一种薄膜体声波谐振器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，其中，薄膜体声波谐振器包括：承载衬底；支撑层，键合于所述承载衬底上，所述支撑层围成第一空腔，所述第一空腔暴露出所述承载衬底；压电叠层结构，覆盖所述第一空腔，所述压电叠层结构从下至上包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极；其中，构成所述第一空腔侧壁的所述承载衬底的内表面或者所述支撑层的内表面为非平面结构，以提高所述第一空腔的内表面积。本发明专利技术通过使承载衬底的内表面或者支撑层的内表面为非平面结构，来提高第一空腔的内表面积，通过增加热辐射接收面积，提高谐振器的散热能力。的散热能力。的散热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜体声波谐振器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着无线通讯技术的不断发展，为了满足各种无线通讯终端的多功能化需求，终端设备需要能够利用不同的载波频谱传输数据，同时，为了在有限的带宽内支持足够的数据传输率，对于射频系统也提出了严格的性能要求。射频滤波器是射频系统的重要组成部分，可以将通信频谱外的干扰和噪声滤出以满足射频系统和通信协议对于信噪比的需求。以手机为例，由于每一个频带需要有对应的滤波器，一台手机中可能需要设置数十个滤波器。
[0003]通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与空气交界面被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。
[0004]目前的薄膜体声波谐振器(FBAR)的工作区上、下两侧都是空腔，而在较大输入功率下，器件内部会发热，其热量不能快速导走，造成产品的耐受功率不能达到较高水平，通常低于固体装配型结构SMR。FBAR虽然具有比SMR更好性能的潜力，但功率弱势成为制约FBAR在某些场合应用的障碍。
[0005]因此，如果提高热量FBAR的导热能力，是目前急于解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术揭示了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，能够解决薄膜体声波谐振器散热能力差的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种薄膜体声波谐振器，包括：
[0008]承载衬底；
[0009]支撑层，键合于所述承载衬底上，所述支撑层围成第一空腔，所述第一空腔暴露出所述承载衬底；
[0010]压电叠层结构，覆盖所述第一空腔，所述压电叠层结构从下至上包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极；
[0011]其中，构成所述第一空腔侧壁的所述承载衬底的内表面或者所述支撑层的内表面为非平面结构，以提高所述第一空腔的侧壁的内表面积。
[0012]本专利技术还提供了一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
[0013]提供临时衬底；
[0014]在所述临时衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括由下至上依次设置
的第二电极、压电层、第一电极；
[0015]形成支撑层，覆盖所述压电叠层结构；
[0016]图形化所述支撑层，形成第一空腔，所述第一空腔贯穿所述支撑层；
[0017]提供承载衬底，在所述支撑层上键合所述承载衬底，所述承载衬底覆盖所述第一空腔；
[0018]所述承载衬底的内表面或者所述支撑层的内表面为非平面结构，以提高所述第一空腔的侧壁的内表面积；
[0019]去除所述临时衬底。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]本专利技术通过使承载衬底的内表面或者支撑层的内表面为非平面结构，来提高第一空腔的内表面积，通过增加热辐射接收面积，提高谐振器的散热能力；
[0022]进一步地，沿有效谐振区的边界设置凸起，使有效谐振区内部和凸起所在的区域声阻抗失配，有效防止声波的横向泄露，提高了谐振器的品质因数；
[0023]进一步地，通过第一沟槽和第二沟槽定义出谐振器的有效谐振区，第一沟槽和第二沟槽分别贯穿第一电极和第二电极，压电层保持完整的膜层未经过刻蚀，保证了谐振器的结构强度，提高了制造谐振器的成品率；
附图说明
[0024]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0025]图1示出了实施例1的一种薄膜体声波谐振器的结构示意图。
[0026]图2至图10示出了实施例2的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的不同步骤对应的结构示意图。
[0027]图11至图16示出了实施例3的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的不同步骤对应的结构示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]100
‑
承载衬底；101
‑
键合层；102支撑层；103
‑
第一电极；104
‑
压电层；105
‑
第二电极；106
‑
接合层；110a
‑
第一空腔；110b
‑
第二空腔；120
‑
导电互连结构；130a
‑
第一沟槽；130b
‑
第二沟槽；1010
‑
频率调整层；140
‑
第一通孔；141
‑
第一导电互连层；142
‑
第一导电凸起；151
‑
第二导电互连层；150
‑
第二通孔；152
‑
第二导电凸起；160
‑
绝缘层；200
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封盖基板；40
‑
凸起；300
‑
临时衬底；10
‑
散热柱；20
‑
包覆层。
具体实施方式
[0030]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本专利技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本专利技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0031]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它
元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0032]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：承载衬底；支撑层，键合于所述承载衬底上，所述支撑层围成第一空腔，所述第一空腔暴露出所述承载衬底；压电叠层结构，覆盖所述第一空腔，所述压电叠层结构从下至上包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极；其中，构成所述第一空腔侧壁的所述承载衬底的内表面或者所述支撑层的内表面为非平面结构，以提高所述第一空腔的侧壁的内表面积。2.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述承载衬底的内表面或者所述支撑层的内表面通过设置凸起的散热柱使其内表面为非平面结构。3.如权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述散热柱与所述承载衬底的材料相同，两者为一体结构。4.如权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述散热柱的表面具有包覆层。5.如权利要求4所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述包覆层的材料为金属。6.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电叠层的上表面和/或下表面设置有凸起，所述凸起在所述压电层方向上的投影为环形，所述环形内部为所述谐振器的有效谐振区。7.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第一沟槽，位于所述第一空腔内部，贯穿所述第一电极，环绕于所述凸起所在区域的外周。8.如权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第二沟槽，与所述第一沟槽相对设置，贯穿所述第二电极，环绕于所述凸起所在区域的外周；所述第一沟槽与所述第二沟槽在所述承载衬底的投影相的两个交界处相接或设有间隙。9.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：提供临时衬底；在所述临时衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括由下至上依次设置的第二电极、压电层、第一电极；形成支撑层，覆盖所述压电叠层结构；图形化所述支撑层，形成第一空腔，所述第一空腔贯穿所述支撑层；提供承载衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：