谐振器的制备方法以及谐振器技术

本申请涉及半导体器件技术领域，具体公开了一种谐振器以及谐振器的制备方法。谐振器，包括衬底以及设置在衬底上的谐振结构，谐振结构包括依次设置在衬底上的下电极、压电层以及上电极；谐振结构与衬底之间设有底部声反射结构，底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极的重叠区域形成有源区域；压电层在有源区域的边缘设置有横向声反射结构，横向声反射结构至少部分与上电极和/或下电极的外边缘重叠。本申请提供的谐振器通过横向声反射结构的设置能够增强谐振器对横向声波的反射，从而有效提高谐振器的品质因子。高谐振器的品质因子。高谐振器的品质因子。

【技术实现步骤摘要】
谐振器的制备方法以及谐振器


[0001]本申请涉及半导体器件
，具体而言，涉及一种谐振器的制备方法以及谐振器。

技术介绍

[0002]传统薄膜体声波谐振器的典型结构包括：上电极层
‑
压电层
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下电极层。理想情况下，沿厚度方向传播的体声波利用上下电极的空气反射边界在压电层和电极层中纵向传播。实际上，由于横向边界是连续、有限的，体声波谐振器中存在横向泄漏的声波。横向声波能量的泄漏会为谐振器带来负面影响：如品质因子的降低、寄生模态的产生、机电耦合系数的降低等，这会影响谐振器的性能，进而降低滤波器的性能：如带内插损增大、带内纹波增多、带外抑制度降低等。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种谐振器以及谐振器的制备方法，通过横向声反射结构的设置能够增强谐振器对横向声波的反射，从而有效提高谐振器的品质因子。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：一方面，本申请提供了一种谐振器，包括衬底以及设置在衬底上的谐振结构，谐振结构包括依次设置在衬底上的下电极、压电层以及上电极；谐振结构与衬底之间设有底部声反射结构，底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极的重叠区域形成有源区域；压电层在有源区域的边缘设置有横向声反射结构，横向声反射结构至少部分与上电极和/或下电极的外边缘重叠。
[0005]作为一种可实施的方式，横向声反射结构为设置在压电层上的凹槽结构。
[0006]作为一种可实施的方式，凹槽结构设置有多个，凹槽结构内设置有至少一种声阻抗结构，声阻抗结构的厚度小于或等于凹槽结构的深度。
[0007]作为一种可实施的方式，声阻抗结构包括第一声阻抗结构和第二声阻抗结构，第一声阻抗结构与第二声阻抗结构交错设置。
[0008]作为一种可实施的方式，横向声反射结构为设置在有源区域外围的环形结构，底部声反射结构为空腔结构或固体声镜。
[0009]作为一种可实施的方式，上电极的边缘设置有顶部声反射结构。
[0010]作为一种可实施的方式，顶部声反射结构包括设置在有源区域的边缘且向有源区域外侧延伸的悬翼结构和桥接结构；悬翼结构与横向声反射结构的表面和/或压电层的表面之间形成第一气隙结构；桥接结构与横向声反射结构的表面和/或压电层的表面之间形成第二气隙结构。
[0011]作为一种可实施的方式，悬翼结构包括第一连接端和悬空端；第一连接端与上电极连接；或者，第一连接端与横向声反射结构连接。
[0012]作为一种可实施的方式，桥接结构包括第二连接端和第三连接端；第二连接端与
有源区域处的上电极连接；或者，第二连接端与横向声反射结构连接；第三连接端与有源区域外的上电极或下电极连接。
[0013]另一方面，本申请提供了一种谐振器的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底；在衬底上形成底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极；其中，底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极的重叠区域形成有源区域；在有源区域边缘的压电层上形成横向声反射结构，横向声反射结构至少部分与上电极的外边缘重叠。
[0014]作为一种可实施的方式，在有源区域边缘的压电层上形成横向声反射结构，包括：在压电层上形成凹槽结构，向凹槽结构内沉积至少一种声阻抗材料。
[0015]作为一种可实施的方式，在衬底上形成底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极，包括：在衬底上沉积空腔牺牲材料层；在形成有空腔牺牲材料层的衬底上沉积下电极；在空腔牺牲材料层与下电极上形成压电层；在形成有横向声反射结构的压电层上沉积空气桥牺牲材料层；在形成有空气桥牺牲材料层的压电层上形成悬翼结构、桥接结构以及上电极；在压电层上刻蚀形成下电极引出孔，并在下电极引出孔处形成与下电极电连接的导引结构；在压电层上刻蚀形成与空腔牺牲材料层连通的释放孔，通过释放孔移除空腔牺牲材料层，形成空腔结构；同时，移除空气桥牺牲材料层，使得悬翼结构下方形成第一气隙结构以及使得桥接结构下方形成第二气隙结构。
[0016]本申请实施例的有益效果包括：本申请提供的谐振器，通过底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极的重叠区域形成有源区域，通过压电层在有源区域的边缘设置有横向声反射结构，且使横向声反射结构至少部分与上电极和/或下电极的外边缘重叠。因此本申请能够在有源区域的边缘形成有效的声音阻抗，避免横向声波的能量泄漏，从而实现品质因子的有效提高。本申请通过谐振器品质因子的提高能够有效改善谐振器的性能。
[0017]本申请提供的谐振器制备方法，通过在有源区域边缘的压电层上形成横向声反射结构，且形成的横向声反射结构至少部分与上电极和/或下电极的外边缘重叠。本申请通过横向声反射结构与上电极和/或下电极的重叠部分以及横向声反射结构的未重叠部分能够形成至少两个声阻抗区域，通过形成的声阻抗区域能够有效的增强谐振器对横向声波的反射，从而提高谐振器的品质因子。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为传统谐振器的结构示意图；图2为本申请实施例谐振器的结构示意图之一；图3为本申请实施例谐振器的结构示意图之二；图4为本申请实施例谐振器的结构示意图之三；图5为本申请实施例谐振器的结构示意图之四；图6为本申请实施例谐振器的制备方法的流程图之一；图7为本申请实施例谐振器的制备方法的流程图之二。
[0020]图标：100
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衬底；101
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下电极；102
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压电层；103
‑
上电极；104
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底部声反射结构；105
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有源区域；106
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横向声反射结构；107
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凹槽结构；108
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声阻抗结构；109
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第一声阻抗结构；110
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第二声阻抗结构；111
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空腔结构；112
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顶部声反射结构；113
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悬翼结构；114
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桥接结构；115
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第一气隙结构；116
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第二气隙结构；117
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第一连接端；118
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悬空端；119
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第二连接端；120
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第三连接端；121
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下电极引出孔。
具体实施方式
[0021]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振器，其特征在于，包括衬底以及设置在所述衬底上的谐振结构，所述谐振结构包括依次设置在所述衬底上的下电极、压电层以及上电极；所述谐振结构与所述衬底之间设有底部声反射结构，所述底部声反射结构、下电极、压电层以及上电极的重叠区域形成有源区域；所述压电层在所述有源区域的边缘设置有横向声反射结构，所述横向声反射结构至少部分与所述上电极和/或下电极的外边缘重叠。2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述横向声反射结构为设置在所述压电层上的凹槽结构。3.根据权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述凹槽结构设置有多个，所述凹槽结构内设置有至少一种声阻抗结构，所述声阻抗结构的厚度小于或等于所述凹槽结构的深度。4.根据权利要求3所述的谐振器，其特征在于，所述声阻抗结构包括第一声阻抗结构和第二声阻抗结构，所述第一声阻抗结构与所述第二声阻抗结构交错设置。5.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述横向声反射结构为设置在所述有源区域外围的环形结构，所述底部声反射结构为空腔结构或固体声镜。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的谐振器，其特征在于，所述上电极的边缘设置有顶部声反射结构。7.根据权利要求6所述的谐振器，其特征在于，所述顶部声反射结构包括设置在所述有源区域的边缘且向所述有源区域外侧延伸的悬翼结构和桥接结构；所述悬翼结构与所述横向声反射结构的表面和/或所述压电层的表面之间形成第一气隙结构；所述桥接结构与所述横向声反射结构的表面和/或所述压电层的表面之间形成第二气隙结构。8.根据权利要求7所述的谐振器，其特征在于，所述悬翼结构包括第一连接端和悬空端；所述第一连接端与所述上电极连接；或者，所述第一连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡耀，周杰，童欣，林炳辉，邹杨，孙成亮，孙博文，王健，
申请(专利权)人：武汉敏声新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：