体声波滤波器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种体声波滤波器及其制备方法。通过在腔体内设置支撑柱以支撑下电极及其上方的膜层，从而可允许下电极的端部悬空设置在腔体的区域内而不需要通过腔体的侧壁进行支撑，并且可以更为灵活的实现下电极延伸部和上电极延伸部在腔体之外相互错开，进而能够在实现上下电极的电性引出的基础上，有效规避上电极和下电极在腔体之外相互重叠，降低了在非有效谐振区域内因上下电极重叠而产生的机械能损失，提高器件的Q值。提高器件的Q值。提高器件的Q值。

【技术实现步骤摘要】
体声波滤波器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种体声波滤波器及其制备方法。

技术介绍

[0002]利用压电材料的逆压电效应制成的谐振结构，是晶体振荡器和滤波器的关键元件，其常常被应用于体声波滤波器(bulk acoustic wave，BAW)中。体声波滤波器的构造方式主要有空气隙型和固体装配型(SMR)，其中，空气隙型滤波器一般采用MEMS制造工艺在基片内形成空气间隙，以用于将声波限制在压电震荡堆之中。该结构具有很高的Q值，并且具有较好的机械强度。
[0003]具体可参考图1示出的一种体声波滤波器的示意图，该体声波滤波器包括依次堆叠设置在一衬底上的谐振结构，所述谐振结构至少位于衬底内的腔体11上方。具体的，所述谐振结构包括依次堆叠设置的下电极21、压电材料层22和上电极23，所述下电极21、所述压电材料层22和所述上电极23在所述腔体11正上方相互重叠的区域构成了谐振结构的有效谐振区20a。其中，所述下电极21的边缘通常需要横向延伸出所述腔体11，以使得下电极21的边缘可以搭载在腔体11的边缘上，从而支撑所述下电极21及其上方膜层。以及，所述上电极23也需要横向延伸出所述腔体11，以实现上电极23的电性引出。
[0004]然而，所述上电极23横向延伸出腔体的部分不可避免的会和所述下电极21搭载在所述腔体边缘的部分存在空间重叠。即，所述上电极23和所述下电极21在腔体11之外的区域也会出现空间重叠而形成腔体外重叠区20b，所述腔体外重叠区20b作为谐振结构的非有效谐振区，其在有效谐振区20a的边缘会产生横向模态机械震动，造成额外的机械损失和产生一些杂波，从而会降低谐振结构的Q值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种体声波滤波器，以降低体声波滤波器在非有效谐振区内产生的机械损失，提高器件的Q值。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种体声波滤波器，包括：衬底，所述衬底中形成有腔体；谐振结构，包括依次设置在所述衬底上的下电极、压电材料层和上电极，所述上电极具有延伸出所述腔体的上电极延伸部，所述下电极具有延伸出所述腔体的下电极延伸部，所述下电极延伸部和所述上电极延伸部在腔体之外相互错开；并且，所述下电极未延伸出腔体的端部悬空设置在所述腔体的上方；以及，支撑柱，设置在所述腔体内，并位于所述下电极悬空设置的端部的下方，用于支撑所述下电极。
[0007]可选的，所述下电极包括下电极本体部和连接下电极本体部的侧边并延伸出腔体的下电极引出端，所述上电极包括上电极本体部和连接上电极本体部的侧边并延伸出腔体的上电极引出端。其中，所述上电极延伸部包括所述上电极引出端，所述下电极延伸部包括所述下电极引出端。
[0008]可选的，所述上电极延伸部仅包括所述上电极引出端，所述下电极延伸部包括所
述下电极引出端和所述下电极本体部延伸出腔体的部分。
[0009]可选的，所述下电极本体部和所述上电极本体部均完全设置在所述腔体的正上方。
[0010]可选的，所述下电极本体部为多边形结构，所述支撑柱设置在所述多边形结构的顶角位置的下方。
[0011]可选的，所述支撑柱设置在所述上电极本体部的投影区域之外。
[0012]可选的，所述下电极悬空的端部上设置有朝向腔体外周的方向凸出的支撑部，所述支撑柱设置在所述支撑部的下方。
[0013]可选的，所述下电极、所述压电材料层、所述上电极和所述腔体相互重叠的区域构成有效谐振区域，所述支撑部凸出至所述有效谐振区域之外。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种体声波滤波器的制备方法，包括：提供衬底，所述衬底中形成有腔体，并在所述腔体中填充牺牲材料层；在所述牺牲材料层中形成支撑柱；在所述衬底上依次形成下电极、压电材料层和上电极，其中所述上电极具有延伸出所述腔体的上电极延伸部，所述下电极具有延伸出所述腔体的下电极延伸部，所述下电极延伸部和所述上电极延伸部在腔体之外相互错开，并且所述下电极未延伸出腔体的端部覆盖所述支撑柱；以及，去除所述牺牲材料层。
[0015]可选的，所述支撑柱的形成方法包括：刻蚀所述牺牲材料层以形成通孔，并在所述通孔中填充支撑材料以形成所述支撑柱。
[0016]在本专利技术提供的体声波滤波器中，通过在腔体内设置支撑柱以支撑下电极及其上方的膜层，从而可允许下电极的端部悬空设置在腔体的区域内而不需要通过腔体的侧壁进行支撑，并且可以更为灵活的实现下电极延伸部和上电极延伸部在腔体之外相互错开，如此，即能够在实现上下电极的电性引出的基础上，有效规避上电极和下电极在腔体之外相互重叠，降低了在非有效谐振区域内因上下电极重叠而产生的机械能损失，提高器件的Q值。
附图说明
[0017]图1为现有的一种体声波滤波器的俯视图。
[0018]图2为本专利技术一实施例中的第一种体声波滤波器的俯视图。
[0019]图3为本专利技术一实施例中的第一种体声波滤波器其下电极的示意图。
[0020]图4为本专利技术一实施例中的第一种体声波滤波器其上电极的示意图。
[0021]图5为本专利技术一实施例中体声波滤波器的剖面示意图。
[0022]图6为本专利技术一实施例中的第二种体声波滤波器的俯视图。
[0023]图7为本专利技术一实施例中的体声波滤波器的制备方法的流程示意图。
[0024]图8
‑
图11为本专利技术一实施例中的体声波滤波器在其制备过程中的结构示意图。
[0025]其中，附图标记如下：
[0026]11
‑
腔体；
[0027]21
‑
下电极；
[0028]22
‑
压电材料层；
[0029]23
‑
上电极；
[0030]20a
‑
有效谐振区；
[0031]20b
‑
腔体外重叠区；
[0032]100
‑
衬底；
[0033]110
‑
腔体；
[0034]200
‑
谐振结构；
[0035]210
‑
下电极；
[0036]211
‑
下电极延伸部；
[0037]212
‑
支撑部；
[0038]220
‑
压电材料层；
[0039]230
‑
上电极；
[0040]231
‑
上电极延伸部；
[0041]300
‑
支撑柱；
[0042]410
‑
下电极互连线；
[0043]420
‑
上电极互连线；
[0044]500
‑
牺牲材料层。
具体实施方式
[0045]本专利技术的核心思路在于提供一种体声波滤波器，该体声波滤波器中额外设置有支撑柱，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波滤波器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底中形成有腔体；谐振结构，包括依次设置在所述衬底上的下电极、压电材料层和上电极，所述上电极具有延伸出所述腔体的上电极延伸部，所述下电极具有延伸出所述腔体的下电极延伸部，所述下电极延伸部和所述上电极延伸部在腔体之外相互错开，并且所述下电极未延伸出腔体的端部悬空设置在所述腔体的上方；以及，支撑柱，设置在所述腔体内，并位于所述下电极悬空的端部的下方，用于支撑所述下电极。2.如权利要求1所述的体声波滤波器，其特征在于，所述下电极包括下电极本体部和连接下电极本体部并延伸出腔体的下电极引出端，所述上电极包括上电极本体部和连接上电极本体部并延伸出腔体的上电极引出端；其中，所述上电极延伸部包括所述上电极引出端，所述下电极延伸部包括所述下电极引出端。3.如权利要求2所述的体声波滤波器，其特征在于，所述上电极延伸部仅包括所述上电极引出端，所述下电极延伸部包括所述下电极引出端和所述下电极本体部延伸出腔体的部分。4.如权利要求2所述的体声波滤波器，其特征在于，所述下电极本体部和所述上电极本体部均完全设置在所述腔体的正上方。5.如权利要求2所述的体声波滤波器，其特征在于，所述下电极本体部为多边形结构，所述支撑柱设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：项少华，王冲，
申请(专利权)人：中芯越州集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：