一种滤波器、通信设备及其制造方法技术

本公开涉及一种滤波器、通信设备及其制造方法，以谐振频率最高的谐振器的上或下电极厚度作为基准电极厚度，其它谐振器在基准电极厚度的基础上具有不同厚度的质量负载结构，以最厚的质量负载结构厚度作为基准厚度；包括：形成与所述谐振器对应的声波反射区域；在其上形成压电层；在所述压电层上或下形成所述谐振器的功能复合层；所述功能复合层至少包括一上或下电极及设置在其上方的框架结构，所述框架结构包括凸起结构和凹陷结构；所述功能复合层的工序包括：形成一导电材料层，所述导电材料层的厚度为凸起结构厚度以及质量负载结构基准厚度和上或下电极基准厚度的总和，以所述导电材料层的上表面为起始面，向下图形化以形成所述功能复合层。述功能复合层。述功能复合层。

【技术实现步骤摘要】
一种滤波器、通信设备及其制造方法


[0001]本公开内容涉及一种通信设备及其制造方法，更具体而言，涉及一种带有滤波器的通信设备及其制造方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，薄膜体声波谐振器（FBAR）更适合于便携式通信装置，其与标准的集成制造技术兼容。薄膜体声波谐振器（FBAR）通常结构为包括夹在两个电极之间的压电层，然后将该结构置于在输入电信号施加在两个平板电极之间的情况下，逆向压电效应使得所述压电层由于压电材料的极化而机械地膨胀或收缩。 随着输入电信号随时间变化，所述压电层的膨胀和收缩产生沿各种方向传播的声波，并且通过压电效应被转换为电信号。
[0003]上述结构的薄膜体声波谐振器（FBAR）中包括可能受到不同类型的谐振或者谐振模式影响的不同横向区域，上下平板电极与压电材料重叠的第一区域和上下电极与压电材料不重叠的第二区域的边缘处包括有电激发模式中的能量散射产生的横向模式。横向模式对于薄膜体声波谐振器（FBAR）的性能具有有害的影响。
[0004]现有技术中为解决上述问题，先在压电层上形成上电极，然后在上电极上根据实际需要沉积质量负载层，最后再在质量负载层上形成框架结构，如图1所示在上电极30的上表面另行沉积一薄膜层然后通过光刻、刻蚀形成包括凸起和凹陷的框架结构40以抑制或减轻横向模式。或者也可以在所述压电层上形成薄膜层，通过光刻、刻蚀形成凸起结构，然后在沉积了所述凸起结构的压电层上沉积金属层，再通过在所述金属层上用光刻工艺获得图案化的光刻胶结构，继续沉积金属层，利用去胶液溶解光刻胶从而形成具有凹陷结构的上电极。当在上电极30上沉积薄膜层再刻蚀形成框架结构40时，由于框架结构40的形成多采用干法刻蚀，因此刻蚀过程中会对压电层20造成一定的损伤，进而影响器件性能。而且在上电极30上沉积薄膜层再刻蚀形成框架结构时，分步骤形成的方式造成工艺复杂，特别是若上电极和框架结构使用不同材质时，还需要配置不同在线量测步骤，造成生产效率低下。
[0005]此外，将谐振器按照一定拓扑结构连接就可以构成频率滤波器件，最常见的一种谐振器的拓扑结构为梯形拓扑结构。在上述梯形拓扑结构中，梯形滤波器的每一级由一个串联谐振器和一个并联谐振器构成，并联谐振器与串联谐振器的谐振频率不同，一般并联谐振器的谐振频率会小于串联谐振器的谐振频率。实际加工的任意一个串联谐振器与任意一个并联谐振器之间的谐振频率的差过大或者过小将导致滤波器的带宽或者通带特性无法达到要求。
[0006]基于上述谐振频率不同的技术问题，现有技术中经常是通过在上电极或者在下电极设置质量负载层来调整谐振频率。
[0007]在质量负载层的设置方法上，现有技术中如图2所示常常在上电极的表面上另行沉积一层薄膜层或多层薄膜层，并通过剥离（lift off）工艺形成质量负载层50，具体而言，在上电极上用光刻工艺获得图案化的光刻胶结构作为掩膜，在掩膜上沉积形成所述薄膜层或多层薄膜层，再利用剥离溶液溶解光刻胶获得所需要的质量负载层。形成质量负载层后，
再在上电极层的上表面包括凸起和凹陷的框架结构，所述框架结构的制造方法如前所述，在此不再赘述。由于剥离（lift off）工艺要求设备腔体的温度要足够低，避免光刻胶污染腔体、靶材；而电极制备中要求溅射腔体温度适当高，以得到低电阻率、晶向一致性高的多晶薄膜；因此剥离（lift off）工艺需要单独设备或者腔体，从而制造成本高，而且由于剥离（lift off）工艺需要在低温下进行，因此即便质量负载层50（mass load）与所述上电极30的材质相同，由于生长的速率慢，薄膜的质量和上电极30的质量上也有差异，因此在线量测困难，生产效率低下。
[0008]本公开内容针对上述技术问题，设计出了一种新颖的薄膜体声波滤波器的制备工艺，其能更好解决横向模式对于薄膜体声波谐振器（FBAR）性能的有害影响，以及能提高杂波抑制能力，提高滤波器的带宽和插入损耗，简化工艺和方便在线量测，提高产量和良率。

技术实现思路

[0009]在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0010]根据本公开内容的一方面提供一种滤波器制造方法，所述滤波器包括具有不同谐振频率的至少两个谐振器，以所述滤波器中谐振频率最高的谐振器的上电极厚度作为基准上电极厚度，不同于最高谐振频率谐振器的其它谐振器的上电极在基准上电极厚度的基础上具有不同厚度的质量负载结构，以所述滤波器中质量负载结构最厚的厚度作为基准质量负载结构厚度；包括：提供一衬底，所述衬底中或所述衬底表面形成有至少两个声波反射区域；所述声波反射区域与所述谐振器对应；在所述声波反射区域上形成所述谐振器的下电极层；在所述下电极层上形成压电层；在所述压电层上形成所述谐振器的功能复合层；所述功能复合层至少包括一上电极及设置在其上方的框架结构，所述框架结构包括凸起结构和凹陷结构；在所述压电层上形成所述功能复合层的工序包括：在所述压电层上形成一导电材料层，所述导电材料层的厚度为凸起结构的厚度以及所述基准质量负载结构厚度和所述基准上电极厚度的总和，以所述导电材料层的上表面为起始面，向下图形化以形成所述功能复合层。
[0011]本公开内容的另一方面提供一种滤波器制造方法，所述滤波器包括具有不同谐振频率的至少两个谐振器，以所述滤波器中谐振频率最高的谐振器的下电极厚度作为基准下电极厚度，不同于最高谐振频率谐振器的其它谐振器的下电极在基准下电极厚度的基础上具有不同厚度的质量负载结构，以所述滤波器中质量负载结构最厚的厚度作为基准质量负载结构厚度；包括：提供一衬底，所述衬底中或所述衬底表面形成有至少两个声波反射区域；所述声波反射区域与所述谐振器对应；在所述声波反射区域上形成所述谐振器的功能复合层，所述功能复合层至少包括一下电极及设置在其上方的框架结构，所述框架结构包括凸起结构和凹陷结构；在所述功能复合层上形成压电层；在所述压电层上形成所述谐振器的上电极层；在所述声波反射区域上形成所述功能复合层的工序包括：在所述声波反射区域上形成一导电材料层，所述导电材料层的厚度为凸起结构的厚度以及所述基准质量负载结构
厚度和所述基准下电极厚度的总和，以所述导电材料层的上表面为起始面，向下图形化以形成所述功能复合层。
[0012]进一步的，所述功能复合层还包括不同谐振器上/下电极之间的连接层。
[0013]进一步的，以所述导电材料层的上表面为起始面，向下图形化以形成所述功能复合层包括第一次减法工艺、第二次减法工艺和第三次减法工艺；进一步的，第一次减法工艺是以图案化的第一硬掩膜为掩膜刻蚀所述导电材料层，所述导电材料层被刻蚀的次数等于质量负载结构厚度的种类。
[0014]进一步的，所述导电材料层每次被刻蚀的量为所述质量负载结构厚度值从大到小排列的数列中从首项开始相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤波器的制造方法，所述滤波器包括具有不同谐振频率的至少两个谐振器，以所述滤波器中谐振频率最高的谐振器的上电极厚度作为基准上电极厚度，不同于最高谐振频率谐振器的其它谐振器的上电极在基准上电极厚度的基础上具有不同厚度的质量负载结构，以所述滤波器中质量负载结构最厚的厚度作为基准质量负载结构厚度；其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底中或所述衬底表面形成有至少两个声波反射区域；所述声波反射区域与所述谐振器对应；在所述声波反射区域上形成所述谐振器的下电极层；在所述下电极层上形成压电层；在所述压电层上形成所述谐振器的功能复合层；所述功能复合层至少包括一上电极及设置在其上方的框架结构，所述框架结构包括凸起结构和凹陷结构；其中，在所述压电层上形成所述功能复合层的工序包括：在所述压电层上形成一导电材料层，所述导电材料层的厚度为凸起结构的厚度以及所述基准质量负载结构厚度和所述基准上电极厚度的总和，以所述导电材料层的上表面为起始面，向下图形化以形成所述功能复合层。2.一种滤波器的制造方法，所述滤波器包括具有不同谐振频率的至少两个谐振器，以所述滤波器中谐振频率最高的谐振器的下电极厚度作为基准下电极厚度，不同于最高谐振频率谐振器的其它谐振器的下电极在基准下电极厚度的基础上具有不同厚度的质量负载结构，以所述滤波器中质量负载结构最厚的厚度作为基准质量负载结构厚度；其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底中或所述衬底表面形成有至少两个声波反射区域；所述声波反射区域与所述谐振器对应；在所述声波反射区域上形成所述谐振器的功能复合层，所述功能复合层至少包括一下电极及设置在其上方的框架结构，所述框架结构包括凸起结构和凹陷结构；在所述功能复合层上形成压电层；在所述压电层上形成所述谐振器的上电极层；其中，在所述声波反射区域上形成所述功能复合层的工序包括：在所述声波反射区域上形成一导电材料层，所述导电材料层的厚度为凸起结构的厚度以及所述基准质量负载结构厚度和所述基准下电极厚度的总和，以所述导电材料层的上表面为起始面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王友良，魏涛，杨清华，
申请(专利权)人：苏州臻芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：