薄膜体声波谐振器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，谐振器包括：第一衬底，设置有第一空腔；压电叠层结构从下至上包括第一电极、压电层和第二电极，第一电极和第二电极的边缘均位于第一空腔边界内；第一介质层，位于第一衬底和压电层之间，且第一介质层包围第一电极并围成封闭环形；第一电极引出结构，连接第一电极的边缘延伸至无效谐振区作为第一信号连接端，在有效谐振区的边缘与压电叠层结构围成第一空隙；第二电极引出结构，连接第二电极的边缘延伸至无效谐振区作为第二信号连接端，在有效谐振区的边缘与压电叠层结构围成第二空隙。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】
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
随着无线通讯技术的不断发展，为了满足各种无线通讯终端的多功能化需求，终端设备需要能够利用不同的载波频谱传输数据，同时，为了在有限的带宽内支持足够的数据传输率，对于射频系统也提出了严格的性能要求。射频滤波器是射频系统的重要组成部分，可以将通信频谱外的干扰和噪声滤出以满足射频系统和通信协议对于信噪比的需求。以手机为例，由于每一个频带需要有对应的滤波器，一台手机中可能需要设置数十个滤波器。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波谐振器，存在横波损失，结构强度不够，使品质因子(Q)无法进一步提高、成品率低等问题，因此无法满足本文档来自技高网...

【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，所述第一衬底中设置有第一空腔；/n压电叠层结构，位于所述第一衬底上，所述压电叠层结构从下至上包括第一电极、压电层和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的边缘均位于所述第一空腔边界内，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的区域为有效谐振区；/n第一介质层，位于所述第一衬底和所述压电层之间，且所述第一介质层包围所述第一电极并围成封闭环形；/n第一电极引出结构，连接所述第一电极的边缘延伸至无效谐振区作为第一信号连接端，在所述有效谐振区的边缘与所述压电叠层结构围成第一空隙；/n第二电极引出结构，连接所述第二电极的边...

【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，所述第一衬底中设置有第一空腔；
压电叠层结构，位于所述第一衬底上，所述压电叠层结构从下至上包括第一电极、压电层和第二电极，所述第一电极和所述第二电极的边缘均位于所述第一空腔边界内，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的区域为有效谐振区；
第一介质层，位于所述第一衬底和所述压电层之间，且所述第一介质层包围所述第一电极并围成封闭环形；
第一电极引出结构，连接所述第一电极的边缘延伸至无效谐振区作为第一信号连接端，在所述有效谐振区的边缘与所述压电叠层结构围成第一空隙；
第二电极引出结构，连接所述第二电极的边缘延伸至无效谐振区作为第二信号连接端，在所述有效谐振区的边缘与所述压电叠层结构围成第二空隙。


2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一介质层与所述第一电极的外周相接或者具有间隙，且所述第一介质层和所述第一电极面向所述压电层的表面齐平。


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，所述压电层的上表面和下表面均为平面，遮盖所述第一空腔且延伸至第一空腔外。


4.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出结构、所述第二电极引出结构在压电层表面的投影相互错开。


5.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，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。


6.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出结构包括：围成所述第一空隙的第一架空部、连接所述第一架空部并延伸至所述无效谐振区的第一搭接部，所述第一搭接部作为所述第一信号连接端；
和/或，所述第二电极引出结构包括：围成所述第二空隙的第二架空部、连接所述第二架空部并延伸至所述无效谐振区的第二搭接部，所述第二搭接部作为所述第二信号连接端。


7.根据权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，
所述第一搭接部环绕于所述第一电极的外周，或所述第一搭接部设置于所述第一电极的部分外周；
所述第一架空部环绕于所述第一电极的外周，或所述第一架空部设置于所述第一电极的部分外周；
所述第二搭接部环绕于所述第二电极的外周，或所述第二搭接部设置于所述第二电极的部分外周；
所述第二架空部环绕于所述第二电极的外周，或所述第二架空部设置于所述第二电极的部分外周。


8.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出结构或所述第二电极引出结构的材料为金属材料，所述金属材料包括金、银、钨、铂、铝、铜中的一种或多种。


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有效谐振区的边缘分布，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有效谐振区的边缘分布，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或带有间隙的环形。


10.根据权利要求9所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，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。


11.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第二介质层，所述第二介质层位于所述无效谐振区的所述压电层上，并与所述第二电极相互隔开，所述第二介质层和第二电极引出结构连续相接，所述第二介质层与所述第二引出结构包围所述第二电极。


12.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空隙和所述第二空隙在所述压电层的投影相互错开，并围成封闭或具有间隙的环形。


13.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，所述顶盖设置于所述压电叠层结构上，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，且所述第二电极位于所述第二空腔内。


14.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一衬底包括基底和支撑层，所述支撑层和所述压电叠层结构依次层叠于所述基底上，所述第一空腔设置于所述支撑层中。


15.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底内形成第一空腔、第一牺牲层和第一电极引出结构，所述第一牺牲层填充所述第一空腔，所述第一牺牲层的上表面与所述第一衬底的上表面齐平，所述第一电极引出结构位于所述第一衬底和第一牺牲层内；
在所述第一衬底上形成第一介质层、第一电极、压电层和第二电极，其中，所述第一电极位于所述第一空腔的边界内，所述第一介质层位于所述压电层与所述第一衬底之间，所述第一介质层包围所述第一电极并围成封闭环形，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的区域为有效谐振区；所述第一电极引出结构连接所述第一电极的边缘延伸至无效谐振区作为第一信号连接端，在所述有效谐振区的边界与所述压电叠层结构围成第一空隙；
形成第二电极引出结构，所述第二电极引出结构连接所述第二电极的边缘延伸至无效谐振区作为第二信号连接端，在所述有效谐振区的边缘与所述压电层和第二电极形成第二空隙；
去除所述第一牺牲层。


16.根据权利要求15所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一电极引出结构、所述第二电极引出结构在压电层表面的投影相互错开。


17.根据权利要求15所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，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。


18.根据权利要求15所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一电极引出结构包括：
围成所述第一空隙的第一架空部、连接所述第一架空部并延伸至所述无效谐振区的第一搭接部，所述第一搭接部位于所述第一介质层表面，所述第一搭接部作为所述第一信号连接端；
所述第二电极引出结构包括：
围成所述第二空隙的第二架空部、连接所述第二架空部并延伸至所述无效谐振区的第二搭接部，所述第二搭接部作为所述第二信号连接端。


19.根据权利要求18所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，
所述第一搭接部环绕于所述第一电极的外周，或所述第一搭接部设置于所述第一电极的部分外周；
所述第一架空部环绕于所述第一电极的外周，或所述第一架空部设置于所述第一电极的部...

【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