一种具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器制造技术

本实用新型专利技术涉及滤波器技术领域，公开了一种性能稳定的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，其包括带有空腔的衬底，形成在所述空腔上方的压电堆叠结构；所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极，其中所述底电极整体呈锲形，锲形上端拐角处形成有内陷锲形内部的凹陷部。这样解决了压电薄膜生长中拐角处的晶体无法均匀生长问题，提高了薄膜体声波谐振器的压电材料、顶电极的薄膜质量，避免了由于薄膜缺陷所带来的器件质量问题，提高了谐振器的性能和ESD可靠性。振器的性能和ESD可靠性。振器的性能和ESD可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器


[0001]本技术涉及滤波器
，特别涉及一种性能稳定的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器。

技术介绍

[0002]随着5G通讯技术的快速发展，推动者手机、物联网、智能驾驶等依托通讯技术为载体的
快速向前。随之在通讯
对于滤波器的使用量大幅增加，对于其性能指标要求也越来越高，在体声波滤波器等半导体器件的生产加工过程中，往往需要在某种图形化后的薄膜材料上淀积别的薄膜材料。现有技术中一般常用的图形化方法制备该薄膜材料，其边缘往往呈现九十度的直角，在该边缘位置淀积别的薄膜材料时，容易引起新淀积的薄膜材料出现裂纹，薄膜缺陷极大的影响了器件的性能及可靠性。最典型的例子如在制备薄膜体声波谐振器的过程中，在沉积完薄膜体声波谐振器的下电极薄膜后会对其进行图形化以形成下电极，然后再在图形化后的下电极上生长压电薄膜。由于采用一般常用的方法图形化后的下电极边缘一般是直角，在此边缘，压电薄膜晶体无法沿着需要的与基片表面垂直的方向生长，由此会造成这部分的压电薄膜性能不好，甚至会形成裂纹，大大影响了谐振器的性能和ESD可靠性。
[0003]随后现有技术中提出采用斜坡、梯形等角度的边缘，下电极边缘改为坡度较缓的梯形，在此边缘，压电薄膜晶体在拐角处具有生长具有一定改善，一定程度上提升了压电薄膜性能，进一步解决了上述技术问题，但是及时采用斜坡、梯形的压电薄膜生长中拐角处的晶体还是无法很好的衔接，还是会造成这部分的压电薄膜性能不稳定或裂纹情形，技术上存在进一步改进优化空间及必要性。
>
技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术的缺陷，提出了一种在锲形形状薄膜的基础上进一步改进优化晶体生长方向的薄膜谐振器。解决了弯折处薄膜上出现裂纹等情况，大大提高了器件的性能及可靠性。
[0005]具体地，本技术的方案如下：
[0006]一种具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，包括带有空腔的衬底，形成在所述空腔上方的压电堆叠结构；所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极，其中所述底电极整体呈锲形，锲形上端拐角处形成有内陷锲形内部的凹陷部。
[0007]进一步的方案，所述凹陷部为平滑内凹结构。
[0008]进一步的方案，所述凹陷部为1/4球形的圆弧凹陷结构。
[0009]进一步的方案，所述底电极与衬底之间还设有种子层。
[0010]进一步的方案，所述种子层整体呈与压电堆叠结构相同的锲形。
[0011]进一步的方案，所述种子层也设有与所述凹陷部位置对应的圆弧凹陷结构。
[0012]进一步的方案，所述底电极材料为Mo。
[0013]进一步的方案，所述种子层具有与压电层相同的材料。
[0014]进一步的方案，所述种子层为AIN。
[0015]进一步的方案，所述种子层部分具有从10埃到10,000埃的厚度范围。
[0016]有益效果：
[0017]本技术的有益效果包括通过形成具有锲形结构的底电极，以及锲形上端拐角处形成有内陷锲形内部的凹陷部。这样解决了压电薄膜生长中拐角处的晶体无法均匀生长问题，提高了薄膜体声波谐振器的压电材料、顶电极的薄膜质量，避免了由于薄膜缺陷所带来的器件质量问题，提高了谐振器的性能和ESD可靠性。
[0018]同时本方案中设置有所述底电极与衬底之间还设有种子层。种子层的设置以帮助制造用于谐振器的高质量压电层。进而进一步促进上述技术效果的强化与优化。
附图说明
[0019]图1是本技术薄膜体声波谐振器具体实施例一的立体示意图；
[0020]图2是本技术薄膜体声波谐振器具体实施例二的立体示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
[0022]具体实施方式一
[0023]如图1所示，为了更清晰地描述本技术所要保护的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，本实施例对薄膜体声波谐振器的结构结合材料及部分特定工艺进行描述，一种具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，包括带有空腔11的衬底10，众所周知本领域中衬底10一般选用Si做沉底。本实施方案中亦采用Si材料做沉底。体声波谐振器还包括形成在所述空腔11上方的压电堆叠结构；所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极12，压电材料13、顶电极，所述底电极12材料为Mo，压电材料选用AIN，其中所述底电极12整体呈锲形或者下宽上窄的“类梯形”，本实施方案中锲形上端拐角处形成有内陷锲形内部的凹陷部14。该凹陷部14位于底电极12拐角处，同时压电材料13上相应的形成与凹陷部14对应的次凹陷部15，该凹陷部14可以很好的解决压电薄膜生长中拐角处的晶体无法均匀生长问题，因为晶体生长的特性，凹陷部14的设置可以使得其在各个方向上实现均匀分布。提高了薄膜体声波谐振器的压电材料13、顶电极的薄膜质量，新的薄膜材料将不会出现裂纹等情况。具体的根据申请的验证，所述凹陷部为平滑内凹结构效果更佳。所述凹陷部14为1/4球形的圆弧凹陷结构时在工艺实现及效果上实现双重最优效果，既能达到前述问题的良好解决，同时在实现工艺上不用过高的设备工艺，实现起来相对较为容易，也节省了成本。
[0024]具体的实现工艺上，奔放中公开在抛光的Si片上抛光后进行标准清洗，其上沉积底电极12，在底电极12上沉积薄膜，在薄膜设置光刻胶对该光刻胶进行光刻显影，然后对薄膜进行腐蚀，然后去除光刻胶去除薄膜后沉积薄膜也即压电层，可以有效控制AlN薄膜在底
电极边缘位置的生长情况，提高AlN薄膜在底电极边缘位置的生长质量，减小AlN薄膜在底电极边缘位置出现裂纹情况的可能性。
[0025]具体详细工艺部门可参阅本申请人2017年在先申请的CN201720489221.9，CN107196619A已针对成型工艺做详细记载，具体在此不做赘述。
[0026]具体实施例二
[0027]如图2所示，本实施方案中，为了更好地解决薄膜生长问题，在所述底电极12与衬底10之间还设有种子层16。所述种子层16整体呈与压电堆叠结构相同的锲形。所述种子层16也设有与所述凹陷部14位置对应的圆弧凹陷结构，叫做种子凹陷部17。所述种子层16具有与压电层相同的材料。所述种子层16为AIN。所述种子层16部分具有从10埃到10,000埃的厚度范围。约1纳米到1微米)。谐振器还包括在种子层部分上的底部电极，底部层由钼制成。压电部分位于底部电极上，压电部分由氮化铝制成。最后，顶部电极位于压电部分上，顶部电极由钼制成。在平坦化的Si衬底上溅射种子层。种子层16可以使用氮化铝(AlN)或其他类似的晶体材料制造，例如，氧氮化铝(ALON)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，其特征在于：包括带有空腔的衬底，形成在所述空腔上方的压电堆叠结构；所述压电堆叠结构包括堆叠的底电极、压电材料、顶电极，其中所述底电极整体呈锲形，锲形上端拐角处形成有内陷锲形内部的凹陷部。2.根据权利要求1所述的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述凹陷部为平滑内凹结构。3.根据权利要求2所述的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述凹陷部为1/4球形的圆弧凹陷结构。4.根据权利要求1所述的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述底电极与衬底之间还设有种子层。5.根据权利要求4所述的具有高可靠性薄膜的薄膜体声波谐振器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州左蓝微电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：