一种薄膜体声波谐振器及其制造方法及滤波器、电子设备技术

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及滤波器、电子设备，其中所述制造方法包括：形成电极层，刻蚀所述电极层，所述刻蚀电极层的步骤包括：在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过，并能作为图形化所述电极层的掩膜层；在所述光阻挡层上形成光敏材料层；以所述光敏材料层作为掩膜，刻蚀所述光阻挡层，使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同；以所述光阻挡层作为掩膜，刻蚀所述电极层，在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面，相邻两侧面围成有一夹角，所述夹角的圆弧半径小于1微米。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜体声波谐振器及其制造方法及滤波器、电子设备
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及滤波器、电子设备。
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。目前制作的薄膜体声波谐振器的有效谐振区一般为多边形，当多边形的两个邻边由电极的侧面构成时，由于工艺原因电极的两个侧面之间通常形成圆角，即多边形的夹角处为圆角，对于谐振器性能造成较大影响。此外，对电极进行刻蚀时，由于电极金属与光阻直接接触，去胶过程中，具有较强腐蚀性的去胶液或多或少会对电极造成损伤，而且不同区域内被刻蚀的量不稳定，最终谐振器的稳定性较差。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，解决构成有效谐振区边界的电极相邻的两个侧面之间形成圆角的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括形成电极层,刻蚀所述电极层，所述刻蚀电极层的步骤包括：在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过，并能作为图形化所述电极层的掩膜层；在所述光阻挡层上形成光敏材料层；以所述光敏材料层作为掩膜，刻蚀所述光阻挡层，使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同；以所述光阻挡层作为掩膜，刻蚀所述电极层，在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面，相邻两侧面围成有一夹角，所述夹角的圆弧半径小于1微米。本专利技术还提供了一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括电极层，所述电极层包括相邻的两侧面，所述相邻的两侧面作为有效谐振区边界的两个侧面，所述相邻的两侧面围成有一夹角，所述夹角的圆弧半径小于1微米。本专利技术还提供了一种滤波器，其特征在于，包括多个上述的谐振器。本专利技术还提供了一种电子设备，其特征在于，包括上述的滤波器。本专利技术的有益效果在于，在刻蚀电极之前，先在电极表面形成光阻挡层，在光阻挡层上形成光敏材料层，光阻挡层对电极中的光有阻挡作用，减少电极中的光进入光敏材料层后产生衍射，影响光敏材料的形貌，进而影响电极的形貌。可以使构成有效谐振器边界的电极的两个相邻侧面之间的夹角为尖角，尖角的圆弧半径小于1微米，提高了谐振器的性能。进一步地，光刻工艺中的去胶液去除光敏材料层时不与电极接触，不会损伤电极，提高了谐振器的稳定性。进一步地，第一电极层、压电层、第二电极层依次沉积在第一衬底上，压电层下方的第一电极层未经过刻蚀，在沉积压电层时，第一电极的上表面是平整的，从而保持了压电层很好的晶向。进一步地，第一沟槽和/或第二沟槽延伸至压电层内部或贯穿压电层，使压电层横向声波的泄露得到改善，提高了谐振器的品质因数。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1至图7为本专利技术实施例1的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中刻蚀电极层的步骤对应的结构示意图。图8至图18为本专利技术实施例2的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中相应步骤中对应的结构示意图。附图标记说明：01-基底；02-电极层；03-光阻挡层；04-光敏材料层；05-凹槽；051-第一内侧壁；052-第二内侧壁；06-凹槽；061-第一内侧壁；062-第二内侧壁；100-第一衬底；200-第二衬底；201-释放层；202-第一电极；203-压电层；204第二电极；205-刻蚀停止层；206-支撑层；220-第二沟槽；240-第一沟槽；通孔-250；230-空腔。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的可选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。以下结合附图和具体实施例对本专利技术的薄膜体声波谐振器、薄膜体声波谐振器的制作方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本专利技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本专利技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文的本专利技术实施例能够以不同于本文的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。实施例1本专利技术实施例1提供了一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括形成电极层,刻蚀所述电极层，所述刻蚀电极层的步骤包括：S01：在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过，并能作为图形化所述电极层的掩膜层S02：在所述光阻挡层上形成光敏材料层；S03：以所述光敏材料层作为掩膜，刻蚀所述光阻挡层，使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同；S04：以所述光阻挡层作为掩膜，刻蚀所述电极层，使所述电极层的侧面够成有效谐振区的部分边界，且所述侧面在所述光阻挡层方向上的投影为折线。图1至图7为本专利技术实施例1的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中刻蚀电极层的步骤对应的结构示意图。下面请参考图1至图7详细说明本实施例的刻蚀电极层的方法。参考图1，在基底01上形成电极层02。本实施例中，基底01可以是单层结构也可以是复合结构，当为单层结构时可以为半导体材料，如硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳硅(SiC)、碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括形成电极层，刻蚀所述电极层，所述刻蚀电极层的步骤包括：/n在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过，并能作为图形化所述电极层的掩膜层；/n在所述光阻挡层上形成光敏材料层；/n以所述光敏材料层作为掩膜，刻蚀所述光阻挡层，使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同；/n以所述光阻挡层作为掩膜，刻蚀所述电极层，在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面，相邻两侧面围成有一夹角，所述夹角的圆弧半径小于1微米。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括形成电极层，刻蚀所述电极层，所述刻蚀电极层的步骤包括：
在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过，并能作为图形化所述电极层的掩膜层；
在所述光阻挡层上形成光敏材料层；
以所述光敏材料层作为掩膜，刻蚀所述光阻挡层，使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同；
以所述光阻挡层作为掩膜，刻蚀所述电极层，在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面，相邻两侧面围成有一夹角，所述夹角的圆弧半径小于1微米。


2.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，刻蚀所述电极层后，还包括:去除所述光阻挡层。


3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述光阻挡层的材质为无定型碳，用灰化方法去除所述光阻挡层或，所述光阻挡层的材料为二氧化硅，用氢氟酸溶剂去除所述光阻挡层。


4.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，所述光阻挡层的材料包括：无定型碳、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。


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，刻蚀所述光阻挡层后，刻蚀所述电极层前还包括：去除所述光敏材料层。


6.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，在所述电极层上形成光阻挡层包括：通过沉积工艺在所述电极层上形成厚度为1000埃至1微米的光阻挡层。


7.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，
当所述光阻挡层的材料为无定形碳时，刻蚀所述光阻挡层包括：对所述光敏材料层进行曝光、显影后，在压力为10～30毫托的环境下，刻蚀气体采用氧气和四氟化碳刻蚀所述光阻挡层；
当所述光阻挡层的材料为二氧化硅或氮化硅时，刻蚀所述光阻挡层包括：对所述光敏材料层进行曝光、显影后，在压力为50～100毫托的环境下，刻蚀气体采用四氟化碳或八氟环丁烷或八氟环戊烯刻蚀所述光阻挡层。


8.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，所述电极层的材料为钼，刻蚀所述电极层包括：在压力为10～50mtorr的环境下，采用氟化硫刻蚀气体刻蚀所述电极层。


9.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，所述谐振器包括第一电极层和第二电极层，所述电极层为所述谐振器的第二电极层，所述制造方法还包括：
提供第二衬底；
在所述第二衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次沉积在所述第二衬底上的第一电极层、压电层及第二电极层；
通过所述刻蚀电极层的步骤对所述第二电极层进行刻蚀，所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，罗海龙，李伟，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33