谐振器及其形成方法技术

一种谐振器及其形成方法，谐振器的形成方法包括：第一电极；压电层，位于第一电极上；第二电极，位于压电层上；第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，复合叠层包括与压电层相对的第一金属层以及位于第一金属层背向压电层一侧的第二金属层，第一金属层的表面粗糙度小于第二金属层的表面粗糙度，第一金属层的电阻率大于第二金属层的电阻率层。本发明专利技术实施例，第一电极和第二电极总的电阻较小；此外，压电层形成在粗糙度较小的第一金属层上，压电层的晶向生长方向一致性较好，综上，在信号通过谐振器的过程中，因为第一电极和第二电极总的电阻较小以及压电层的形成质量较好，均能够降低谐振器的插损，有利于提高谐振器的性能。

【技术实现步骤摘要】
谐振器及其形成方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种谐振器及其形成方法。
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波谐振器的插损偏大，因此无法满足高性能的射频系统的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种谐振器及其形成方法，提升谐振器的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种谐振器的形成方法，包括：第一电极；压电层，位于所述第一电极上；第二电极，位于所述压电层上；所述第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层的电阻率大于所述第二金属层的电阻率层。相应的，本专利技术还提供一种谐振器，包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成压电层；在所述压电层上形成第二电极；所述第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层的电阻率大于所述第二金属层的电阻率层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术实施例提供的谐振器的形成方法中，所述第一电极和第二电极中一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层对应材料的电阻率大于所述第二金属层对应材料的电阻率。当所述第一电极和第二电极均为复合叠层时，因为所述第二金属层对应材料的电阻率小于所述第一金属层对应材料的电阻率，与所述第一电极和第二电极仅包括第一金属层的情况相比，第一电极和第二电极总的电阻较小；此外，在所述第一电极上形成压电层的过程中，所述压电层形成在表面粗糙度较小的所述第一金属层上，从而所述压电层的晶向生长方向一致性较好，所述压电层的形成质量较好；综上，在信号通过谐振器的过程中，因为所述第一电极和第二电极总的电阻较小以及所述压电层的形成质量较好，均能够降低谐振器的插损，有利于提高所述谐振器的性能。当所述第一电极或第二电极为复合叠层时，因为所述第二金属层对应材料的电阻率小于所述第一金属层对应材料的电阻率，与所述第一电极和第二电极仅包括第一金属层的情况相比，第一电极和第二电极总的电阻较小，在信号通过谐振器的过程中，均能够降低谐振器的插损，有利于提高所述谐振器的性能。附图说明图1是一种谐振器的结构示意图。图2至图16是本专利技术谐振器的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，目前薄膜体声波谐振器(FilmBulkAcousticResonator，FBAR)得到广泛应用。现结合一种半导体结构的形成方法分析器件性能不佳的原因。所述谐振器包括：第一电极1；压电层2，位于所述第一电极1上；第二电极3，位于所述压电层2上；第一支撑层7，位于所述第二电极3上，所述第一支撑层7中具有第一开口；第一衬底9，位于所述第一支撑层7上，所述第一衬底9、第一支撑层7以及所述第二电极3围成第一空腔8；信号输入电极4和信号输出电极5，从所述第一电极1背向所述压电层2的一侧贯穿所述第一电极1和压电层2，且与所述第二电极3电连接，所述信号输入电极4和信号输出电极5位于所述第一空腔8的外侧。通常所述第一电极1以及第二电极3的材料为钨，钨的熔点极高，它属于金属之首，而且电子发射能力高，故最早用来做电极材料，但钨的缺点是电阻率偏高，因此第一电极1和第二电极3的总电阻偏大，在谐振器工作时，信号从信号输入电极4传入，从信号输出电极5传出，会造成插损偏大现象。本专利技术实施例提供的谐振器的形成方法中，所述第一电极和第二电极中一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层对应材料的电阻率大于所述第二金属层对应材料的电阻率。当所述第一电极和第二电极均为复合叠层时，因为所述第二金属层对应材料的电阻率小于所述第一金属层对应材料的电阻率，与所述第一电极和第二电极仅包括第一金属层的情况相比，第一电极和第二电极总的电阻较小；此外，在所述第一电极上形成压电层的过程中，所述压电层形成在表面粗糙度较小的所述第一金属层上，从而所述压电层的晶向生长方向一致性较好，所述压电层的形成质量较好；综上，在信号通过谐振器的过程中，因为所述第一电极和第二电极总的电阻较小以及所述压电层的形成质量较好，均能够降低谐振器的插损，有利于提高所述谐振器的性能。当所述第一电极或第二电极为复合叠层时，因为所述第二金属层对应材料的电阻率小于所述第一金属层对应材料的电阻率，与所述第一电极和第二电极仅包括第一金属层的情况相比，第一电极和第二电极总的电阻较小，在信号通过谐振器的过程中，均能够降低谐振器的插损，有利于提高所述谐振器的性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图16是本专利技术谐振器的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。参考图2和图3，形成第一电极104(如图3所示)。后续在第一电极104上形成压电层，在压电层上形成第二电极，压电层的材料为压电材料，压电材料具有压电效应，也就是说，压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料，利用压电材料的压电效应可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换，进而实现声能与电能的转换。在谐振器工作时，第一电极104和第二电极用于将压电层产生的机械振动转变成电学特性。本实施例中，第一电极104的材料为复合叠层，复合叠层包括与压电层相对的第一金属层103以及位于第一金属层103背向压电层一侧的第二金属层102，第一金属层103的表面粗糙度小于第二金属层102的表面粗糙度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振器，其特征在于，包括：/n第一电极；/n压电层，位于所述第一电极上；/n第二电极，位于所述压电层上；/n所述第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层的电阻率大于所述第二金属层的电阻率层。/n

【技术特征摘要】
1.一种谐振器，其特征在于，包括：
第一电极；
压电层，位于所述第一电极上；
第二电极，位于所述压电层上；
所述第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，所述复合叠层包括与所述压电层相对的第一金属层以及位于所述第一金属层背向所述压电层一侧的第二金属层，所述第一金属层的表面粗糙度小于所述第二金属层的表面粗糙度，所述第一金属层的电阻率大于所述第二金属层的电阻率层。


2.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述谐振器还包括：第一支撑层，位于所述第二电极背向所述压电层的一侧，所述第一支撑层中形成有露出所述第二电极的第一开口；
第一衬底，位于所述第一支撑层上，所述第二电极、第一支撑层以及所述第一衬底围成第一空腔。


3.如权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述谐振器还包括：第二支撑层，位于所述第一电极背向所述压电层的一侧，所述第二支撑层中形成有露出所述第一电极的第二开口；
第二衬底，位于所述第二支撑层远离所述第一电极的一侧，所述第二衬底、第二支撑层以及第二电极围成第二空腔。


4.如权利要求3所述的谐振器，其特征在于，所述第二电极为复合叠层；
所述谐振器还包括：第一沟槽和第二沟槽，位于所述第一电极背向所述压电层的一侧，所述第一沟槽和第二沟槽贯穿所述第一电极和压电层，露出所述第二电极中的第二金属层；
第一信号电极位于所述第一沟槽中；
第二信号电极，位于所述第二沟槽中。


5.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述第一电极或第二电极为复合叠层，所述第一电极为所述复合叠层，所述第二电极为第一金属层或第二金属层；
所述第一电极或第二电极为复合叠层，所述第二电极为所述复合叠层，所述第二电极为第一金属层或第二金属层。


6.如权利要求4所述的谐振器，其特征在于，
所述谐振器还包括：底部空气槽，位于所述第二电极中背离所述压电层的一侧，且所述底部空气槽露出所述压电层，所述底部空气槽在所述第一衬底上的投影位于所述第一信号电极和第二信号电极在所述第一衬底上的投影之间；
所述谐振器还包括：顶部空气槽，位于所述第一电极中背离所述压电层的一侧，且所述顶部空气槽露出所述压电层，所述顶部空气槽在所述第一衬底上的投影位于所述第一信号电极和第二信号电极在所述第一衬底上的投影之间。


7.如权利要求1至6任一项所述的谐振器，其特征在于，所述第一金属层的表面粗糙度小于


8.如权利要求1至6任一项所述的谐振器，其特征在于，所述第一金属层的材料包括W和Mo中的一种或两种。


9.如权利要求1至6任一项所述的谐振器，其特征在于，所述第二金属层的电阻率小于5.2Ω/米。


10.如权利要求1至6任一项所述的谐振器，其特征在于，所述第二金属层的材料包括Al、Au、Ni和Ag中的一种或多种。


11.一种谐振器的形成方法，其特征在于，包括：
形成第一电极；
在所述第一电极上形成压电层；
在所述压电层上形成第二电极；
所述第一电极和第二电极中的一个或两个为复合叠层，所...

【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