一种声波谐振器及其制造方法、和一种电子设备技术

本发明专利技术涉及一种声波谐振器，包括：压电层；叉指电极，设置在压电层的上侧；基底，设置在压电层的下侧；声学镜空腔，设置在压电层的下侧，声学镜空腔在基底的厚度方向上贯穿基底且声学镜空腔在水平方向上的边界的至少一部分由基底限定，其中：压电层为单晶压电层；基底的厚度范围为1到100微米。本发明专利技术还涉及一种声波谐振器的制造方法和一种电子设备。振器的制造方法和一种电子设备。振器的制造方法和一种电子设备。

【技术实现步骤摘要】
一种声波谐振器及其制造方法、和一种电子设备


[0001]本专利技术的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种声波谐振器及其制造方法、和一种电子设备。

技术介绍

[0002]声波谐振器在滤波器等电子器件中得到广泛应用。声波谐振器中声学镜空腔的形状及边界对Q值(品质因数)影响很大，若声学镜空腔的形状和边界控制不佳，例如声学镜空腔的形状不规则、或者声学镜空腔与电极的距离可控性差等，则声波谐振器的Q值较低。

技术实现思路

[0003]为解决或缓解现有技术中的技术问题的至少一个方面，提出本专利技术。
[0004]根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种声波谐振器，包括：
[0005]压电层；
[0006]叉指电极，设置在压电层的上侧；
[0007]基底，设置在压电层的下侧；
[0008]声学镜空腔，设置在压电层的下侧，所述声学镜空腔在基底的厚度方向上贯穿基底且所述声学镜空腔在水平方向上的边界的至少一部分由基底限定，
[0009]其中：
[0010]所述压电层为单晶压电层；
[0011]所述基底的厚度范围为1到100微米。
[0012]根据本专利技术的实施例的再一方面，提出了一种声波谐振器的制造方法，包括步骤：
[0013]提供基底和单晶压电层，单晶压电层设置在基底的上侧；
[0014]在所述压电层的上侧形成叉指电极；
[0015]在所述基底的下侧执行减薄工艺直至基底的厚度达到预设厚度范围，所述预设厚度范围为1到100微米；
[0016]在减薄后的基底上进行刻蚀以形成在基底的厚度方向上贯穿基底的腔体。
[0017]根据本专利技术的实施例的还一方面，提出了一种电子设备，包括上述的声波谐振器、或者根据上述方法制造的声波谐振器。
附图说明
[0018]以下描述与附图可以更好地帮助理解本专利技术所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
[0019]图1A
‑
1C分别为根据本专利技术的一个示例性实施例的声波谐振器的示意性剖视图和示意性俯视图，其中沿图1B中的A—A
’
线可截得图1A的剖视图，其中沿图1B中的B—B
’
线可截得图1C的剖视图；
[0020]图2
‑
1至图2
‑
6为根据本专利技术的一个示例性实施例的、图1A
‑
1C所示的声波谐振器
的制造方法；
[0021]图3A
‑
3B分别为根据本专利技术的一个示例性实施例的声波谐振器的示意性剖视图和示意性俯视图，其中在叉指电极两侧，压电层上刻蚀出两个凹槽；
[0022]图4分别为根据本专利技术的一个示例性实施例的声波谐振器的示意性剖视图，其中压电层一侧为叉指电极，另外一侧为底电极。
具体实施方式
[0023]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。下述参照附图对本专利技术示例性实施例的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。
[0024]在本专利技术实施例中，可以基于POI(Piezoelectrics on Insulator，绝缘体上的单晶压电层)衬底制作声波谐振器。POI晶圆包括基底、单晶压电层以及设置在单晶压电层与基底之间的绝缘层。
[0025]下面参照图1
‑
4具体说明本专利技术的实施例。
[0026]本专利技术的附图中的附图标记示例性说明如下：
[0027]10：基底，具体材料可选为硅、碳化硅、蓝宝石、二氧化硅，或其他硅基材料。
[0028]101：在基底10的厚度方向上贯穿基底的腔体。
[0029]15：绝缘层或隔离层，其材料可以为例如二氧化硅、氮化硅、碳化硅、蓝宝石等。此层材料也可以没有。
[0030]20：声学镜，可为空腔，也可采用布拉格反射层及其他等效形式。本专利技术所示的实施例中采用的是空腔。
[0031]30和50：叉指电极。
[0032]55：底电极，材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜，钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
[0033]40：单晶压电层，可选单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料，还可包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料，例如可以是掺杂氮化铝，掺杂氮化铝至少含一种稀土元素，如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
[0034]60：密封部，用于对叉指极30和50键合密封。
[0035]70：电连接焊盘(pad)。
[0036]80：第一封装基板(cap)，具体材料可选为硅、碳化硅、蓝宝石、二氧化硅，或其他硅基材料。
[0037]85：第二封装基板(cap)，具体材料可选为硅、碳化硅、蓝宝石、二氧化硅，或其他硅基材料。
[0038]100：支撑基板。
[0039]110：粘附层，可以为一层胶，具体材料不做限定，只要起到适合起到粘合的作用以及便于被移除即可。
[0040]图1A
‑
1C分别为根据本专利技术的一个示例性实施例的声波谐振器的示意性剖视图和
示意性俯视图，其中沿图1B中的A—A
’
线可截得图1A的剖视图，其中沿图1B中的B—B
’
线可截得图1C的剖视图。
[0041]图2
‑
1至图2
‑
6为根据本专利技术的一个示例性实施例的、图1A
‑
1C所示的声波谐振器的制造方法，下面具体说明该方法。如图2
‑
1至图2
‑
6所示，该方法包括：
[0042]步骤1：提供基底10和单晶压电层40，单晶压电层40设置在基底10的上侧，例如图2
‑
1所示；
[0043]步骤2：在压电层40的上侧形成叉指电极30和50，例如图2
‑
2所示；
[0044]步骤3：在基底10的下侧执行减薄工艺直至基底10的厚度达到预设厚度范围，所述预设厚度范围为1到100微米，例如图2
‑
4所示；
[0045]步骤4：在减薄后的基底10上进行刻蚀以形成在基底10的厚度方向上贯穿基底的腔体101，例如图2
‑
5所示。
[0046]应用本专利技术所示实施例，单晶压电层设置在基底的上侧；在压电层的上侧形成叉指电极；在基底的下侧执行减薄工艺直至基底的厚度达到预设厚度范围，预设厚度范围为1到100微米；在减薄后的基底上进行刻蚀以形成在基底的厚度方向上贯穿基底的腔体。本方案中，基底的厚度范围为1到100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声波谐振器，包括：压电层；叉指电极，设置在压电层的上侧；基底，设置在压电层的下侧；声学镜空腔，设置在压电层的下侧，所述声学镜空腔在基底的厚度方向上贯穿基底且所述声学镜空腔在水平方向上的边界的至少一部分由基底限定，其中：所述压电层为单晶压电层；所述基底的厚度范围为1到100微米。2.根据权利要求1所述的声波谐振器，其中：所述基底的厚度范围为10到50微米。3.根据权利要求1所述的声波谐振器，其中：所述压电层中位于所述叉指电极横向两侧的至少一侧设置有凹槽。4.根据权利要求1所述的声波谐振器，其中：所述压电层的下侧设置有底电极。5.根据权利要求4所述的声波谐振器，其中：所述底电极在所述基底上的正投影区域覆盖所述叉指电极在所述基底上的正投影区域。6.根据权利要求4所述的声波谐振器，其中：所述底电极限定所述声学镜空腔的上侧边界的至少一部分。7.根据权利要求6所述的声波谐振器，其中：所述底电极在水平方向上的边界与所述声学镜空腔在水平方向上的边界齐平。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的声波谐振器，其中：所述压电层为薄膜单晶压电层，所述薄膜单晶压电层的厚度范围为10纳米到10微米。9.根据权利要求8所述的声波谐振器，其中：所述单晶压电层的材料选自单晶铌酸锂、单晶钽酸锂、单晶氮化铝、石英中的至少一种。10.根据权利要求1
‑
7任一项所述的声波谐振器，其中：所述声波谐振器还包括设置于所述基底和所述压电层之间的绝缘层。11.根据权利要求1
‑
7任一项所述的声波谐振器，还包括：第一封装基板，设置在压电层的上侧，所述第一封装基板适于与压电层的上侧之间形成第一封装空间，所述叉指电极位于所述第一封装空间内；和第二封装基板，设置在基底的下侧，所述第二封装基板适于与基底的下侧形成封装。12.根据权利要求11所述的声波谐振器，其中：所述第二封装基板限定所述声学镜空腔的下侧边界的至少一部分。13.一种声波谐振器的制造方法，包括步骤：提供基底和单晶压电层，单晶压电层设置在基底的上侧；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟伦，
申请(专利权)人：诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：