一种体声波谐振器及其制备方法技术

本申请公开了一种体声波谐振器及其制备方法，涉及微电子技术领域，本申请的体声波谐振器的制备方法，包括：提供衬底，并在衬底上沉积压电薄膜层；通过第一离子注入在衬底内形成预设深度的损伤层；在压电薄膜层的一侧形成顶电极；释放损伤层形成空腔；通过第二离子注入在压电薄膜层的另一侧形成底电极。本申请提供的体声波谐振器及其制备方法，能够提高体声波谐振器中压电薄膜的晶体质量，进而提高体声波谐振器的性能。谐振器的性能。谐振器的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种体声波谐振器及其制备方法


[0001]本申请涉及微电子
，具体而言，涉及一种体声波谐振器及其制备方法。

技术介绍

[0002]薄膜体声波谐振器因其高Q值、体积小、可集成化等特点而引起了很多研究关注，并且随着移动通信技术的飞速发展，薄膜体声波谐振器不仅在射频前端中得到大量应用，也在传感器检测应用中表现出很大的潜力。薄膜体声波谐振器对压电薄膜的晶体质量要求很高，晶体质量高的压电薄膜在实现机电转换过程中能量损耗小，可以制备高Q值和高机电转换效率的谐振器，进而提升薄膜体声波谐振器性能。空气隙型薄膜体声波谐振器结构利用空气作为声波限制界面，对于利用空气反射原理的薄膜体声波谐振器而言，制备思路是在复合薄膜层下方营造一个空腔环境。现有技术是在衬底上预设空腔，该空腔由牺牲层材料填充，在牺牲层材料上沉积金属电极和压电薄膜，薄膜沉积完成后释放牺牲层材料，形成空腔，制得薄膜体声波谐振器。
[0003]衬底的晶体质量和表面粗糙度会直接影响后续底电极层和压电薄膜沉积质量。现有技术制备薄膜体声波谐振器的过程中，牺牲层经过抛光后，研磨液和物质颗粒残留，表面变得非常粗糙。同时由于牺牲层材料经过抛光以及其多晶的性质，在其上所沉积的金属电极和压电薄膜晶体质量低。根据工艺数据证明，在牺牲层上沉积的底电极晶体质量比直接在裸衬底上沉积的底电极晶体质量要差。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种体声波谐振器及其制备方法，能够提高体声波谐振器中压电薄膜的晶体质量，进而提高体声波谐振器的性能。
[0005]本申请的实施例一方面提供了一种体声波谐振器的制备方法，包括：提供衬底，并在衬底上沉积压电薄膜层；通过第一离子注入在衬底内形成预设深度的损伤层；压电薄膜层的一侧形成顶电极；释放损伤层形成空腔；通过第二离子注入在压电薄膜层的另一侧形成底电极。
[0006]作为一种可实施的方式，通过第一离子注入在衬底内形成预设深度的损伤层包括：在压电薄膜层上铺设光刻胶并刻蚀形成第一注入窗口，所述第一注入窗口与空腔在衬底上的投影重叠；通过第一注入窗口对衬底的预设深度处进行第一离子注入形成预设厚度的损伤层，其中，第一离子注入包括多次离子注入，多次离子注入的注入中心不在同一深度。
[0007]作为一种可实施的方式，衬底为单晶衬底、压电薄膜层为单晶压电薄膜层。
[0008]作为一种可实施的方式，通过第二离子注入在压电薄膜层的另一侧形成底电极包括：在顶电极上铺设光刻胶并形成第二注入窗口，第二注入窗口与第一注入窗口重合；通过第二注入窗口对压电薄膜层的另一侧的衬底材料进行掺杂。
[0009]作为一种可实施的方式，第二离子注入的注入能量小于第一离子注入的注入能
量，第二离子注入的注入剂量小于第一离子注入的注入剂量。
[0010]作为一种可实施的方式，第一离子注入的注入能量在450keV
‑
10MeV之间，注入剂量在1*10
12
‑
8*10
18
/cm2,注入厚度在80
‑
200nm之间；第二离子注入的注入能量在2
‑
400keV之间，注入剂量在1*10
15
‑
8*10
15
/cm2之间。
[0011]作为一种可实施的方式，通过第二注入窗口对压电薄膜层另一侧的衬底材料进行掺杂之后，体声波谐振器的制备方法还包括：对掺杂后的衬底在600
‑
1200℃之间的退火温度下退火处理。
[0012]作为一种可实施的方式，压电薄膜层的一侧形成顶电极包括：在压电薄膜层上铺设金属材料形成金属层；对金属层图案化形成顶电极。
[0013]作为一种可实施的方式，释放损伤层形成空腔包括：在压电薄膜层及衬底上形成释放孔；通过释放孔注入刻蚀液，刻蚀液刻蚀损伤层形成空腔。
[0014]本申请的实施例另一方面提供了一种体声波谐振器，采用上述体声波谐振器的制备方法制备而成，包括：衬底，以及依次设置于衬底上的压电薄膜层和顶电极，衬底靠近压电薄膜层的侧面形成有底电极，底电极的一侧形成有设置在衬底内的空腔。
[0015]本申请实施例的有益效果包括：
[0016]本申请提供的实施例一方面提供了一种体声波谐振器的制备方法，包括：提供衬底，并在衬底上沉积压电薄膜层；其中，衬底具有光滑的表面，在衬底上沉积压电薄膜层时，使得压电薄膜层的薄膜质量较好，从而提高了压电薄膜层的晶体质量，较高的晶体质量使得体声波谐振器具有较高的性能；随后通过第一离子注入在衬底内形成预设深度的损伤层；在压电薄膜层上形成顶电极；释放损伤层形成空腔，空腔作为体声波谐振器的声反射结构，通过第一离子注入形成损伤层并刻蚀形成空腔，避免了现有技术沉积压电薄膜沉积之前在腔体内形成牺牲层，并在牺牲层上生长的较量较差的压电薄膜；通过第二离子注入在压电薄膜层的另一侧形成底电极，简化体声波谐振器的制备工艺。
附图说明
[0017]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。
[0018]图1为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法的流程图；
[0019]图2为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的状态图之一；
[0020]图3为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的状态图之二；
[0021]图4为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的状态图之三；
[0022]图5为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的状态图之四；
[0023]图6为本申请实施例提供的一种体声波谐振器的状态图之五。
[0024]图标：10
‑
体声波谐振器；11
‑
衬底；12
‑
压电薄膜层；13
‑
损伤层；14
‑
顶电极；15
‑
底电极；16
‑
空腔；17
‑
第一注入窗口。
具体实施方式
[0025]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来布置和设计。
[0026]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体声波谐振器制备方法，其特征在于，包括：提供衬底，并在所述衬底上沉积压电薄膜层；通过第一离子注入在所述衬底内形成预设深度的损伤层；所述压电薄膜层的一侧形成顶电极；释放所述损伤层形成空腔；通过第二离子注入在所述压电薄膜层的另一侧形成底电极。2.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述通过第一离子注入在所述衬底内形成预设深度的损伤层包括：在所述压电薄膜层上铺设光刻胶并刻蚀形成第一注入窗口，所述第一注入窗口与所述空腔在所述衬底上的投影重叠；通过所述第一注入窗口对所述衬底的预设深度处进行所述第一离子注入形成预设厚度的损伤层，其中，所述第一离子注入包括多次离子注入，多次离子注入的注入中心不在同一深度。3.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述衬底为单晶衬底、所述压电薄膜层为单晶压电薄膜层。4.根据权利要求2所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述通过第二离子注入在所述压电薄膜层的另一侧形成底电极包括：在所述顶电极上铺设光刻胶并形成第二注入窗口，所述第二注入窗口与所述第一注入窗口重合；通过所述第二注入窗口对所述压电薄膜层另一侧的衬底材料进行第二离子注入进行掺杂。5.根据权利要求4所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述第二离子注入的注入能量小于所述第一离子注入的注入能量，所述第二离子注入的注入剂量小于所述第一离子注入的注入剂量。6.根据权利要求4所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述第一离子注入的注入能量在450keV
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【专利技术属性】
技术研发人员：林炳辉，蔡耀，高超，王雅馨，邹杨，孙博文，孙成亮，
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：