一种体声波谐振器的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种体声波谐振器的制备方法，该方法包括：提供压电衬底，在压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；在第一衬底上形成金属电极，并图形化金属电极形成底部电极；将具有底部电极的压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，底部电极均位于空腔内；剥离压电衬底的第二衬底；减薄第一衬底至所需厚度；于远离底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。克服了常规工艺中在形成底部空腔过程中对谐振器结构产生不良影响的问题和常规工艺中金属与支撑衬底键合困难的问题，降低工艺容错度，减少工艺步骤和工艺成本，保证器件工作特性。

A preparation method of bulk acoustic resonator

【技术实现步骤摘要】
一种体声波谐振器的制备方法
本专利技术实施例涉及谐振器
，尤其涉及一种体声波谐振器的制备方法。
技术介绍
目前市场上体声波滤波器的压电薄膜主要采用由真空溅射方法制备的氮化铝薄膜材料。但是氮化铝材料的机电耦合系数和Q值较低，不能满足5G带通滤波器高频率、大带宽、低损耗的要求，相关的材料及技术问题仍亟需解决。理论研究表明，铌酸锂薄膜的机电耦合系数较高。例如，X切向铌酸锂薄膜的耦合系数最高可达45％，远高于氮化铝薄膜的8％。相应地，由铌酸锂薄膜制备的滤波器相对带宽超过20％，是基于氮化铝薄膜滤波器相对带的6倍。但基于铌酸锂薄膜的体声波谐振器的工艺制程一直具有较大困难，一方面由于金属与Si或SiO2支撑层之间存在键合困难的问题；另一方面在刻蚀形成底部空腔的过程中，往往会存在刻蚀不足以及刻蚀过度等问题，往往会损坏谐振器，降低谐振器的性能，且刻蚀步骤会增加工艺成本；或者先在空腔中形成牺牲层，再在牺牲层上形成底部电极，样品完成键合后通过热分解或者打释放孔后使用刻蚀剂的方法去除牺牲层形成空腔，这种方法也会增加工艺步骤和工艺成本，且难以保证底部电极与压电层形成良好接触，并且容易损坏谐振器，降低谐振器的性能的可能性增大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，克服了常规工艺中金属与支撑衬底键合困难以及常规工艺中在形成底部空腔过程中对谐振器结构产生不良影响的问题，降低工艺容错度，减少工艺步骤和工艺成本，保证器件工作特性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，该方法包括：提供压电衬底，在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；在所述第一衬底上形成金属电极，并图形化所述金属电极形成底部电极；将具有所述底部电极的所述压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，所述底部电极均位于所述空腔内；剥离所述压电衬底的所述第二衬底；减薄所述第一衬底至所需厚度；于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。可选的，所述在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底包括：向所述压电衬底进行He+离子注入；以在所述压电衬底内形成缺陷；所述缺陷靠近于注入面。可选的，所述压电衬底选材为铌酸锂或钽酸锂。可选的，所述图形化所述金属电极形成底部电极，包括：刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成平板电极；或者，刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成叉指电极。可选的，所述底部电极选材为Al、Mo、Au、Ag、Ni、Pt或Cu。可选的，所述支撑衬底选材为Si或者在所述支撑衬底表面还具有一层SiO2薄膜。可选的，所述剥离所述压电衬底的所述第二衬底，包括：将键合后的样品进行热处理；以使所述缺陷层自动断裂；脱落所述压电衬底的所述第二衬底。可选的，所述减薄所述第一衬底至所需厚度包括：通过化学机械研磨的方式减薄和抛光所述第一衬底上远离所述底部电极的一面，其中，减薄后的所述第一衬底的厚度范围为400nm～2000nm。可选的，所述于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极包括：通过沉积和刻蚀的方法于远离所述底部电极的所述压电衬底一面上形成顶部电极；所述顶部电极为叉指电极并与所述底部电极对准。可选的，所述顶部电极选材为Al、Mo、Au、Ag、Ni、Pt或Cu。本专利技术实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，该方法包括：提供压电衬底，在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；在所述第一衬底上形成金属电极，并图形化所述金属电极形成底部电极；将具有所述底部电极的所述压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，所述底部电极均位于所述空腔内；剥离所述压电衬底的所述第二衬底；减薄所述第一衬底至所需厚度；于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。先在压电衬底上形成底部电极，再和具有预置空腔的支撑衬底键合，克服了常规工艺中在形成底部空腔过程中对谐振器结构产生不良影响的问题，底电极图形化有利于铌酸锂与支撑层的键合，克服了常规工艺中金属与支撑衬底键合困难，降低工艺容错度，减少工艺步骤和工艺成本，保证器件工作特性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法流程图；图2A-2F是本专利技术实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法中各步骤结构剖面图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，参考图1，图1是本专利技术实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法流程图，结合图2A-2F，图2A-2F是本专利技术实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法中各步骤结构剖面图，本专利技术实施例提供的体声波谐振器的制备方法包括：S10、提供压电衬底，在压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底。具体的，参考图2A，在压电衬底1表面一定深度内通过注入离子的方式形成一层缺陷层2，缺陷层2将压电衬底1分成两部分，分别为第一衬底11和第二衬底12。可选的，在压电衬底1上进行离子注入形成具有缺陷层2连接的第一衬底11和第二衬底12包括：向压电衬底1进行He+离子注入；以在压电衬底1内形成缺陷；缺陷靠近于注入面。具体的，向压电衬底1注入的离子为He+离子，He+离子对压电衬底1的损伤比较小，只在靠近注入面形成一层缺陷，本实施例在第一衬底11表面注入He+离子，形成缺陷层2，缺陷层2连接第一衬底11和第二衬底12，第一衬底11厚度小于第二衬底12厚度。可选的，压电衬底1选材为铌酸锂或钽酸锂。具体的，铌酸锂或钽酸锂的机电耦合系数高，具有机械性能稳定、耐高温、抗腐蚀、易加工和成本低等优点。S20、在第一衬底上形成金属电极，并图形化金属电极形成底部电极；将具有底部电极的压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，底部电极均位于空腔内。具体的，参考图2B，在第一衬底11上形成一层金属电极13，参考图2C，图形化金属电极形成底部电极3，去除无效区域的金属，形成具有底部电极3的压电衬底1，参考图2D，再将具有底部电极3的压电衬底1一表面键合到带有预置空腔5的支撑衬底4上，使支撑衬底4直接与去除无效区域的金属后的压电衬底1接触键合，键合后，底部电极3均位于预置空腔5内；去除无效区域的金属，露出第一衬底11，第一衬底11选材为铌酸锂或钽酸锂，支撑衬底4选材为Si或者在所述支撑衬底表面还具有一层SiO2薄膜，Si或者SiO2与铌酸锂或钽酸锂之间容易键合，与金属之间不易键合，使支撑衬底4与第一衬底11接触键合，克服了常规工艺中金属与支撑衬底键合困难的问题；常规工艺中在形成底部空腔包括两种方法，一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：/n提供压电衬底，在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；/n在所述第一衬底上形成金属电极，并图形化所述金属电极形成底部电极；将具有所述底部电极的所述压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，所述底部电极均位于所述空腔内；/n剥离所述压电衬底的所述第二衬底；/n减薄所述第一衬底至所需厚度；/n于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供压电衬底，在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；
在所述第一衬底上形成金属电极，并图形化所述金属电极形成底部电极；将具有所述底部电极的所述压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，所述底部电极均位于所述空腔内；
剥离所述压电衬底的所述第二衬底；
减薄所述第一衬底至所需厚度；
于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。


2.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底包括：
向所述压电衬底进行He+离子注入；以在所述压电衬底内形成缺陷；所述缺陷靠近于注入面。


3.根据权利要求2所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述压电衬底选材为铌酸锂或钽酸锂。


4.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述图形化所述金属电极形成底部电极，包括：
刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成平板电极；或者，
刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成叉指电极。


5.根据权利要求4所述的体声波谐振器的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪宇，王亮，张一，汪青，唐楚滢，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44