一种薄膜体声波谐振器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，薄膜体声波谐振器包括：第一衬底，设有第一空腔；压电叠层结构，遮盖第一空腔，压电叠层包括从下至上依次设置在第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极；第一电极包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；第一电极引出部与第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；第一电极谐振部位于第一空腔内；第二电极包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出部，第二电极引出部与第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙；第二电极谐振部位于第一空腔内。能够提高薄膜体声波谐振器的品质因子，进而提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜体声波谐振器及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。
技术介绍
自模拟射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经逐渐成为通讯设备的核心组件。在所有射频前端模块中，滤波器已成为增长势头最猛、发展前景最大的部件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中，薄膜体声波谐振器(FBAR)因其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最适合5G应用的滤波器之一。通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与空气交界面被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。但是，目前制作出的空腔型薄膜体声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：/n第一衬底，所述第一衬底中设有第一空腔；/n压电叠层结构，遮盖所述第一空腔，所述压电叠层包括从下至上依次设置在所述第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极，谐振器的有效谐振区包括所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠区域；/n所述第一电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；所述第一电极引出部与所述第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；所述第一电极谐振部位于所述第一空腔的边界内；/n所述第二电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出...

【技术特征摘要】
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：
第一衬底，所述第一衬底中设有第一空腔；
压电叠层结构，遮盖所述第一空腔，所述压电叠层包括从下至上依次设置在所述第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极，谐振器的有效谐振区包括所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠区域；
所述第一电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；所述第一电极引出部与所述第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；所述第一电极谐振部位于所述第一空腔的边界内；
所述第二电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出部，所述第二电极引出部与所述第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙；所述第二电极谐振部位于所述第一空腔的边界内。


2.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层的上表面和下表面均为平面，遮盖所述第一空腔并延伸至第一空腔外。


3.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出部、所述第二电极引出部在所述压电层表面的投影相互错开。


4.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一空隙、所述第二空隙在所述压电层上的投影围成封闭的环形或具有间隙的环形。


5.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出部包括围成所述第一间隙的第一架空部、延伸至无效谐振区作为第一信号连接端的第一搭接部；
所述第一搭接部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一搭接部设置于所述第一电极谐振部的部分外周；
所述第一架空部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一架空部设置于所述第一电极谐振部的部分外周。


6.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二电极引出部包括围成所述第二间隙的第二架空部、延伸至无效谐振区作为第二信号连接端的第二搭接部。
所述第二延伸部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二搭接部设置于所述第二电极谐振部的部分外周；
所述第二架空部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二架空部设置于所述第二电极谐振部的部分外周。


7.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第一凸起和/或第二凸起；
所述第一凸起位于所述第一电极表面并沿所述第一电极谐振部的边缘分布，所述第一凸起为连续的整体或包括间断设置的多个第一子凸起，所述第一凸起与所述第一空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形；
所述第二凸起位于所述第二电极表面并沿所述第二电极谐振部的边缘分布，所述第二凸起为连续的整体或包括间断设置的多个第二子凸起，所述第二凸起与所述第二空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形。


8.根据权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起的材料包括介质材料；或者，所述第一凸起的材料与所述第一电极的材料相同；和/或，所述第二凸起的材料与所述第二电极的材料相同。


9.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第一介质层和第二介质层；
所述第一介质层位于无效谐振区的压电层上，所述第一介质层与所述第一电极谐振部相互隔开，所述第一介质层和所述第一电极引出部连续相接；
所述第二介质层位于无效谐振区的压电层上，所述第二介质层与所述第二电极谐振部相互隔开，所述第二介质层和所述第二电极引出部连续相接。


10.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述有效谐振区的边缘区域还设有贯穿所述压电层并连通所述第一空腔的空气边隙，所述空气边隙在所述压电层的投影与所述第一架空部和所述第二架空部在所述压电层的投影相互错开，并围成连续或间断的环形。


11.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括顶盖，所述顶盖内具有第二空腔，所述第二空腔位于所述第一空腔的上方，且所述第二电极谐振部位于所述第二空腔内。


12.一种权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供临时衬底；
在所述临时衬底上形成压电层；
在所述压电层第一表面上形成第一牺牲凸起，所述第一牺牲凸起位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第一牺牲凸起上形成第一电极，所述第一电极包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和第一电极引出部，所述第一电极引出部覆盖所述第一牺牲凸起并延伸至无效谐振区作为第一信号连接端；
形成第一牺牲层，覆盖所述第一电极谐振部和位于所述第一电极谐振部边界的所述第一电极引出部；
形成第一衬底，覆盖所述第一牺牲层和所述压电层；
去除所述临时衬底；
在所述压电层第二表面上形成第二牺牲凸起，位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第二牺牲凸起上形成第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31