一种谐振器及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种谐振器及其制作方法，包括：提供衬底，在衬底上形成至少一个第一凹槽，并在第一凹槽内填充待刻蚀材料；在衬底表面形成压电结构层，压电结构层包括依次位于衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个压电区的压电结构层对应覆盖一个第一凹槽；在第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；去除待刻蚀材料，在第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在第二凹槽对应的区域形成第二空腔。由于每个压电区的压电结构层四周都具有第二空腔，而能量在介质与空气的界面会被反射回来，因此，可以最大程度的减少能量的损失，提升谐振器的Q值。

A Resonator and Its Fabrication Method

The invention provides a resonator and a fabrication method thereof, including: providing a substrate, forming at least one first groove on the substrate and filling the first groove with the material to be etched; forming a piezoelectric structure layer on the surface of the substrate, including seed layer, lower electrode, piezoelectric layer and upper electrode which are located on the surface of the substrate in turn; and advancing a piezoelectric structure layer around each piezoelectric region. The second groove is formed by etching, and the piezoelectric structure layer of each piezoelectric region correspondingly covers a first groove; the material to be etched is filled in the second groove, and the interconnection electrodes connected with the upper electrodes of each piezoelectric region are formed on the surface of the substrate; the material to be etched is removed, and the first cavity is formed in the area corresponding to the first groove, and the second cavity is formed in the area corresponding to the second groove. Because the piezoelectric structure layer of each piezoelectric region has a second cavity around it, and the energy will be reflected back at the interface between the medium and the air, so the energy loss can be reduced to the greatest extent and the Q value of the resonator can be raised.

【技术实现步骤摘要】
一种谐振器及其制作方法
本专利技术涉及谐振器
，更具体地说，涉及一种谐振器及其制作方法。
技术介绍
随着通讯频段的演进，其所需求的频率越来越高。在高频率的需求下，其谐振器需要提供更好的Q值才能减少滤波器的损耗，得到一具更高质量的滤波响应。但是，现有的谐振器的Q值仍较低，不能满足越来越高的频率需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种谐振器及其制作方法，以提高谐振器的Q值。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种谐振器的制作方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成至少一个第一凹槽，并在所述第一凹槽内填充待刻蚀材料；在所述衬底表面形成压电结构层，所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一凹槽；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在所述衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；去除所述待刻蚀材料，在所述第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在所述第二凹槽对应的区域形成第二空腔。可选地，在对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽之后，还包括：在所述衬底表面形成保护层；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料之后，还包括：去除所述压电结构层顶面的保护层。可选地，当所述衬底上具有多个第一凹槽时，对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽包括：对相邻的两个压电区之间的压电结构层进行刻蚀。一种谐振器，包括衬底、位于所述衬底表面的压电结构层以及位于所述压电结构层顶面的互连电极；所述衬底具有至少一个第一空腔；所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极，所述压电结构层位于所述衬底上的压电区，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一空腔，且每个所述压电区的压电结构层四周具有第二空腔。可选地，每个所述压电区的压电结构层的侧壁上还具有保护层。可选地，所述压电区为方形区域或圆形区域。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的谐振器及其制作方法，衬底具有至少一个压电区，由于每个压电区的压电结构层四周都具有第二空腔，而能量在介质与空气的界面会被反射回来，因此，可以最大程度的减少能量的损失，提升谐振器的Q值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的谐振器的制作方法的流程图；图2～图12为本专利技术实施例提供的谐振器的制作方法的结构流程图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有的谐振器的Q值仍较低，专利技术人研究发现，造成这种问题的原因主要是，由于该谐振器的周围不是空腔，因此，能量很容易被传递出去，造成能量的损失，导致谐振器的Q值较低。基于此，本专利技术提供了一种谐振器的制作方法，以克服现有技术存在的上述问题，包括：提供衬底，在所述衬底上形成至少一个第一凹槽，并在所述第一凹槽内填充待刻蚀材料；在所述衬底表面形成压电结构层，所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一凹槽；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在所述衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；去除所述待刻蚀材料，在所述第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在所述第二凹槽对应的区域形成第二空腔。本专利技术还提供了一种谐振器，包括衬底、位于所述衬底表面的压电结构层以及位于所述压电结构层顶面的互连电极；所述衬底具有至少一个第一空腔；所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极，所述压电结构层位于所述衬底上的压电区，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一空腔，且每个所述压电区的压电结构层四周具有第二空腔。本专利技术所提供的谐振器及其制作方法，由于每个压电区的压电结构层四周都具有第二空腔，而能量在介质与空气的界面会被反射回来，因此，可以最大程度的减少能量的损失，提升谐振器的Q值。以上是本专利技术的核心思想，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种谐振器的制作方法，如图1所示，包括：S101：提供衬底，在衬底上形成至少一个第一凹槽，并在第一凹槽内填充待刻蚀材料；S102：在衬底表面形成压电结构层，压电结构层包括依次位于衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；S103：对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个压电区的压电结构层对应覆盖一个第一凹槽；S104：在第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；S105：去除待刻蚀材料，在第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在第二凹槽对应的区域形成第二空腔。可选地，在对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽之后，还包括：在衬底表面形成保护层；在第二凹槽内填充待刻蚀材料之后，还包括：去除压电结构层顶面的保护层。下面结合结构图对谐振器的制作流程进行说明。如图2所示，首先提供衬底30，该衬底30为硅衬底等半导体衬底，然后，采用光刻等工艺在衬底30上形成至少一个第一凹槽31，本专利技术实施例中仅以两个第一凹槽31为例进行说明，但是，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，可以根据实际需要形成一个或多个第一凹槽31。之后，在第一凹槽31内填充待刻蚀材料，以使衬底30的表面为平整的表面。可选地，待刻蚀材料为二氧化硅。可选地，如图3所示，图3为图2的俯视图，第一凹槽31为方形凹槽，当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，第一凹槽31还可以为圆形凹槽等。之后，如图4所示，在衬底30表面形成压电结构层4，该压电结构层4包括依次形成于衬底30表面的种子层40、下电极41、压电层42和上电极43。可选地，种子层40和压电层42的材料相同，进一步可选地，种子层40和压电层42的材料都为AlN。可选地，下电极41和上电极43的材料相同，都为Mo或Au等金属材料。之后，如图5所示，对每个压电区5四周的压电结构层4进行刻蚀形成第二凹槽50，每个压电区5的压电结构层对应覆盖一个第一凹槽31。其中，当所述衬底30上具有多个第一凹槽31时，对每个压电区5四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽50包括：对相邻的两个压电区5之间的压电结构层进行刻蚀，形成图5所示的凹槽。可选地，如图6所示，图6为图5的俯视图，压电区5为方形区域，当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，压电区5还可以是圆形区域等。需要说明的是，本专利技术实施例中采用的是湿法刻蚀工艺刻蚀形成的凹槽，由于刻蚀溶液不具有方向性，因此，刻蚀溶液在向下刻蚀形成凹槽的同时，也会向两侧刻蚀，同时顶部刻蚀的时间会比底部长，从而使得凹槽的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振器的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底上形成至少一个第一凹槽，并在所述第一凹槽内填充待刻蚀材料；在所述衬底表面形成压电结构层，所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一凹槽；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在所述衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；去除所述待刻蚀材料，在所述第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在所述第二凹槽对应的区域形成第二空腔。

【技术特征摘要】
1.一种谐振器的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底上形成至少一个第一凹槽，并在所述第一凹槽内填充待刻蚀材料；在所述衬底表面形成压电结构层，所述压电结构层包括依次位于所述衬底表面的种子层、下电极、压电层和上电极；对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽，每个所述压电区的压电结构层对应覆盖一个所述第一凹槽；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料，并在所述衬底表面形成与各个压电区的上电极电连接的互连电极；去除所述待刻蚀材料，在所述第一凹槽对应的区域形成第一空腔，在所述第二凹槽对应的区域形成第二空腔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对每个压电区四周的压电结构层进行刻蚀形成第二凹槽之后，还包括：在所述衬底表面形成保护层；在所述第二凹槽内填充待刻蚀材料之后，还包括：去除所述压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐兆云，霍宗亮，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11