声表面波SAW滤波器及其制造方法技术

本申请提供一种声表面波SAW滤波器，包括：底部基板；设置在底部基板上方的压电层，且压电层具有面向底部基板的底面和与底面相对的顶面；设置在压电层下方的空腔；设置在压电层的顶面的叉指换能器IDT；以及设置在压电层底面的背电极，且背电极的至少一部分暴露在空腔中。本申请还提供一种声表面波SAW滤波器的制造方法。造方法。造方法。

【技术实现步骤摘要】
声表面波SAW滤波器及其制造方法


[0001]本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及一种声表面波SAW滤波器及其制造方法。

技术介绍

[0002]声表面波(SAW)装置，例如SAW谐振器和SAW滤波器，在例如射频(RF)滤波器等许多应用中都有使用。典型的SAW滤波器包括形成于压电基板上的多个叉指换能器(IDTs)。多个叉指换能器IDTs串联或并联连接。
[0003]随着现代RF通信系统中SAW滤波器的使用增加，亟需具有改进的品质因数(Q)的SAW滤波器。

技术实现思路

[0004]根据本公开的一个方面，提供了一种声表面波SAW滤波器。SAW滤波器包括：底部基板；设置在底部基板上方的压电层，且压电层具有面向底部基板的底面和与底面相对的顶面；设置在压电层下方的空腔；设置在压电层的顶面的叉指换能器IDT；以及设置在压电层底面的背电极，且背电极的至少一部分暴露在空腔中。
[0005]根据本公开的另一方面，提供了一种SAW滤波器。SAW滤波器包括：底部基板；设置在底部基板上方的压电层，且压电层具有面向底部基板的底面和与底面相对的顶面；设置在压电层下方的空腔；设置在压电层的顶面的背电极；以及设置在压电层底面的叉指换能器IDT，且IDT的叉指部分暴露在空腔中。
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种声表面波SAW滤波器的制造方法。该方法包括：获得压电基板；在压电基板的第一部分上形成背电极；在压电基板的第一部分上形成覆盖背电极的第一介电层；在第一介电层中形成暴露背电极的一部分且围绕第一介电层的一部分的沟槽；在第一介电层上形成覆盖沟槽的侧壁和底部的第二介电层；在第二介电层上形成填充在沟槽中的第三介电层；将底部基板接合到第三介电层；移除压电基板的第二部分，并保留压电基板的第一部分，以使压电基板的第一部分构成压电层；在压电层上形成叉指换能器IDT；蚀刻并释放由沟槽包围的第一介电层的部分，以在背电极下方形成空腔。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供了一种声表面波SAW滤波器的制造方法。该方法包括：获得压电基板；在压电基板的第一部分上形成叉指换能器IDT；在压电基板的第一部分上形成覆盖IDT的第一介电层；在第一介电层中形成暴露压电基板第一部分的一部分的沟槽；其中，沟槽围绕第一介电层的覆盖IDT的叉指部分的一部分；在第一介电层上形成覆盖沟槽的侧壁和底部的第二介电层；在第二介电层上形成填充在沟槽中的第三介电层；将底部基板接合到第三介电层；移除压电基板的第二部分，并保留压电基板的第一部分，以使压电基板的第一部分构成压电层；在压电层上形成背电极；蚀刻并释放由沟槽包围的第一介电层的部分，以在IDT的叉指部分下方形成空腔。
附图说明
[0008]包含在本申请中并构成本申请一部分的附图示出了所公开的实施例，并且与描述一起用于解释所公开的实施例。
[0009]图1A是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器的截面图；
[0010]图1B是根据本公开的一个实施例提供的图1A的SAW滤波器的选定部分的俯视图；
[0011]图1C是根据本公开的一个实施例提供的叉指换能器IDT的俯视图；
[0012]图1D是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器的截面图；
[0013]图2是根据本公开的一个实施例提供的制造图1A的SAW滤波器的过程的流程图；
[0014]图3A
‑
3M是根据本公开的一个实施例提供的在图2的工艺中形成的结构的截面图；
[0015]图4是根据本公开的一个实施例提供的制造图1D的SAW滤波器的过程的流程图；
[0016]图5A是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器的截面图；
[0017]图5B是根据本公开的一个实施例提供的图5A的SAW滤波器的选定部分的俯视图；
[0018]图5C是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器的截面图；
[0019]图6是根据本公开的一个实施例提供的制造图5A的SAW滤波器的过程的流程图；
[0020]图7A
‑
7N是根据本公开的一个实施例提供的在图6的工艺中形成的结构的截面图；
[0021]图8是根据本公开的一个实施例提供的制造图5C的SAW滤波器的流程图。
具体实施方式
[0022]下面的文字结合附图中所示的具体实施例详细描述了本公开。但是，这些实施例不限制本公开。本专利技术的保护范围包括本领域普通技术人员基于这些实施例对结构、方法或功能所做的改变。
[0023]为了便于本公开中的附图的呈现，某些结构或部分的尺寸可能相对于其他结构或部分放大。因此，本公开中的附图仅用于说明本公开主题的基本结构的目的。除非另有说明，不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件。
[0024]此外，本文中指示相对空间位置的术语，例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”等，出于解释目的来描述图中描绘的单元或特征与其中的另一个单元或特征之间的关系。表示相对空间位置的术语可以指在使用或操作设备时除了附图中所描绘的位置之外的位置。例如，如果将图中所示的设备翻转过来，则被描述为位于另一个单元或特征“下方”或“下方”的单元将位于另一个单元或特征“上方”。因此，说明性术语“下方”可以包括上方和下方的位置。设备可能以其他方式定向(例如，旋转90度或面向另一个方向)，出现在文本中并与空间相关的描述性术语应进行相应解释。当一个组件或层被称为“在”另一个组件或层“之上”或“连接到”另一个组件或层时，它可以直接在另一个组件或层之上或直接连接到另一个组件或层，或者可能有中间组件或层。
[0025]图1A是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器1000的截面图。图1B是根据本公开的一个实施例提供的SAW滤波器1000的选定部分的俯视图。图1B中沿A
‑
A
’
线的所选部分的横截面如图1A所示。如图1A和1B所示，SAW滤波器1000包括：底部基板210；设置在底部基板210上方的压电层140，该压电层140具有面向底部基板210的底面140a和与底面140a平行且相对的顶面140b；设置在压电层140下方的空腔500；设置在压电层140的顶面140b上的叉指换能器IDT130；以及设置在压电层140的底面140a上的背电极150，背电极150的底面
150a的至少一部分暴露在空腔500中。
[0026]图1C是根据本公开的一个实施例提供的IDT130的俯视图。IDT130包括第一输入和输出端131、第二输入和输出端132和叉指部分133。叉指部分133包括耦合到第一输入和输出端131的第一组电极指1331和耦合到第二输入和输出端132的第二组电极指1332。第二组电极指1332与第一组电极指1331交错并平行。叉指部分133与空腔500垂直对齐。
[0027]再次参考图1A和1B，第一介电层180设置在压电层140和底部基板210之间，并覆盖压电层140的底面140a和背电极1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声表面波SAW滤波器，其特征在于，包括：底部基板；压电层，设置在所述底部基板上方，具有面向所述底部基板的底面以及与所述底面相对的顶面；空腔，设置在所述压电层下方；叉指换能器IDT，设置在所述压电层的顶面上；和背电极，设置在所述压电层的底面上，所述背电极的至少一部分暴露在所述空腔中。2.根据权利要求1所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：第一介电层，设置在所述压电层和所述底部基板之间；第二介电层，设置在所述第一介电层下方；和第三介电层，设置在所述第二介电层下方，并包括向所述第一介电层突出的突出结构；其中，所述空腔被由所述第二介电层，以及所述第三介电层的突出结构构成的双壁边界结构包围。3.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：开口，在所述压电层中形成并暴露所述背电极；和焊盘金属层，设置在所述压电层上，所述焊盘金属层的第一部分与所述IDT的第一输入和输出端电连接，所述焊盘金属层的第二部分与所述IDT的第二输入和第二输出端电连接，所述焊盘金属层的第三部分通过所述开口与所述背电极电连接。4.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，所述底部基板由Si、SiO2、多晶硅、碳化硅、蓝宝石Al2O3或这些材料中的两种或多种材料的堆叠组合形成；以及所述底部基板接合到所述第三介电层。5.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第一介电层由氧化硅、氮化硅或这些材料的堆叠组合形成。6.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第二介电层由多晶硅、非晶硅、AlN、SiN、TaN、GaN或这些材料中的两种或多种材料的堆叠组合形成。7.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第三介电层由氧化硅、氮化硅或这些材料的堆叠组合形成。8.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：非导电层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述非导电层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓或这些材料中的两种或多种的堆叠组合形成。9.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：缓冲层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述缓冲层由氮化硅、氧化硅或这些材料的堆叠组合形成。10.根据权利要求2所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：非导电层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述非导电层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓或这些材料中的两种或多种的堆叠组合形成；和缓冲层，设置在所述第一介电层和所述非导电层之间，且所述缓冲层由氮化硅、氧化硅
或这些材料的堆叠组合形成。11.一种声表面波SAW滤波器，其特征在于，包括：底部基板；压电层，设置在所述底部基板上方，具有面向所述底部基板的底面以及与所述底面相对的顶面；空腔，设置在所述压电层下方；背电极，设置在所述压电层的顶面上；和叉指换能器IDT，设置在所述压电层的底面上，所述IDT的叉指部分暴露在所述空腔中。12.根据权利要求11所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：第一介电层，设置在所述压电层和所述底部基板之间；第二介电层，设置在所述第一介电层下方；和第三介电层，设置在所述第二介电层下方，并包括向所述第一介电层突出的突出结构；其中，所述空腔被由所述第二介电层，以及所述第三介电层的突出结构构成的双壁边界结构包围。13.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：第一开口，在所述压电层中形成，并暴露所述IDT的第一输入和输出端；第二开口，在所述压电层中形成，并暴露所述IDT的第二输入和输出端；和焊盘金属层，所述焊盘金属层的第一部分经由所述第一开口与所述IDT的第一输入和输出端电连接，所述焊盘金属层的第二部分经由所述第二开口与所述IDT的第二输入和输出端电连接。14.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，所述底部基板由Si、SiO2、多晶硅、碳化硅、蓝宝石Al2O3或这些材料中的两种或多种材料的堆叠组合形成；以及所述底部基板接合到所述第三介电层。15.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第一介电层由氧化硅、氮化硅或这些材料的堆叠组合形成。16.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第二介电层由多晶硅、非晶硅、AlN、SiN、TaN、GaN或这些材料中的两种或多种材料的堆叠组合形成。17.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，所述第三介电层由氧化硅、氮化硅或这些材料的堆叠组合形成。18.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：非导电层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述非导电层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓或这些材料中的两种或多种的堆叠组合形成。19.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：缓冲层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述缓冲层由氮化硅、氧化硅或这些材料的堆叠组合形成。20.根据权利要求12所述的SAW滤波器，其特征在于，还包括：非导电层，设置在所述第三介电层和所述底部基板之间，且所述非导电层由多晶硅、非
晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓或这些材料中的两种或多种的堆叠组合形成；和缓冲层，设置在所述第一介电层和所述非导电层之间，且所述缓冲层由氮化硅、氧化硅或这些材料的堆叠组合形成。21.一种如权利要求1至10任一项所述的声表面波SAW滤波器的制造方法，其特征在于，包括：获得压电基板；在所述压电基板的第一部分上形成背电极；在所述压电基板的第一部分上形成覆盖所述背电极的第一介电层；在所述第一介电层中形成暴露所述背电极的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳新声半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：