声波谐振器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种声波谐振器，该声波谐振器包括：基底；声反射层，该声反射层形成于所述基底的表面或者位于所述基底上，该声反射层的材料是多孔性材料；下电极层，该下电极层位于所述声反射层上；压电层，该压电层位于所述下电极层上；上电极层，该上电极层位于所述压电层上。本实用新型专利技术通过采用多孔性材料作为声反射层，在保证声波谐振器具有良好性能的同时有效地改善了声波谐振器的制造工艺、简化了声波谐振器的结构、降低了声波谐振器的制造成本以及大大地提高了声波谐振器的成品率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及MEMS器件制造领域，尤其涉及一种声波谐振器。
技术介绍
无线通讯技术的快速发展促进了移动通讯产品高频化发展。目前，智能手机等移动终端产品所需射频滤波器的频率范围多处于0.5GHz?1GHz之间，这对射频滤波器的工作频率提出了更高的要求。而射频滤波器的关键在于谐振器的性能。在现有的谐振器中，薄膜体声波谐振器(FBAR，Film Bulk Acoustic Resonator)由于具有高Q值、工作频率高、功率容量大、体积小、抗干扰性好、易于集成等优点，成为3G、4G甚至5G移动通讯的最佳选择。薄膜体声波谐振器主要由基底、声反射层、下电极层、压电层和上电极层组成，根据声反射层的不同可以将现有技术中主流的薄膜体声波谐振器分为以下三种类型:硅反面刻蚀型(请参考图1)、空气隙型(请参考图2)和固态装配型(请参考图3)。其中，硅反面刻蚀型采用微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)技术从娃基底10反面刻蚀去除大部分基底材料，该结构的最大缺点是器件的机械强度差以及器件成品率低。空气隙型采用MEMS技术，通过先填充牺牲层材料最后再去除的方法在基底20形成一个空气隙25，通过该方法形成的结构虽然器件的机械强度得到了大大提高，但是工艺步骤过于复杂，而且对牺牲层材料移除的精确度要求极高，工艺难度大。固态装配型采用布拉格反射原理，通过制造多层高低阻抗的声学层作为布拉格反射层31将声波限制在压电振荡材料内，在形成该结构时由于需要制备多层薄膜作为布拉格反射层31，相较于前两种结构工艺成本最高，而且各层薄膜的材料参数和薄膜应力控制复杂、难度大。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述缺陷，本技术提供了一种声波谐振器，该声波谐振器包括:基底；声反射层，该声反射层形成于所述基底的表面或者位于所述基底上，该声反射层的材料是多孔性材料；下电极层，该下电极层位于所述声反射层上；压电层，该压电层位于所述下电极层上；上电极层，该上电极层位于所述压电层上。根据本技术的一个方面，该声波谐振器中，所述多孔性材料是多孔硅或多孔氧化硅。根据本技术的另一个方面，该声波谐振器中，所述声反射层的厚度范围是1nm 至 1000 μ m。根据本技术的又一个方面，该声波谐振器中，所述多孔性材料的孔隙度的范围是10%至90%。根据本技术的又一个方面，该声波谐振器中，所述基底的材料包括硅、氧化硅、石英、多孔硅、多孔氧化硅中的一种或其任意组合。与现有技术相比，本技术提供的声波谐振器具有以下优点:通过采用多孔性材料作为声反射层，一方面可以保证声反射层具有良好的声波反射效果，另一方面可以省去现有技术中例如硅反面刻蚀、填充牺牲层再移除以及布拉格反射层制备等复杂度高、操作难度大的步骤，从而在保证声波谐振器具有良好性能的同时有效地改善了声波谐振器的制造工艺、简化了声波谐振器的结构、降低了声波谐振器的制造成本以及大大地提高了声波谐振器的成品率。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1是现有技术中硅反面刻蚀型薄膜体声波谐振器的结构示意图；图2是现有技术中空气隙型薄膜体声波谐振器的结构示意图；图3是现有技术中固态装配型薄膜体声波谐振器的结构示意图；图4是根据本技术一个具体实施例的声波谐振器的结构示意图；图5是根据本技术另一个具体实施例的声波谐振器的结构示意图；图6是根据本技术一个具体实施例的声反射层中多孔硅的结构示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。【具体实施方式】为了更好地理解和阐释本技术，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述。本技术提供了一种声波谐振器，请参考图4，图4是根据本技术一个具体实施例的声波谐振器的结构示意图。如图所示，该声波谐振器包括:基底100 ；声反射层110，该声反射层110形成于所述基底100的表面，该声反射层110的材料是多孔性材料；下电极层120，该下电极层120位于所述声反射层110上；压电层130，该压电层130位于所述下电极层120上；上电极层140，该上电极层140位于所述压电层130上。下面，对上述声波谐振器的各个部分进行详细说明。具体地，在一个实施例中，基底100的材料可以是硅、氧化硅、石英等。在另一个实施例中，基底100的材料还可以是多孔性材料，例如多孔硅、多孔氧化硅等。由于多孔硅、多孔氧化硅等多孔性材料的成本通常高于硅、氧化硅、石英等非多孔性材料，因此从成本的角度考虑，基底100的材料优选是硅、氧化硅、石英等非多孔性材料。本领域技术人员可以理解的是，基底100的材料并不仅仅限于上述举例，其他凡是用于形成基底后使得该基底能够具有支撑作用的材料均包括在本技术所保护的范围内，为了简明起见，在此不再——列举。典型地，基底100的厚度范围是50 μ m至2000 μ m。声反射层110形成于基底100的表面，其中，该声反射层110的材料是多孔性材料。在本实施例中，多孔性材料是多孔硅或多孔氧化硅。本领域技术人员可以理解的是，多孔性材料并不仅仅限于上述多孔硅和多孔氧化硅，其他凡是可以起到良好声波反射效果的多孔性材料均包括在本技术所保护的范围内。多孔性材料的孔隙度的范围优选在10%至90%之间，其中，多孔性材料的孔隙度的具体取值需要根据声波谐振器的实际设计需求来确定。声反射层I1的厚度范围优选是1nm至1000 μm。需要说明的是，针对于基底100的材料为多孔性材料的情况，声反射层HO的材料和基底100的材料可以是具有相同孔隙度的同一种多孔性材料，也可以是具有不同孔隙度的同一种多孔性材料，还可以是完全不同种类的多孔性材料。在一个具体实施例中，声反射层110是通过对基底100的表面进行干法刻蚀或者湿法腐蚀而形成的。以基底100的材料是硅为例进行说明，基底100表面的硅在干法刻蚀或者湿法腐蚀的作用下生成多孔硅，其中，形成多孔硅的区域即为声反射层110。请参考图6，图6是根据本技术一个具体实施例的声反射层中多孔硅的结构示意图，如图所示，该结构中标有Si的部分即为基底100，标有PS的部分即为多孔硅，也就是声反射层110。需要说明的是，利用干法刻蚀或者湿法腐蚀形成多孔性材料是本领域技术人员所熟悉的技术手段，为了简明起见，在此不再赘述。下电极层120位于声反射层110上。下电极层120的材料具有导电性，其中，下电极层120的材料包括但不限于钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钛(Ti)中的一种或其任意组合。典型地，下电极层120的厚当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波谐振器，该声波谐振器包括：基底；声反射层，该声反射层形成于所述基底的表面或者位于所述基底上，该声反射层的材料是多孔性材料；下电极层，该下电极层位于所述声反射层上；压电层，该压电层位于所述下电极层上；上电极层，该上电极层位于所述压电层上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨清华，欧毅，赖亚明，吴光胜，陈庆，朱丽娜，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：贵州中科汉天下电子有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52