一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器及制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器及制作工艺，包括衬底、形成在衬底上的声波反射层以及形成在声波反射层上的谐振功能层，谐振器还包括形成在衬底上的金属屏蔽墙，金属屏蔽墙在声波反射层和谐振功能层的有效区域的外围形成包围圈。并且通过在声波反射层和谐振功能层的有效区域的外围形成闭合的电磁屏蔽层，因此在制作谐振器的同时制作电磁屏蔽层，无需增加电磁屏蔽装置，保证小体积、高性能的前提下避免了谐振器受外界和内部电磁干扰源的影响，尤其对于邻近频段和信号发射端，大大增强了射频终端产品的信号隔离度，减少了噪声信号。

A solid state assembled resonator with electromagnetic shielding structure and its fabrication process

【技术实现步骤摘要】
一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器及制作工艺
本申请涉及通信器件领域，主要涉及一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器及制作工艺。
技术介绍
随着电磁频谱的日益拥挤、无线通讯设备的频段与功能增多，无线通讯使用的电磁频谱从500MHz到5GHz以上高速增长，对性能高、成本低、功耗低、体积小的射频前端模块需求日益增长。外界电磁波的日益拥挤，会严重干扰器件的正常工作。射频终端产品内部空间小、各模块高度集中的特点，易造成器件间相互电磁干扰。为保障射频产品正常有效工作，需屏蔽外界EM(电磁)源与内部其他模块EM源干扰。滤波器是射频前端模块之一，可改善发射和接收信号，主要由多个谐振器通过拓扑网络结构连接而成。BAW(BulkAcousticWave)是一种体声波谐振器，由BAW组成的滤波器具有体积小、集成能力强、高频工作时保证高品质因素Q、功率承受能力强等优势而作为射频前端的核心器件。SMR(SolidlyMountedResonator)属BAW器件类型之一，现有技术中的SMR器件本身没有电磁屏蔽层，在使用过程中需要额外增加电磁屏蔽设备，使得滤波器的器件尺寸增大、性能受到影响。另外，现有的SMR器件结构中的上电极、压电层与下电极不具有良好的C轴择优取向，因此影响SMR器件的性能和品质因素。本专利技术旨在设计一种新型的SMR结构及制作工艺，使器件既具有BAW的优良特性，又具有屏蔽外界与内部电磁干扰的特性。
技术实现思路
针对上述提到的固态装配谐振器不具有电磁屏蔽功能，且上电极层、压电层与下电极层不具有良好的C轴择优取向影响器件的性能和品质因素等问题。本申请提出了一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器及制作工艺来解决上述存在的问题。在第一方面，本申请提出了一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，包括衬底、形成在衬底上的声波反射层以及形成在声波反射层上的谐振功能层，谐振器还包括形成在衬底上的金属屏蔽墙，金属屏蔽墙在声波反射层和谐振功能层的有效区域的外围形成包围圈。该具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器设置有在制作过程中形成的金属屏蔽墙，该屏蔽结构紧凑、体积小，并且能够同时屏蔽外界以及内部电磁干扰，而且还增强了滤波器在工作状态下的散热效果。在一些实施例中，声波反射层包括交替层叠的至少两组介质反射层和金属反射层的组合，并且谐振功能层包括依次层叠的下电极层、压电层和上电极层。谐振功能层通过压电层实现电能与机械能的转化，机械能以声波的形式存在，声波反射层具有高声阻抗和低声阻抗交替的特点，能够有效反射声波，避免声波能量的损失，使声波在有效谐振区中达到谐振的目的。在一些实施例中，金属屏蔽墙由与声波反射层和谐振功能层同层形成的多个金属圈层叠而成。金属屏蔽墙中的每个金属圈与声波反射层和谐振功能层在同一层使得金属屏蔽墙能够在各个功能层的形成过程中逐渐形成，在工艺上容易实现和制作。在一些实施例中，多个金属圈中的一个分别与介质反射层、金属反射层、下电极层和压电层同层形成。金属圈与介质反射层、金属反射层、下电极层和压电层在同一层上制作更加方便、工艺成熟。在一些实施例中，金属屏蔽墙的各个金属圈电气连通。各个金属圈之间形成电气连通使金属屏蔽墙接地后具有电磁屏蔽的功能。在一些实施例中，金属屏蔽墙为在声波反射层和下电极层的有效区域的外围一次形成的闭合金属墙。因此金属屏蔽墙的制作方式更加简便，闭合金属墙的性能更加稳定。在一些实施例中，衬底与声波反射层之间形成有一层金属屏蔽层，金属屏蔽墙与金属屏蔽层相连接并且电气导通。金属屏蔽层与金属屏蔽墙相连用于接地，使声波反射层和谐振功能层完全被电磁屏蔽掉。在一些实施例中，金属屏蔽墙接地。金属屏蔽墙可以从压电层中引出进行接地，工艺简单易实现。在一些实施例中，上电极层具有连接到外部的电极引线，并且在电极引线所在的位置处，金属屏蔽墙的高度不超出压电层。电极引线与上电极层连接使器件具有谐振功能，电极引线与金属屏蔽墙不连接，避免短路，影响器件的性能。在一些实施例中，谐振器的顶部具有覆盖上电极层的封装结构。封装结构在保护谐振功能区的同时，也能起到一定的电磁屏蔽效果。在第二方面，本申请提出了一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器的制造工艺，包括以下步骤：S1，在第一衬底上制作压电层；S2，在压电层上依次制作下电极层以及声波反射层，并且在下电极层和声波反射层周围制作第一金属屏蔽墙以包围下电极层和声波反射层的有效区域；S3，在声波反射层所在的层上键合第二衬底；S4，移除第一衬底以暴露压电层的背对下电极层的背面；S5，对压电层的对应于第一金属屏蔽墙的部位进行蚀刻以暴露出第一金属屏蔽墙的至少部分；S6，制作第二金属屏蔽墙以填充压电层的被蚀刻部位并且使得第二金属屏蔽墙与第一金属屏蔽墙电气连通；以及S7，在压电层的背面上制作上电极层。在一些实施例中，步骤S2具体包括以下子步骤：S21，在压电层上制作下电极层，同时在下电极层的周围形成与下电极层同层并且包围下电极层的第一金属屏蔽圈；S22，在下电极层所在的层上制作声波反射层，同时在第一金属屏蔽圈上形成与声波反射层同层并且包围声波反射层的第二金属屏蔽圈，第一金属屏蔽圈和第二金属屏蔽圈整体形成第一金属屏蔽墙。第一金属屏蔽圈和第二金属屏蔽圈分别与下电极层和声波反射层同层，因此分别与下电极层和声波反射层在同一水平面上进行制作，工艺成熟简单，容易实现。在一些实施例中，步骤S21具体包括在压电层上制作第一金属层，然后通过光刻和蚀刻工艺形成下电极层以及围绕下电极层但不与下电极层连接的第一金属屏蔽圈。第一金属屏蔽圈围绕在下电极层周围对下电极层起到良好的电磁屏蔽作用。在一些实施例中，步骤S22具体包括以下子步骤：S221，在之前步骤所形成的层上生长介质反射层，并且磨平介质反射层；S222，蚀刻介质反射层以暴露下面的第一金属屏蔽圈，然后在介质反射层上制作第二金属层，并且然后磨平第二金属层以在下面的金属屏蔽圈上形成与介质反射层平齐的另一金属屏蔽圈；S223，在介质反射层上再制作第三金属层，以形成位于介质反射层上的金属反射层和包围金属反射层的又一金属屏蔽圈以形成双功能层；S224，重复以上步骤S221-S223以形成交错叠加的至少两组的介质反射层和金属反射层的组合来构成声波反射层，并且形成包围声波反射层的第二金属屏蔽圈。声波反射层由交替叠加的介质反射层和金属反射层构成，同时通过抛光、蚀刻等成熟的工艺分别在同一层中制作出金属屏蔽圈，最后形成包围声波反射层且具有良好屏蔽效果的第二金属屏蔽圈。而且制作出来的压电层具有平坦的表面，保证应力一致性，保证机电耦合系数一致性，可以获得更好的器件性能和器件产品良率。在一些实施例中，步骤S2具体包括以下子步骤：S21’，在压电层上依次制作下电极层以及声波反射层，同时在下电极层和声波反射层周围形成介质层；S22’，对介质层上蚀刻出包围下电极层和声波反射层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，包括衬底、形成在所述衬底上的声波反射层以及形成在所述声波反射层上的谐振功能层，其特征在于，所述谐振器还包括形成在所述衬底上的金属屏蔽墙，所述金属屏蔽墙在所述声波反射层和所述谐振功能层的有效区域的外围形成包围圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，包括衬底、形成在所述衬底上的声波反射层以及形成在所述声波反射层上的谐振功能层，其特征在于，所述谐振器还包括形成在所述衬底上的金属屏蔽墙，所述金属屏蔽墙在所述声波反射层和所述谐振功能层的有效区域的外围形成包围圈。


2.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述声波反射层包括交替层叠的至少两组介质反射层和金属反射层的组合，并且所述谐振功能层包括依次层叠的下电极层、压电层和上电极层。


3.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述金属屏蔽墙由与所述声波反射层和所述谐振功能层同层形成的多个金属圈层叠而成。


4.根据权利要求3所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述多个金属圈中的一个分别与所述介质反射层、金属反射层、下电极层和压电层同层形成。


5.根据权利要求4所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述金属屏蔽墙的各个金属圈电气连通。


6.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述金属屏蔽墙为在所述声波反射层和所述下电极层的有效区域的外围一次形成的闭合金属墙。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述衬底与所述声波反射层之间形成有一层金属屏蔽层，所述金属屏蔽墙与所述金属屏蔽层相连接并且电气导通。


8.根据权利要求1-6中任一项所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述金属屏蔽墙接地。


9.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述上电极层具有连接到外部的电极引线，并且在所述电极引线所在的位置处，所述金属屏蔽墙的高度不超出所述压电层。


10.根据权利要求1-6中任一项所述的具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器，其特征在于，所述谐振器的顶部具有覆盖所述上电极层的封装结构。


11.一种具有电磁屏蔽结构的固态装配谐振器的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在第一衬底上制作压电层；
S2，在所述压电层上依次制作下电极层以及声波反射层，并且在所述下电极层和所述声波反射层周围制作第一金属屏蔽墙以包围所述下电极层和所述声波反射层的有效区域；
S3，在所述声波反射层所在的层上键合第二衬底；
S4，移除所述第一衬底以暴露所述压电层的背对所述下电极层的背面；
S5，对所述压电层的对应于所述第一金属屏蔽墙的部位进行蚀刻以暴露出所述第一金属屏蔽墙的至少部分；
S6，制作第二金属屏蔽墙以填充所述压电层的被蚀刻部位并且使得所述第二金属屏蔽墙与所述第一金属屏蔽墙电气连通；以及
S7，在所述压电层的所述背面上制作上电极层。


12.根据权利要求11所述的制作工艺，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下子步骤：
S21，在所述压电层上制作所述下电极层，同时在所述下电极层的周围形成与所述下电极层同层并且包围所述下电极层的第一金属屏蔽圈；
S22，在所述下电极层所在的层上制作声波反射层，同时在所述第一金属屏蔽圈上形成与所述声波反射层同层并且包围所述声波反射层的第二金属屏蔽圈，所述第一金属屏蔽圈和所述第二金属屏蔽圈整体形成所述第一金属屏蔽墙。


13.根据权利要求12所述的制作工艺，其特征在于，所述步骤S21具体包括在所述压电层上制作第一金属层，然后通过光刻和蚀刻工艺形成所述下电极层以及围绕所述下电极层但不与所述下电极层连接的所述第一金属屏蔽圈。


14.根据权利要求12所述的制作工艺，其特征在于，所述步骤S22具体包括以下子步骤：
S221，在之前步骤所形成的层上生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林萍，盛荆浩，江舟，
申请(专利权)人：杭州见闻录科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33