的方式得到最终的凹槽结构。需要说明的是，子压电层的数量与凹槽的开口深度变化规则相关，如凹槽开口深度均相同时，子压电层的数量为2；如凹槽开口深度沿第一方向递增或递减时，子压电层的数量为不同的开口深度的凹槽的数量加1(加1为压电层顶部无开口的部分)。在上一层子压电层中形成的子沟道孔与上一层压电层中形成的子沟道孔连通，也就是说，各层子压电层中形成的子沟道孔都是对齐的。至于在各层择性穿孔则与凹槽的数量及开口深度变化规则均相关，如当三个凹槽的开口深度沿第一方向依次递增时，先在第一子压电层中形成3个第一子沟道孔，在第二子压电层中形成第二子沟道孔时，需要选择在将离有源区边缘较远的2个第一子通孔上形成第二子沟道孔，在第三子压电层中形成第三子沟道孔时，需要选择在将离有源区边缘最远的1个第二子通孔上形成第三子沟道孔，第一子通孔、第二子通孔以及第三子通孔共同形成凹槽。

示例性地，对于第一种制作方式，结合图21a-图21f进行详细说明。在该示例中，凹槽的开口朝向压电层的底面，凹槽中设置有非结晶材料，凹槽数量为三个，且三个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减。M＝4；j＝1、2、3；k＝3、2、1。

在第一电极上形成压电层，在压电层中形成环状的凹槽，包括：

如图21a所示，在第一电极层上形成第一子压电层140-1，并形成贯穿第一子压电层的3个环状的第一子通孔160-1；如图21b所示，在3个第一子通孔160-1中均填充非结晶材料；如图21c所示，在第一子压电层140-1上形成第二子压电层140-2，并形成贯穿第二子压电层140-2的2个环状的第二子通孔160-2；第二子通孔160-2延伸至相应的第一子通孔160-1中(2个环状的第二子通孔160-2的延伸至靠近有源区边缘较近的2个第一子通孔160-1中)。

如图21d所示，在2个第二子通孔160-2中均填充非结晶材料；如图21d所示，在第二子压电层140-2上形成第三子压电层140-3，并形成贯穿第三子压电层140-3的1个环状的第三子通孔160-3；第三子通孔160-3延伸至相应的第二子通孔160-2中(1个环状的第三子通孔160-3的延伸至靠近有源区边缘最近的1个第二子通孔160-2中)。

如图21e所示，在第三子通孔160-3中填充非结晶材料；如图21e所示，在第三子压电层140-3上形成第四子压电层140-4；第一子压电层140-1、第二子压电层140-2、第三子压电层140-3及第四压电层140-4共同形成压电层140；第一子通孔160-1、第二子通孔160-2以及第三子通孔160-3共同形成凹槽160。

之后，如图21f所示，在压电层104上形成第二电极层105。

在另一些实施例中，在压电层上形成第二电极层之前，该方法还包括：

形成贯穿压电层的环状的通孔；

向环状的通孔中填充非结晶材料至预设高度，预设高度与凹槽开口深度的变化规则相关；

向环状的通孔中继续填充与压电层材料相同的材料至与压电层的顶面齐平。

即当凹槽的开口朝向压电层的底面时，凹槽中设置有填充材料，填充材料包括非结晶材料时，第二种制造方式可以是：先形成完整的压电层，并形成贯穿该完整压电层的通孔；然后在通孔中部分填充非结晶材料，即填充非结晶材料至预设高度(预设高度是指各凹槽的开口深度)；再在通孔中剩余的另一部分部分填充与压电层相同的材料；最后在完整的压电层上形成第二电极层。

示例性地，对于第二种制造方式，结合图22a-图22d进行详细说明。在该示例中，凹槽的开口朝向压电层的底面，凹槽中设置有非结晶材料，凹槽数量为三个，且三个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减。

在压电层104上形成第二电极层105之前，方法还包括：

如图22a所示，形成贯穿压电层104的三个环状的通孔；如图22b所示，分别向该三个通孔中填充非结晶材料至三个凹槽的开口深度所在的高度(沿第一方向依次递减)；如图22c所示，分别向该三个通孔中继续填充与压电层材料相同的材料至与压电层104的顶面齐平。之后，如图22d所示，在压电层104上形成第二电极层105。

需要说明的是，图22a-图22d中仅示出了三个凹槽的开口深度沿第一方向依次递减的制造过程，可以理解的是当三个凹槽的开口深度沿第一方向依次递增时，分别向该三个通孔中填充非结晶材料至三个凹槽的开口深度所在的高度(沿第一方向依次递增)。

基于上述方法的描述，当凹槽位于压电层的中间时，可以在上述三种实施方式的基础上，通过增加一层子压电层的方式实现，这里不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统与方法，可以通过其他的方式实现。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。