压电薄膜的形成方法及体声波谐振装置的形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种压电薄膜的形成方法及体声波谐振装置的形成方法，其中，压电薄膜的形成方法包括：提供第一基底；形成牺牲层，位于第一基底上；形成压电层，位于牺牲层上；采用激光照射第一基底，用于汽化所述牺牲层；去除第一基底，形成压电薄膜。本发明专利技术实施例采用特定波长的激光汽化过渡基底和压电层之间的牺牲层，然后去除过渡基底，可以形成一层平坦的压电薄膜，压电薄膜不包括明显转向的晶粒，晶体质量较高，从而具有较高的机电耦合系数和Q值。Q值。Q值。

【技术实现步骤摘要】
压电薄膜的形成方法及体声波谐振装置的形成方法


本专利技术涉及半导体
，具体而言，本专利技术涉及一种压电薄膜的形成方法及体声波谐振装置的形成方法。

技术介绍

[0001]无线通信设备的射频(Radio Frequency，RF)前端芯片包括功率放大器、天线开关、射频滤波器、多工器和低噪声放大器等。其中，射频滤波器包括压电声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)滤波器、压电体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)滤波器、微机电系统(Micro
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Electro
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Mechanical System，MEMS)滤波器、集成无源装置(Integrated Passive Devices，IPD)滤波器等。
[0002]BAW谐振器的品质因数值(Q值)较高，由BAW谐振器制作成低插入损耗、高带外抑制的射频滤波器，即BAW滤波器，是目前手机、基站等无线通信设备使用的主流射频滤波器。其中，Q值是谐振器的品质因数值，定义为中心频率除以谐振器3dB带宽。Q值越高，表明谐振器的性能越好，制作出的滤波器的性能越好。BAW谐振器在振动过程中，将机械能转变为电能，或将电能转变为机械能，这种表示能量相互变换的程度用机电耦合系数(electro
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mechanical coupling factor，即)。
[0003][0004]其中，f
s
为谐振频率，f
p
为反谐振频率，当谐振器越大的时候，谐振器可制作的滤波器的带宽越大。BAW滤波器的使用频率一般为0.7GHz至7GHz。
[0005]当无线通信技术逐步演进，所使用的频段越来越多，同时随着载波聚合等频段叠加使用技术的应用，无线频段之间的相互干扰变得愈发严重。高性能的BAW技术可以解决频段间的相互干扰问题。随着5G时代的到来，无线移动网络引入了更高的通信频段，而且频段更宽，当前只有BAW技术可以解决高频段高带宽的滤波问题。
[0006]BAW滤波器是由BAW谐振器组成，BAW谐振器通过金属
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压电薄膜
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金属换能器将电信号转换为声信号，再通过金属
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压电薄膜
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金属换能器将声信号转换回电信号。BAW滤波器在声信号区间对信号进行滤波器，由于在同频率下，声信号速度是电信号速度的约十万分之一，因此同频率的BAW滤波器的尺寸远小于电学射频滤波器。由于金属
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压电薄膜
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金属换能器是BAW谐振器的最主要构成部分，BAW谐振器压电薄膜的晶体质量直接关系到BAW谐振器的机电耦合系数和Q值。5G移动通信技术对于BAW滤波器的通带带宽、插入损耗及带外抑制提出了更高的要求，上述三个指标与BAW谐振器的机电耦合系数和Q值相关，所以BAW谐振器压电薄膜的晶体质量有待进一步地提升。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的问题是提供一种压电薄膜的形成方法，可以形成一层平坦的压电薄膜，所述压电薄膜不包括明显转向的晶粒，晶体质量较高，从而具有较高的机电耦合系数和
Q值。
[0008]本专利技术实施例提供一种压电薄膜的形成方法，包括：提供第一基底；形成牺牲层，位于所述第一基底上；形成压电层，位于所述牺牲层上；采用激光照射所述第一基底，用于汽化所述牺牲层；去除所述第一基底，形成压电薄膜。
[0009]在一些实施例中，所述第一基底的材料包括但不限于以下之一：蓝宝石、氮化铝、氮化铝镓。
[0010]在一些实施例中，所述牺牲层的材料包括但不限于以下之一：氮化镓、氮化铝镓。
[0011]在一些实施例中，所述压电层的材料包括但不限于以下之一：氮化铝、合金氮化铝。
[0012]在一些实施例中，所述激光的波长范围包括但不限于：120纳米至387纳米。
[0013]在一些实施例中，所述压电薄膜的形成方法还包括：提供第二基底；连接所述第二基底和所述压电层，所述第一基底和所述第二基底位于所述压电层两侧。在一些实施例中，连接所述第二基底和所述压电层包括：形成连接层，位于所述第二基底和所述压电层之间，用于键合所述第二基底和所述压电层。
[0014]在一些实施例中，所述压电薄膜包括多个晶粒，所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒，其中，所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒；沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高，沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高，其中，所述第一方向和所述第二方向相同或相反。在一些实施例中，所述第一晶粒对应第一坐标系，所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴；所述第二晶粒对应第二坐标系，所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。在一些实施例中，所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴，所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。在一些实施例中，所述第三方向和所述第四方向相同或相反。
[0015]在一些实施例中，所述压电薄膜包括多个晶粒，所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。
[0016]需要说明的是，采用特定波长的激光汽化过渡基底和压电层之间的牺牲层，然后去除所述过渡基底，可以形成一层平坦的压电薄膜，所述压电薄膜不包括明显转向的晶粒，晶体质量较高，从而具有较高的机电耦合系数和Q值，其中，所述特定波长的激光可以穿过所述过渡基底，但是无法穿过所述牺牲层并汽化所述牺牲层。此外，牺牲层材料的晶格常数与压电层材料的晶格常数接近，形成于所述牺牲层上的所述压电层的晶体质量较好。
[0017]本专利技术实施例还提供一种体声波谐振装置的形成方法，包括：形成第一部，所述形成第一部包括：提供第一基底；形成第一牺牲层，位于所述第一基底上；形成压电层，位于所述第一牺牲层上，所述压电层包括第一侧及所述第一侧相对的第二侧，所述第一基底和所述第一牺牲层位于所述第一侧；形成第一电极层，位于所述第二侧，位于所述压电层上；形成空腔预处理层，位于所述第二侧，位于所述压电层上，覆盖所述第一电极层；形成第二部，所述形成第二部包括：提供第二基底；连接所述第一部和所述第二部，所述第一基底和所述第二基底位于所述压电层两侧；采用激光照射所述第一基底，用于汽化所述第一牺牲层；去除所述第一基底；形成第二电极层，位于所述第一侧，接触所述压电层；基于所述空腔预处理层，形成空腔。
[0018]在一些实施例中，所述第一基底的材料包括但不限于以下之一：蓝宝石、氮化铝、
氮化铝镓。
[0019]在一些实施例中，所述第一牺牲层的材料包括但不限于以下之一：氮化镓、氮化铝镓。
[0020]在一些实施例中，所述压电层的材料包括但不限于以下之一：氮化铝、合金氮化铝。
[0021]在一些实施例中，所述形成空腔预处理层包括：形成第二牺牲层，位于所述第二侧，位于所述压电层上，覆盖所述第一电极层的第一端；形成第一连接层，位于所述第二侧，位于所述压电层上，覆盖所述第二牺牲层及所述第一电极层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电薄膜的形成方法，其特征在于，包括：提供第一基底；形成牺牲层，位于所述第一基底上；形成压电层，位于所述牺牲层上；采用激光照射所述第一基底，用于汽化所述牺牲层；去除所述第一基底，形成压电薄膜。2.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述第一基底的材料包括以下之一：蓝宝石、氮化铝、氮化铝镓。3.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料包括以下之一：氮化镓、氮化铝镓。4.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述压电层的材料包括以下之一：氮化铝、合金氮化铝。5.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述激光的波长范围包括：120纳米至387纳米。6.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，还包括：提供第二基底；连接所述第二基底和所述压电层，所述第一基底和所述第二基底位于所述压电层两侧。7.如权利要求6所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，连接所述第二基底和所述压电层包括：形成连接层，位于所述第二基底和所述压电层之间，用于键合所述第二基底和所述压电层。8.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述压电薄膜包括多个晶粒，所述多个晶粒包括第一晶粒和第二晶粒，其中，所述第一晶粒和所述第二晶粒是所述多个晶粒中的任意两个晶粒；沿第一方向的第一坐标轴对应所述第一晶粒的高，沿第二方向的第二坐标轴对应所述第二晶粒的高，其中，所述第一方向和所述第二方向相同或相反。9.如权利要求8所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述第一晶粒对应第一坐标系，所述第一坐标系包括所述第一坐标轴和沿第三方向的第三坐标轴；所述第二晶粒对应第二坐标系，所述第二坐标系包括所述第二坐标轴和沿第四方向的第四坐标轴。10.如权利要求9所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述第一坐标系还包括沿第五方向的第五坐标轴，所述第二坐标系还包括沿第六方向的第六坐标轴。11.如权利要求10所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述第三方向和所述第四方向相同或相反。12.如权利要求1所述的压电薄膜的形成方法，其特征在于，所述压电薄膜包括多个晶粒，所述多个晶粒组成的晶体的摇摆曲线半峰宽低于2.5度。13.一种体声波谐振装置的形成方法，其特征在于，包括：形成第一部，所述形成第一部包括：提供第一基底；形成第一牺牲层，位于所述第一基底上；形成压电层，位于所述第一牺牲层上，所述压电层包括第一侧及所述第一侧相对的第二侧，所述第一基底和所述第一牺牲层位于所述第一侧；形成第一电极层，位于所述第二侧，位于所述压电层上；形成空腔预处理层，位于所述第二侧，位于所述压电层上，覆盖所述第一电极层；形成第二部，所述形成第二部包括：提供第二基底；...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩兴，周建，
申请(专利权)人：常州承芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：