一种薄膜体声波谐振器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，其中薄膜体声波谐振器包括：第一衬底；键合于第一衬底上的支撑层，支撑层中形成有贯穿支撑层的第一空腔；压电叠层结构，覆盖第一空腔，压电叠层结构从上至下包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极，在有效谐振区第一电极、压电层和第二电极在垂直于压电层方向上重叠；第一电极包括第一侧面和/或第二电极包括第二侧面，有效谐振区的至少部分边界包括第一侧面和/或第二侧面，且第一侧面和/或第二侧面与压电层表面的夹角为85‑95度。本发明专利技术能够改善压电层的晶向，减少谐振器的横波损耗，使薄膜体声波谐振器的品质因子得到提高。

【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；/n键合于所述第一衬底上的支撑层，所述支撑层中形成有贯穿所述支撑层的第一空腔；/n压电叠层结构，覆盖所述第一空腔，所述压电叠层结构从上至下包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极，在有效谐振区所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层方向上重叠；/n所述第一电极包括第一侧面和/或所述第二电极包括第二侧面，所述有效谐振区的至少部分边界包括所述第一侧面和/或所述第二侧面，且所述第一侧面和/或所述第二侧面与所述压电层表面的夹角为85-95度。/n

【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；
键合于所述第一衬底上的支撑层，所述支撑层中形成有贯穿所述支撑层的第一空腔；
压电叠层结构，覆盖所述第一空腔，所述压电叠层结构从上至下包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极，在有效谐振区所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层方向上重叠；
所述第一电极包括第一侧面和/或所述第二电极包括第二侧面，所述有效谐振区的至少部分边界包括所述第一侧面和/或所述第二侧面，且所述第一侧面和/或所述第二侧面与所述压电层表面的夹角为85-95度。


2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述有效谐振区的边界包括：第一侧面；
或者，所述有效谐振区的边界包括：第一侧面和第三侧面；
或者，所述有效谐振区的边界包括：第二侧面；
或者，所述有效谐振区的边界包括：第二侧面和第三侧面；
或者，所述有效谐振区的边界包括：第一侧面和第二侧面；
或者，所述有效谐振区的边界包括：第一侧面、第二侧面和第三侧面；所述第三侧面为所述压电层的侧面。


3.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界完全位于所述第一空腔围成的区域上方；
或，所述有效谐振区的边界部分位于所述第一空腔围成的区域上方，部分跨越所述第一空腔位于所述支撑层上方。


4.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极中设有贯穿所述第一电极的第一沟槽，所述第一沟槽的内侧壁构成所述第一侧面；
和/或，
所述第二电极中设有贯穿所述第二电极的第二沟槽，所述第二沟槽的内侧壁构成所述第二侧面。


5.根据权利要求4所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一沟槽和/或所述第二沟槽至少贯穿一部分厚度的所述压电层。


6.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述支撑层通过热压键合或干膜粘合的方式键合在所述第一衬底上。


7.根据权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述支撑层与所述第一衬底之间设置有键合层或干膜层。


8.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二电极与所述支撑层之间设置有刻蚀停止层。


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：钝化层，所述钝化层覆盖所述第一电极、所述压电层和所述第二电极。


10.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述有效谐振区的形状为多边形，且所述多边形的任意两条边不平行。


11.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一空腔上方至少包括一个贯穿所述第一空腔上方结构的通孔，所述通孔位于所述有效谐振区的外部。


12.一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、压电层及第二电极；
在所述压电叠层结构上形成支撑层；
在所述支撑层中形成第一空腔，所述第一空腔贯穿所述支撑层；
提供第一衬底，将所述第一衬底键合在所述支撑层上，所述第一衬底覆盖所述第一空腔；
去除所述第二衬底；以及
形成所述压电叠层结构后，图形化所述压电叠层结构形成有效谐振区，所述有效谐振区的边界包括第一电极的第一侧面和/或所述第二电极的第二侧面，所述第一电极的第一侧面与所述压电层的夹角为85-95度和/或所述第二电极的第二侧面与所述压电层的夹角为85-95度。


13.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，图形化所述压电叠层结构形成有效谐振区，所述有效谐振区的边界包括第一电极的第一侧面；图形化所述压电叠层结构包括：去除所述第二衬底后，对所述第一电极进行图形化形成所述第一侧面；
或者，
图形化所述压电叠层结构形成有效谐振区，所述有效谐振区的边界包括第一电极的第一侧面和压电层的第三侧面；图形化所述压电叠层结构包括：去除所述第二衬底后，对所述第一电极进行图形化形成所述第一侧面；对所述第一电极进行图形化后，对所述压电层进行图形化形成第三侧面；
或者，
图形化所述压电叠层结构形成有效谐振区，所述有效谐振区的边界包括第二电极的第二侧面；图形化所述压电叠层结构包括：键合所述第二衬底之前、形成所述第一空腔之后，或者，形成所述支撑层之前，图形化所述第二电极形成所述第二侧面；
或者，
图形化所述压电叠层结构形成有效谐振区，所述有效谐振区的边界包括第二电...

【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