体声波谐振结构及其制备方法、声波器件技术

本公开实施例提供一种体声波谐振结构，包括：衬底；依次位于所述衬底上的反射结构、第一电极、压电层和第二电极；其中，所述第一电极在所述衬底的正投影与所述反射结构在所述衬底的正投影的重叠区域为第一重叠区；第一凸起结构，位于所述压电层或所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一重叠区至少部分重叠；第二凸起结构，至少部分位于所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一凸起结构在所述衬底的正投影至少部分重叠；修频层，覆盖所述第二电极、所述压电层、所述第一凸起结构和所述第二凸起结构相对远离所述衬底的表面。所述第二凸起结构相对远离所述衬底的表面。所述第二凸起结构相对远离所述衬底的表面。

【技术实现步骤摘要】
体声波谐振结构及其制备方法、声波器件


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种体声波谐振结构及其制备方法、声波器件。

技术介绍

[0002]在广泛使用的诸如移动电话的通信设备中，通常包括使用声波的声波器件作为通讯设备的滤波器。作为声波器件的示例，存在使用表面声波(Surface Acoustic Wave，SAW)的器件，或者使用体声波(Bulk Acoustic Wave，BAW)的器件等。声波器件的性能会影响通信设备的通信效果。
[0003]随着通讯技术的发展，如何在顺应通信设备集成化和小型化发展趋势的同时，提高声波器件的性能成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]根据本公开实施例的第一方面，提供了一种体声波谐振结构，包括：
[0005]衬底；
[0006]依次位于所述衬底上的反射结构、第一电极、压电层和第二电极；其中，所述第一电极在所述衬底的正投影与所述反射结构在所述衬底的正投影的重叠区域为第一重叠区；
[0007]第一凸起结构，位于所述压电层或所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一重叠区至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；
[0008]第二凸起结构，至少部分位于所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一凸起结构在所述衬底的正投影至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；
[0009]修频层，覆盖所述第二电极、所述压电层、所述第一凸起结构和所述第二凸起结构相对远离所述衬底的表面。
[0010]根据本公开实施例的第二方面，提供了一种声波器件，包括根据上述实施例所述的体声波谐振结构。
[0011]根据本公开实施例的第三方面，提供了一种体声波谐振结构的制备方法，所述方法包括：
[0012]提供衬底；
[0013]在所述衬底表面形成牺牲层；
[0014]形成覆盖所述牺牲层并延伸至所述衬底表面的第一电极；其中，所述第一电极在所述衬底的正投影与所述牺牲层在所述衬底的正投影的投影重叠区域为第一重叠区；
[0015]在所述第一电极相对远离所述衬底的一侧形成压电层；
[0016]在所述压电层相对远离所述衬底的一侧形成第一凸起结构；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一重叠区至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的
横向剪切波；
[0017]在所述压电层相对远离所述衬底的一侧形成第二电极；
[0018]在所述第二电极相对远离所述衬底的表面上形成第二凸起结构；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一凸起结构在所述衬底的正投影至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；
[0019]在所述压电层相对远离所述衬底的一侧形成覆盖所述第二电极、所述压电层、所述第一凸起结构和所述第二凸起结构的修频层；
[0020]形成至少一个贯穿所述修频层和所述压电层的蚀刻孔，通过所述蚀刻孔释放所述牺牲层，以形成反射结构。
[0021]根据本公开实施例的第四方面，提供了一种体声波谐振结构的制备方法，所述方法包括：
[0022]提供衬底；
[0023]在所述衬底表面形成牺牲层；
[0024]形成覆盖所述牺牲层并延伸至所述衬底表面的第一电极；其中，所述第一电极在所述衬底的正投影与所述牺牲层在所述衬底的正投影的重叠区域为第一重叠区；
[0025]在所述第一电极相对远离所述衬底的一侧形成压电层；
[0026]在所述压电层相对远离所述衬底的一侧形成第二电极；
[0027]在所述第二电极相对远离所述衬底的一侧形成第一凸起结构；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一重叠区至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；
[0028]在所述第一凸起结构相对远离所述衬底的一侧形成第二凸起结构；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一凸起结构在所述衬底的正投影至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；
[0029]在所述压电层相对远离所述衬底的一侧形成覆盖所述第二电极、所述压电层、所述第一凸起结构和所述第二凸起结构的修频层；
[0030]形成至少一个贯穿所述修频层和所述压电层的蚀刻孔，通过所述蚀刻孔释放所述牺牲层，以形成反射结构。
[0031]本公开实施例提出的体声波谐振结构中，一方面，增设第一凸起结构，该第一凸起结构位于压电层或第二电极相对远离衬底的一侧；其中，第一电极在衬底的正投影与反射结构在衬底的正投影的投影重叠区域为第一重叠区，第一凸起结构在衬底的正投影与第一重叠区至少部分重叠。可以理解的是，本公开实施例中在第一重叠区对应的谐振结构内设置有第一凸起结构，第一凸起结构用于反射第一重叠区内的横向剪切波，通过第一凸起结构能够衰减横向剪切波，使得能量集中在第一重叠区内的纵波上，达到抑制横向寄生模态(即抑制寄生谐振)和增加品质因数(Quality Factor，Q值)的作用。
[0032]另一方面，第二凸起结构至少部分位于第二电极相对远离衬底的一侧，并且第二凸起结构在衬底的正投影与第一凸起结构在衬底的正投影至少部分重叠。可以理解的是，第二凸起结构呈纵向至少部分叠置于第二电极之上，第二凸起结构形成质量负载结构，因此，在横向剪切波传播到第二凸起结构时，可以反射传播到该区域的横向剪切波，减小声波能量泄漏，从而提高体声波谐振结构的Q值。
[0033]本公开实施例中，在体声波谐振结构中增设第一凸起结构与第二凸起结构。通过第一凸起结构和第二凸起结构衰减横向剪切波，减小声波能量泄漏，从而提升体声波谐振结构的Q值。
附图说明
[0034]图1为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第一示意图；
[0035]图2a为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第二示意图；
[0036]图2b为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构的试验结果示意图；
[0037]图3为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第三示意图；
[0038]图4为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构中第二凸起结构的俯视示意图；
[0039]图5为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第四示意图；
[0040]图6为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第五示意图；
[0041]图7为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第六示意图；
[0042]图8为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第七示意图；
[0043]图9为根据一示例性实施例示出的体声波谐振结构在垂直衬底方向的局部剖面第八示意图；
[0044]图10为根据一示例性实施例示出的体声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振结构，其特征在于，包括：衬底；依次位于所述衬底上的反射结构、第一电极、压电层和第二电极；其中，所述第一电极在所述衬底的正投影与所述反射结构在所述衬底的正投影的重叠区域为第一重叠区；第一凸起结构，位于所述压电层或所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一重叠区至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；第二凸起结构，至少部分位于所述第二电极相对远离所述衬底的一侧；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影与所述第一凸起结构在所述衬底的正投影至少部分重叠，用于反射所述第一重叠区内的横向剪切波；修频层，覆盖所述第二电极、所述压电层、所述第一凸起结构和所述第二凸起结构相对远离所述衬底的表面。2.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一凸起结构，仅位于所述压电层和所述第二电极之间；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影落入所述第一重叠区内；所述第二凸起结构，仅位于所述第二电极相对远离所述衬底的表面上；其中，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影落入所述第一重叠区内。3.根据权利要求2所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第二凸起结构在所述衬底的正投影落入所述第一凸起结构在所述衬底的正投影内。4.根据权利要求2所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一电极在所述衬底的正投影、所述压电层在所述衬底的正投影和所述第二电极在所述衬底的正投影的重叠区域为第二重叠区；所述第一凸起结构在所述衬底的正投影与所述第二重叠区至少部分重叠；所述第二电极包括：第三凸起结构，朝远离所述衬底方向凸起，且位于所述第二电极的边缘，所述第三凸起结构的第一端与所述压电层接触，所述第三凸起结构的第二端仅位于所述修频层和所述第一凸起结构之间；其中，所述第三凸起结构的第一端与第二端为相反端；所述第一凸起结构相对远离所述第三凸起结构的第二端的侧边，与所述第三凸起结构的第二端具有预设距离；其中，所述预设距离大于0，且所述预设距离小于或等于10μm。5.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第二凸起结构设置为环状。6.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一凸起结构，至少部分位于所述压电层和所述第二电极之间；其中，所述第一凸起结构的第一端在所述衬底的正投影，落入所述第一电极在所述衬底的正投影和所述第二电极在所述衬底的正投影的重叠区域内；所述第一凸起结构的第二端在所述衬底的正投影，落入所述反射结构在所述衬底的正投影内；其中，所述第一凸起结构的第一端与第二端为相反端。7.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一凸起结构，仅位于所述压电层和所述修频层之间；其中，
所述第一凸起结构的第一端在所述衬底的正投影落入所述第一电极在所述衬底的正投影内，且所述第一凸起结构的第一端在所述衬底的正投影落入所述第二电极在所述衬底的正投影以外区域，所述第一凸起结构的第二端在所述衬底的正投影落入所述反射结构在所述衬底的正投影内；其中，所述第一凸起结构的第一端与第二端为相反端。8.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一凸起结构，仅位于所述压电层和所述修频层之间；其中，所述第一凸起结构在所述衬底的正投影落入所述第一电极在所述衬底的正投影内，且所述第一凸起结构在所述衬底的正投影落入所述第二电极在所述衬底的正投影以外区域。9.根据权利要求1所述的体声波谐振结构，其特征在于，所述第一凸起结构，至少部分位于所述第二电极和所述修频层之间；其中，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雨轩，张大鹏，徐丰，
申请(专利权)人：武汉光钜微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：