一种固态装配谐振器的联接结构及制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种固态装配谐振器的联接结构及制作工艺，该固态装配谐振器包括由依次层叠的下电极层、压电层和上电极层形成的谐振功能层，联接结构包括设置在相邻两个固态装配谐振器之间的联接桥，并且联接桥与压电层之间形成空腔，空腔在压电层上的投影区域至少覆盖下电极层的一个边缘。该固态装配谐振器具有BAW的优良特性，可以有效抑制器件互联时产生的寄生所带来的不良效果，也具有屏蔽外界与内部电磁干扰、散热的特性，使滤波器具有良好的谐振性能和电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种固态装配谐振器的联接结构及制作工艺
本申请涉及通信器件领域，主要涉及一种固态装配谐振器的联接结构及制作工艺。
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，SMR又称为固态装配谐振器，其包含高、低声阻抗层的声波反射层，通过声波反射层极高或极低的声阻抗将声波的能量控制在谐振器的有效区域内。有效区域的顶电极、压电层与底电极需具有良好的C轴择优取向，可降低声损耗，促使谐振器在工作频率下维持需要的振动模式。在现有技术中，固态装配谐振器的下电极层经过溅镀、光刻与蚀刻工艺制成，下电极层的边缘会因蚀刻工艺产生缺陷，这些缺陷会被遗传到其垂直方向上的压电层，而此带有缺陷的压电层紧邻谐振器谐振工作区域，进而影响谐振器性能。另外，下电极层直接生长在声反射层上，无法保证下电极层晶向的C轴取向性，因此难以制备高C向的压电层，且谐振器联接之间的位置容易产生寄生电容，因此影响谐振器的性能。而且现有技术中的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。有鉴于此，设计一种新型的SMR结构及制作工艺是非常有意义的。
技术实现思路
针对上述提到固态装配谐振器在串联或并联时易产生寄生电容，谐振性能易受到影响，不具有电磁屏蔽功能等问题。本申请提出了一种固态装配谐振器的联接结构及制作工艺来解决上述存在的问题。在第一方面，本申请提出了一种固态装配谐振器的联接结构，固态装配谐振器包括由依次层叠的下电极层、压电层和上电极层形成的谐振功能层，联接结构包括设置在相邻两个固态装配谐振器之间的联接桥，并且联接桥与压电层之间形成空腔，空腔在压电层上的投影区域至少覆盖下电极层的一个边缘。该空腔可以有效反射横波，防止能量在谐振功能层侧边发生耦合而削弱器件Q值，并且可以有效抑制寄生。在一些实施例中，联接桥设置用于连接相邻两个固态装配谐振器的上电极层和/或下电极层。该联接桥根据串联或者并联的不同需要而将相邻两个固态装配谐振器的不同电极层进行相连。在一些实施例中，空腔中填充有低声阻抗材料。空腔通过填充有低声阻抗材料也可以反射横波，减少能量损失，有效避免寄生产生。在一些实施例中，空腔在垂直于下电极层的方向上具有2μm以内的厚度。在一些实施例中，联接桥为与上电极层同一层形成的拱形联接桥。在此情况下联接桥和上电极层在同一层，制作工艺简单。在一些实施例中，联接桥为在上电极层上单独形成的并且与上电极层连接的拱形联接桥。拱形联接桥一方面可以使相邻两个固态装配谐振器以并联或串联的模式连接起来，另一方面联接桥本身可以将横波进行反射，提高器件性能。在一些实施例中，在拱形联接桥与压电层之间的区域完整形成空腔。这样形成的空腔能够仅被形成在谐振器的互联处，从而完整的空腔对于反射横波和抑制寄生电容具有更好的效果。在一些实施例中，在相邻两个固态装配谐振器之间，在压电层上以及联接桥下设置有垫高层，空腔形成在垫高层旁边。垫高层有利于联接桥和空腔的形成，并且保持空腔的稳固性。在一些实施例中，垫高层为第一衬底，压电层形成于第一衬底上。使用第一衬底便于加工以及形成符合要求的联接桥和空腔。在一些实施例中，联接桥从垫高层延伸至上电极层，并在上电极层上形成有桥接部和延伸部。桥接部和延伸部可以形成声阻抗突变，抑制横波传出谐振器，抑制Q值的衰减。在一些实施例中，延伸部相对于上电极层形成台阶。延伸部在上电极层上呈台阶状可以形成声阻抗突变，抑制横波。在一些实施例中，还包括第二衬底以及形成在第二衬底上的声波反射层，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，下电极层设置在声波反射层上。在一些实施例中，下电极层的周围形成有介质层，并且下电极层与介质层在声波反射层上形成平坦表面，压电层被设置在平坦表面上。该固态装配谐振器上的压电层具有非常平整的表面，可以保证应力一致性和机电耦合系数一致性。在一些实施例中，谐振器还包括形成在第二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。金属屏蔽墙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，第二衬底与声波反射层之间形成有金属屏蔽层，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，下电极层具有连接到外部的下电极引线。下电极层通过下电极引线进行电连接，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，本申请的实施例还提出了一种固态装配谐振器的联接结构的制造工艺，包括以下步骤：S1，在第一衬底上制作有至少包括下电极层和压电层的谐振薄膜层；S2，在谐振薄膜层上制作声波反射层；S3，在声波反射层所在的层上键合第二衬底；S4，移除第一衬底的至少一部分以暴露谐振薄膜层；S5，在相邻两个谐振薄膜层之间的压电层上方制作牺牲材料层；以及S6，在牺牲材料层上制作用于连接相邻两个固态装配谐振器的上电极层和/或下电极层的联接桥。在一些实施例中，空腔在压电层上的投影区域至少覆盖下电极层的一个边缘。空腔在该位置上形成可以避免寄生的产生，并且能够减少横波的损失。在一些实施例中，在第一衬底和谐振薄膜层之间制作缓冲层。缓冲层有利于谐振薄膜层上的膜层的生长，可以提高压电层的C轴取向性，提高器件性能。在一些实施例中，步骤S2具体包括以下子步骤：S21，在谐振薄膜层上制作声波反射层，同时在下电极层和声波反射层周围形成介质层；以及S22，对介质层上蚀刻出包围下电极层和声波反射层的第一凹槽，然后在第一凹槽中填充金属材料以形成金属屏蔽墙。金属屏蔽墙对器件起到电磁屏蔽作用，使用金属材料在一定程度上可以增加滤波器的散热效果。在一些实施例中，步骤S4具体包括：S41，移除部分第一衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态装配谐振器的联接结构，所述固态装配谐振器包括由依次层叠的下电极层、压电层和上电极层形成的谐振功能层，其特征在于，所述联接结构包括设置在相邻两个固态装配谐振器之间的联接桥，并且所述联接桥与所述压电层之间形成空腔，所述空腔在所述压电层上的投影区域至少覆盖所述下电极层的一个边缘。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态装配谐振器的联接结构，所述固态装配谐振器包括由依次层叠的下电极层、压电层和上电极层形成的谐振功能层，其特征在于，所述联接结构包括设置在相邻两个固态装配谐振器之间的联接桥，并且所述联接桥与所述压电层之间形成空腔，所述空腔在所述压电层上的投影区域至少覆盖所述下电极层的一个边缘。


2.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述联接桥设置用于连接相邻两个固态装配谐振器的所述上电极层和/或所述下电极层。


3.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述空腔中填充有低声阻抗材料。


4.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述空腔在垂直于所述下电极层的方向上具有2μm以内的厚度。


5.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述联接桥为与所述上电极层同一层形成的拱形联接桥。


6.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述联接桥为在所述上电极层上单独形成的并且与所述上电极层连接的拱形联接桥。


7.根据权利要求5或6所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，在所述拱形联接桥与所述压电层之间的区域完整形成所述空腔。


8.根据权利要求1所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，在所述相邻两个固态装配谐振器之间，在所述压电层上以及所述联接桥下设置有垫高层，所述空腔形成在所述垫高层旁边。


9.根据权利要求8所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述垫高层为第一衬底，所述压电层形成于所述第一衬底上。


10.根据权利要求8所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述联接桥从所述垫高层延伸至所述上电极层，并在所述上电极层上形成有桥接部和延伸部。


11.根据权利要求10所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述延伸部相对于所述上电极层形成台阶。


12.根据权利要求1-6中任一项所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，还包括第二衬底以及形成在所述第二衬底上的声波反射层，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，所述下电极层设置在所述声波反射层上。


13.根据权利要求12所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述下电极层的周围形成有介质层，并且所述下电极层与所述介质层在所述声波反射层上形成平坦表面，所述压电层被设置在所述平坦表面上。


14.根据权利要求12所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述谐振器还包括形成在所述第二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。


15.根据权利要求14所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述第二衬底与所述声波反射层之间形成有金属屏蔽层，所述金属屏蔽墙与所述金属屏蔽层相连接并且电气导通。


16.根据权利要求14所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述金属屏蔽墙接地。


17.根据权利要求1-6中任一项所述的固态装配谐振器的联接结构，其特征在于，所述下电极层具有连接到外部的下电极引线。


18.根据权利要求1-6中任一项所述的固态装配谐振器的联接结构，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。


19.一种固态装配谐振器的联接结构的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在第一衬底上制作有至少包括下电极层和压电层的谐振薄膜层；
S2，在所述谐振薄膜层上制作声波反射层；
S3，...

【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