电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法技术

本发明专利技术公开了电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法，具体如下：衬底上依次沉积剥离层、压电层和第一电极，第一电极外围依次沉积两个第一下横向结构和两个第二下横向结构；第一电极表面淀积包裹第一电极、两个第一下横向结构和两个第二下横向结构的牺牲层，压电层上沉积包裹牺牲层的保护层；压电层上淀积包裹保护层的待键合层一；待键合层一与待键合层二键合，去除衬底，压电层上沉积第二电极；在压电层上形成通孔来去除牺牲层。本发明专利技术在谐振器的下电极外围设置第一下横向结构和第二下横向结构，进一步可在上电极外围设置第一上横向结构和第二上横向结构，这些结构改进能共同优化谐振器的阻抗比，提升谐振器Q值。器Q值。器Q值。

【技术实现步骤摘要】
电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法


[0001]本专利技术涉及薄膜体声波谐振器，具体涉及一种电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法。

技术介绍

[0002]薄膜体声波谐振器具有尺寸小、功耗低、品质因数高、与CMOS工艺兼容等特点，已成为射频通讯领域重要的器件。但现有薄膜体声波谐振器的电极结构设计思路有限，特别在结构尺寸更大的下电极部分却没有设计起到减少声波损耗作用的结构。因此，有望对电极结构进行进一步设计，制备出具有更高频率和Q值的单晶压电薄膜体声波谐振器。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法。
[0004]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0005]本专利技术电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法，具体步骤如下：
[0006]S1：对衬底使用丙酮和异丙醇进行超声水洗；然后在衬底的一侧沉积剥离层，在剥离层上沉积压电层；在压电层表面沉积金属并图形化，形成第一电极。
[0007]S2：在第一电极外围沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第一下横向结构；然后，在两个第一下横向结构表面沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第二下横向结构。
[0008]S3：在压电层、第一电极和第二下横向结构表面淀积非晶硅薄膜或非晶硅，并图形化，形成包裹第一电极、两个第一下横向结构和两个第二下横向结构的牺牲层。
[0009]S4：在压电层表面沉积包裹整个牺牲层的保护层。
[0010]S5：在压电层的剩余部分淀积包裹保护层的待键合层一，并采用化学机械研磨的方式使待键合层一表面平整。
[0011]S6：对基底使用丙酮和异丙醇进行超声水洗；然后，在基底的一侧淀积待键合层二，然后将待键合层一与待键合层二通过键合工艺连接。
[0012]S7：去除衬底。
[0013]S8：在压电层表面沉积金属并图形化，形成第二电极。
[0014]S9：采用等离子刻蚀或湿法腐蚀工艺在压电层表面形成通孔；通孔的底部开口于牺牲层与压电层的接触位置；然后，通过湿法腐蚀工艺或干法腐蚀工艺利用通孔去除牺牲层，形成空腔。
[0015]优选地，在步骤S9之前还有如下步骤：在第二电极外围表面沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第一上横向结构；然后，在两个第一上横向结构表面沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第二上横向结构。
[0016]优选地，所述压电层的厚度为10nm
‑
4000nm。
[0017]优选地，所述的第一电极和第二电极均位于压电层的中心，第一电极的横向宽度小于压电层的横向宽度；所述第一电极的横向宽度为30
‑
600μm，第二电极的横向宽度为20
‑
500μm。
[0018]优选地，所述第一电极的厚度为50
‑
500nm，第二电极的厚度为50
‑
500nm。
[0019]优选地，所述待键合层一和待键合层二的材料均为氧化硅、硅中的一种或两种按任意配比组合。
[0020]优选地，所述待键合层一的厚度为0.1
‑
10μm，待键合层二的厚度为0.1
‑
10μm。
[0021]优选地，所述第二上横向结构的横向宽度等于第一上横向结构的横向宽度。
[0022]本专利技术具有的有益效果：
[0023]本专利技术在谐振器的下电极外围设置第一下横向结构和第二下横向结构，进一步可在上电极外围设置第一上横向结构和第二上横向结构，且采用键合的方式获得键合界面致密的器件，这些结构改进能共同优化谐振器的阻抗比，提升谐振器的Q值。
附图说明
[0024]图1是本专利技术在衬底上依次制备剥离层、压电层和第一电极的剖面图。
[0025]图2是在第一电极外围制备第一下横向结构和第二下横向结构的剖面图。
[0026]图3是在图2结构上制备牺牲层的剖面图。
[0027]图4是在图3结构上制备保护层的剖面图。
[0028]图5是在图4结构上制备待键合层一的剖面图。
[0029]图6是基底上淀积的待键合层二与图5结构键合成型的剖面图。
[0030]图7是在图6结构上去除剥离层和衬底的剖面图。
[0031]图8是在图7结构的压电层另一面制备第二电极的剖面图。
[0032]图9是在图8结构上制备通孔并去除牺牲层后的剖面图。
[0033]图10是本专利技术在具体的一组结构尺寸下是否使用第一横向结构和第二横向结构的谐振器阻抗曲线对比图。
[0034]图11是本专利技术在具体的一组结构尺寸下是否使用第一横向结构和第二横向结构的谐振器相位曲线图。
[0035]图12是本专利技术在第二电极外围制备第一上横向结构和第二上横向结构的剖面图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
[0037]实施例1：
[0038]电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法，具体步骤如下：
[0039]S1：如图1所示，对衬底100使用丙酮和异丙醇进行超声水洗；然后，在衬底100的一侧表面用金属有机化合物化学气相沉淀工艺(MOCVD)沉积剥离层101a；接着，在剥离层上制备(可以采用金属有机化合物化学气相沉淀工艺沉积)厚度为10nm
‑
4000nm的压电层101；衬底100的横向宽度等于压电层101的横向宽度；最后，在压电层101表面采用热蒸发或磁控溅射的方法沉积厚度170nm的金属钼，并采用等离子体或湿法腐蚀的方法进行图形化，形成第一电极102；第一电极102的横向宽度小于压电层101的横向宽度，且第一电极102位于压电
层101的中心；第一电极102的横向宽度为30
‑
600μm(优选100μm)。
[0040]S2：如图2所示，在第一电极102外围采用热蒸发或磁控溅射的方法沉积金属，并采用等离子体或湿法腐蚀的方法进行图形化，形成间距设置的两个第一下横向结构103；然后，在两个第一下横向结构103表面采用热蒸发或磁控溅射的方法沉积金属，并采用等离子体或湿法腐蚀的方法进行图形化，形成间距设置的两个第二下横向结构104；第二下横向结构104的横向宽度等于第一下横向结构103的横向宽度。
[0041]S3：如图3所示，在压电层101、第一电极102和第二下横向结构104表面采用等离子体化学气相淀积工艺淀积厚度为3μm的非晶硅薄膜，并采用等离子体或湿法腐蚀的方法进行图形化，形成包裹第一电极102、两个第一下横向结构103和两个第二下横向结构104的牺牲层106；牺牲层106的横向宽度为20
‑
500μm。
[0042]S4：如图4所示，在压电层101表面上用金属有机化合物化学气相沉淀工艺沉积包裹整个牺牲层106的保护层107。
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法，其特征在于：具体步骤如下：S1：对衬底使用丙酮和异丙醇进行超声水洗；然后在衬底的一侧沉积剥离层，在剥离层上沉积压电层；在压电层表面沉积金属并图形化，形成第一电极；S2：在第一电极外围沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第一下横向结构；然后，在两个第一下横向结构表面沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第二下横向结构；S3：在压电层、第一电极和第二下横向结构表面淀积非晶硅薄膜或非晶硅，并图形化，形成包裹第一电极、两个第一下横向结构和两个第二下横向结构的牺牲层；S4：在压电层表面沉积包裹整个牺牲层的保护层；S5：在压电层的剩余部分淀积包裹保护层的待键合层一，并采用化学机械研磨的方式使待键合层一表面平整；S6：对基底使用丙酮和异丙醇进行超声水洗；然后，在基底的一侧淀积待键合层二，然后将待键合层一与待键合层二通过键合工艺连接；S7：去除衬底；S8：在压电层表面沉积金属并图形化，形成第二电极；S9：采用等离子刻蚀或湿法腐蚀工艺在压电层表面形成通孔；通孔的底部开口于牺牲层与压电层的接触位置；然后，通过湿法腐蚀工艺或干法腐蚀工艺利用通孔去除牺牲层，形成空腔。2.根据权利要求1所述电极外围具有两层横向结构的薄膜体声波谐振器制备方法，其特征在于：在步骤S9之前还有如下步骤：在第二电极外围表面沉积金属并图形化，形成间距设置的两个第一上横向结构；然后，在两个第一上横向结构表面沉积金属并图形化，形...

【专利技术属性】
技术研发人员：轩伟鹏，张标，石林豪，董树荣，金浩，骆季奎，李文钧，孙玲玲，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：