声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法技术

本公开提供了声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法。根据本公开的声学谐振器的制造方法包括：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的反射空腔；在衬底上方沿竖直方向依次形成下电极、压电层和上电极，下电极覆盖反射空腔；去除反射空腔中的牺牲材料；以及通过从反射空腔调整下电极的厚度来调整声学谐振器的频率。根据本公开的声学谐振器及其制造方法，可以在不显著增加工艺复杂度的情况下实时控制下电极的厚度，进而实现对声学谐振器的频率的实时调整。此外，根据本公开的滤波器及其制造方法，对于具有多个声学谐振器的滤波器，可以选择性地调整相应的声学谐振器的频率和/或带宽。和/或带宽。和/或带宽。

【技术实现步骤摘要】
声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别地，本公开涉及声学谐振器及其制造方法以及包括滤波器及其制造方法。

技术介绍

[0002]谐振器已被广泛应用于许多领域中。例如，在无线通信领域中，使用射频(RF)和微波频率的谐振器构成滤波器以改善信号的接收和发送。随着对通信设备的小型化和微型化的需要，提出了基于压电效应的谐振器。在基于压电效应的谐振器中，在压电材料中产生声学谐振模式，其中声波被转换为无线电波。
[0003]一种类型的压电谐振器是体声学谐振器(BAW)，具有尺寸小、工作频率高、与集成电路(IC)制造工艺兼容等优点。
[0004]现有技术中，已经提出了可以在声学谐振器的上电极上设置质量负载层来调整声学谐振器的频率，进而还可以调整由声学谐振器构成的滤波器的频率和/或带宽的方法。这种方法对频率的调整量取决于质量负载层的厚度控制精度，如果需要多种频率的谐振器，则需要沉积多种厚度的质量负载层，工艺复杂，且精度不易控制。
[0005]图1示出了根据现有技术的由在上电极上设置有质量负载层的声学谐振器构成的滤波器的截面视图。如图1中所示，该滤波器包括第一声学谐振器、第二声学谐振器和第三声学谐振器，其中第一声学谐振器的上电极上设置有第一质量负载层M1和第二质量负载层M2，第二声学谐振器的上电极上设置有第一质量负载层M1，并且第三声学谐振器的上电极上未设置有质量负载层。由于质量负载层M1和M2的设置，第一至第三声学谐振器的频率不同。
[0006]通常，质量负载层可以由与上电极相同的材料制成，并且质量负载层的厚度较薄。因此，通过现有的厚度量测设备，难以精确量测质量负载层的实际厚度，只能在最后通过性能测试，反推质量负载层的厚度，时效性较差，并且对性能异常的产品无法进行补救，进而影响声学谐振器的性能和良率。
[0007]此外，在第一至第三声学谐振器的上电极上还形成有用作保护层的钝化层。虽然通过调整钝化层的厚度可以调整声学谐振器的频率，但是对钝化层厚度的调整仅能改变声学谐振器的频率，因而具有一定的局限性。
[0008]因此，在现有技术中仍需要至少克服以上缺陷的声学谐振器及其制造方法以及相应的滤波器及其制造方法。

技术实现思路

[0009]在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，此概述并非关于本公开的穷举性概述，也非意在确定本公开的关键性部分或重要部分，更非意在限定本公开的范围。此概述的目的仅在于以简化的形式给出关于本公开的某些专利技术构思，以此作为稍后给出的更详细的描述的前序。
[0010]本公开的目的在于提供能够精确控制频率的声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法。
[0011]根据本公开的一个方面，提供了一种声学谐振器的制造方法，其包括以下步骤：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的反射空腔；在衬底上方沿竖直方向依次形成下电极、压电层和上电极，下电极覆盖反射空腔；去除反射空腔中的牺牲材料；以及通过从反射空腔调整下电极的厚度来调整声学谐振器的频率。
[0012]根据本公开的实施方式，去除反射空腔中的牺牲材料包括：通过形成至少穿过压电层的与反射空腔连通的释放孔来去除反射空腔中的牺牲材料。
[0013]根据本公开的实施方式，通过从反射空腔调整下电极的厚度来调整声学谐振器的频率包括：在去除反射空腔中的牺牲材料之后，通过经由释放孔将刻蚀剂注入反射空腔，在反射空腔中从下表面湿法刻蚀下电极来调整下电极的厚度，从而调整声学谐振器的频率。
[0014]根据本公开的实施方式，该制造方法还包括：测量声学谐振器的频率；以及如果测量的频率与声学谐振器的所需频率不一致，则通过从反射空腔再次调整下电极的厚度来再次调整声学谐振器的频率，直到满足所需频率。
[0015]根据本公开的实施方式，该制造方法还包括：在形成上电极之后，形成覆盖上电极的钝化层。
[0016]根据本公开的另一方面，提供了一种声学谐振器，其包括：衬底，在衬底内部或表面上设置有反射空腔；以及压电叠层，包括沿竖直方向依次设置在衬底上方的下电极、压电层和上电极，其中下电极覆盖反射空腔，其中，声学谐振器的频率通过在形成压电叠层之后从反射空腔调整下电极的厚度来调整。
[0017]根据本公开的另一方面，提供了一种包括多个声学谐振器的滤波器的制造方法，其包括以下步骤：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的与多个声学谐振器分别对应的多个反射空腔；在衬底上方沿竖直方向依次形成多个声学谐振器的下电极、压电层和上电极，下电极覆盖相应的声学谐振器的反射空腔；去除多个反射空腔中的牺牲材料；以及通过选择性地从多个反射空腔调整相应的声学谐振器的下电极的厚度来调整滤波器的频率和/或带宽。
[0018]根据本公开的实施方式，去除多个反射空腔中的牺牲材料包括：形成至少穿过压电层的与多个声学谐振器分别对应的多个释放孔，多个释放孔中的每一个与相应的声学谐振器的反射空腔连通，经由多个释放孔来去除多个反射空腔中的牺牲材料。
[0019]根据本公开的实施方式，通过选择性地从多个反射空腔调整相应的声学谐振器的下电极的厚度来调整滤波器的频率和/或带宽包括：在去除多个反射空腔中的牺牲材料之后，经由多个释放孔中的选定释放孔将刻蚀剂注入与选定释放孔连通的选定反射空腔，在选定反射空腔中从下表面湿法刻蚀相应的声学谐振器的下电极来调整该下电极的厚度，从而调整相应的声学谐振器的频率以调整滤波器的频率和/或带宽。
[0020]根据本公开的实施方式，多个释放孔中的除了选定释放孔之外的释放孔填充有掩蔽材料。
[0021]根据本公开的实施方式，该制造方法还包括：在形成上电极之后，在多个声学谐振器中的每一个上形成覆盖相应的上电极的钝化层。
[0022]根据本公开的又一方面，还提供了一种包括多个声学谐振器的滤波器，包括：衬
底，在衬底内部或表面上设置有与多个声学谐振器分别对应的多个反射空腔；以及多个压电叠层，与多个声学谐振器分别对应，多个压电叠层中的每一个包括沿竖直方向依次设置在衬底上方的相应的声学谐振器的下电极、压电层和上电极，其中下电极覆盖相应的反射空腔，其中，滤波器的频率和/或带宽通过在形成多个压电叠层之后选择性地从多个反射空腔调整相应的声学谐振器的下电极的厚度来调整。
[0023]根据本公开的声学谐振器及其制造方法，可以在不显著增加工艺复杂度的情况下实时控制下电极的厚度，进而实现对声学谐振器的频率的实时调整。
附图说明
[0024]所包括的附图用于提供本公开的进一步理解，并且被并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的实施方式，连同下面的描述一起用于说明本公开的原理。
[0025]图1示出了根据现有技术的由在上电极上设置有质量负载层的声学谐振器构成的滤波器的截面视图。
[0026]图2示出了根据本公开的实施方式的滤波器的制造方法的流程图。
[0027]图3A至图3I示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声学谐振器的制造方法，包括以下步骤：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的反射空腔；在所述衬底上方沿竖直方向依次形成下电极、压电层和上电极，所述下电极覆盖所述反射空腔；去除所述反射空腔中的牺牲材料；以及通过从所述反射空腔调整所述下电极的厚度来调整所述声学谐振器的频率。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，去除所述反射空腔中的牺牲材料包括：通过形成至少穿过所述压电层的与所述反射空腔连通的释放孔来去除所述反射空腔中的牺牲材料。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，通过从所述反射空腔调整所述下电极的厚度来调整所述声学谐振器的频率包括：在去除所述反射空腔中的牺牲材料之后，通过经由所述释放孔将刻蚀剂注入所述反射空腔，在所述反射空腔中从下表面湿法刻蚀所述下电极来调整所述下电极的厚度，从而调整所述声学谐振器的频率。4.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：测量所述声学谐振器的频率；以及如果测量的频率与所述声学谐振器的所需频率不一致，则通过从所述反射空腔再次调整所述下电极的厚度来再次调整所述声学谐振器的频率，直到满足所述所需频率。5.根据权利要求1所述的制造方法，还包括：在形成所述上电极之后，形成覆盖所述上电极的钝化层。6.一种声学谐振器，包括：衬底，在所述衬底内部或表面上设置有反射空腔；以及压电叠层，包括沿竖直方向依次设置在所述衬底上方的下电极、压电层和上电极，其中所述下电极覆盖所述反射空腔，其中，所述声学谐振器的频率通过在形成所述压电叠层之后从所述反射空腔调整所述下电极的厚度来调整。7.一种包括多个声学谐振器的滤波器的制造方法，包括以下步骤：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的与所述多个声学谐振器分别对应的多个反射空腔；在所述衬底上方沿竖直方向依次形成所述多个声学谐振器的下电极、压电层和上电极，所述下电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明，杨清华，
申请(专利权)人：苏州汉天下电子有限公司，
类型：发明
国别省市：