一种滤波器的制备方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种滤波器的制备方法及结构，制备方法包括：形成待移除结构包括：衬底、缓冲层、介质层、牺牲层和刻蚀停止层；在刻蚀停止层上形成单晶压电层；在单晶压电层远离待移除结构的一侧形成第一电极层；第一电极层包括多个第一电极；在每一第一电极上形成第一键合层；第一键合层位于第一电极的边缘区域；将高阻硅层设置在第一键合层一侧；高阻硅层的第一表面具有多个凹槽结构，在第一表面未设置凹槽结构的部分区域设置第二键合层；键合第一键合层和第二键合层；在相邻第一电极之间形成多个沟槽，分割高阻硅层，并去除待移除结构；在单晶压电层远离第一电极层的一侧形成第二电极。本发明专利技术可以提高滤波器的性能及良率。发明专利技术可以提高滤波器的性能及良率。发明专利技术可以提高滤波器的性能及良率。

【技术实现步骤摘要】
一种滤波器的制备方法及结构


[0001]本专利技术涉及滤波器
，尤其涉及一种滤波器的制备方法及结构。

技术介绍

[0002]随着5G时代的到来，滤波器市场需求急剧生长，目前4G主要滤波器市场在声表面波（SAW）滤波器上，而SAW滤波器支持不了5G的高频段，因此需要开发高性能体声波（BAW）滤波器产品。单晶压电层材料较多晶压电层具有更优异的性能，然而由于薄膜体声波谐振器（Fbar）的“金属电极
‑
压电层
‑
金属电极”三明治结构，在金属电极上较难沉积单晶压电层，因此，改进新的滤波器制造工艺，来生产高性能高良率单晶压电层的滤波器的需求日益迫切。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种滤波器的制备方法及结构，提高滤波器的性能及良率。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种滤波器的制备方法，包括：
[0005]形成待移除结构；其中，待移除结构包括：衬底、缓冲层、介质层、牺牲层和刻蚀停止层；缓冲层位于衬底的一侧；介质层位于缓冲层远离衬底的一侧，介质层包括多个第一通孔；牺牲层位于介质层远离缓冲层的一侧，牺牲层覆盖介质层且填充第一通孔；刻蚀停止层位于牺牲层远离衬底的一侧；
[0006]在刻蚀停止层上形成单晶压电层；
[0007]在单晶压电层远离待移除结构的一侧形成第一电极层；其中，第一电极层包括多个第一电极，多个第一电极互不接触或多个第一电极电学互连；
[0008]在每一第一电极上远离单晶压电层的一侧形成第一键合层；其中，第一键合层位于第一电极的边缘区域；
[0009]将高阻硅层设置在第一键合层远离单晶硅层的一侧；其中，高阻硅层的第一表面具有多个凹槽结构，在第一表面未设置凹槽结构的部分区域设置第二键合层；第二键合层与第一键合层在高阻硅层上的垂直投影交叠；
[0010]键合第一键合层和第二键合层；
[0011]在相邻第一电极之间形成多个沟槽，分割高阻硅层，并去除待移除结构；
[0012]在单晶压电层远离第一电极层的一侧形成第二电极。
[0013]可选的，在相邻第一电极之间形成多个沟槽，分割高阻硅层，并去除待移除结构，包括：
[0014]在相邻第一电极之间进行刻蚀，形成多个沟槽；沟槽贯穿高阻硅层、单晶压电层、刻蚀停止层和牺牲层，暴露介质层；
[0015]通过沟槽去除介质层、缓冲层、牺牲层和刻蚀停止层。
[0016]可选的，单晶压电层包括中心区域和边缘区域，边缘区域围绕中心区域，第二电极位于单晶压电层的中心区域，在单晶压电层远离第一电极层的一侧形成第二电极之后，还
包括：
[0017]在第二电极远离单晶压电层的一侧形成钝化层；钝化层覆盖第二电极以及单晶压电层的边缘区域；
[0018]在边缘区域上的钝化层的表面形成多个第三通孔，在中心区域上的钝化层的表面形成多个第四通孔；其中，第三通孔贯穿钝化层、和单晶压电层，暴露第一电极；第四通孔贯穿钝化层，暴露第二电极；
[0019]在第三通孔内以及钝化层远离单晶压电层的一侧形成第一金属层，在第四通孔内以及钝化层远离第二电极的一侧形成第二金属层；其中，第一金属层覆盖部分钝化层，第二金属层覆盖部分钝化层，第一金属层和第二金属层位于同一层；
[0020]在第一金属层和第二金属层远离钝化层的一侧形成封装层。
[0021]可选的，形成待移除结构，包括：
[0022]提供衬底；
[0023]在衬底的一侧形成缓冲层；
[0024]在缓冲层远离衬底的一侧形成介质层；介质层包括多个第一通孔；
[0025]在介质层的第一通孔内，以及介质层远离缓冲层的一侧形成牺牲层；
[0026]在牺牲层远离衬底的一侧形成刻蚀停止层。
[0027]可选的，在牺牲层远离衬底的一侧形成刻蚀停止层之前，还包括：
[0028]对牺牲层进行化学机械研磨。
[0029]可选的，通过沟槽去除介质层、缓冲层、牺牲层和刻蚀停止层包括：
[0030]通过湿法或干法化学腐蚀去除介质层；
[0031]通过化学试剂腐蚀去除缓冲层和牺牲层；
[0032]通过化学机械抛光去除刻蚀停止层。
[0033]可选的，凹槽结构与厚度方向平行的截面形状包括梯形、半椭圆形和正四边形中的一种。
[0034]可选的，缓冲层的材料包括AlN；
[0035]牺牲层的材料包括AlN、GaN和AlGaN中的任意一种；
[0036]单晶压电层的材料包括单晶AlN、单晶GaN和单晶Fe:GaN中的任意一种；
[0037]刻蚀停止层的材料为ScAlN。
[0038]可选的，单晶压电层的厚度为0.1
‑
1.5μm。
[0039]根据本专利技术的一方面，提供了一种滤波器结构，采用本专利技术任意实施例所述的滤波器的制备方法制备。
[0040]本专利技术实施例技术方案提供的滤波器的制备方法，包括形成待移除结构；其中，待移除结构包括：衬底、缓冲层、介质层、牺牲层和刻蚀停止层；缓冲层位于衬底的一侧；介质层位于缓冲层远离衬底的一侧，介质层包括多个第一通孔；牺牲层位于介质层远离缓冲层的一侧，牺牲层覆盖介质层且填充第一通孔；刻蚀停止层位于牺牲层远离衬底的一侧；在刻蚀停止层上形成单晶压电层；在单晶压电层远离待移除结构的一侧形成第一电极层；其中，第一电极层包括多个第一电极，多个第一电极互不接触或多个第一电极电学互连；在每一第一电极上远离单晶压电层的一侧形成第一键合层；其中，第一键合层位于第一电极的边缘区域；将高阻硅层设置在第一键合层远离单晶硅层的一侧；其中，高阻硅层的第一表面具
有多个凹槽结构，在第一表面未设置凹槽结构的部分区域设置第二键合层；第二键合层与第一键合层在高阻硅层上的垂直投影交叠；键合第一键合层和第二键合层；在相邻第一电极之间形成多个沟槽，分割高阻硅层，并去除待移除结构；在单晶压电层远离第一电极层的一侧形成第二电极。在本专利技术实施例的介质层包括多个第一通孔，在形成介质层时可以减小应力，避免在工艺过程中导致滤波器结构翘曲过大的问题，提高滤波器的良率；并且本专利技术采用单晶压电层代替传统的多晶压电层，可以提高滤波器的性能，高阻硅层的第一表面具有多个凹槽结构，通过提前刻蚀好凹槽结构，简化了传统工艺中的腐蚀和释放形成凹槽结构的步骤，可以有效避免腐蚀和释放工艺导致单晶压电层断裂和坍塌的风险，以及刻蚀停止层进一步保护了单晶压电层不被破坏，进一步提高了滤波器的良率。
[0041]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤波器的制备方法，其特征在于，包括：形成待移除结构；其中，所述待移除结构包括：衬底、缓冲层、介质层、牺牲层和刻蚀停止层；所述缓冲层位于所述衬底的一侧；所述介质层位于所述缓冲层远离所述衬底的一侧，所述介质层包括多个第一通孔；所述牺牲层位于所述介质层远离所述缓冲层的一侧，牺牲层覆盖介质层且填充所述第一通孔；所述刻蚀停止层位于所述牺牲层远离所述衬底的一侧；在所述刻蚀停止层上形成单晶压电层；在所述单晶压电层远离所述待移除结构的一侧形成第一电极层；其中，所述第一电极层包括多个第一电极，多个所述第一电极互不接触或多个所述第一电极电学互连；在每一所述第一电极上远离所述单晶压电层的一侧形成第一键合层；其中，所述第一键合层位于所述第一电极的边缘区域；将高阻硅层设置在第一键合层远离单晶硅层的一侧；其中，所述高阻硅层的第一表面具有多个凹槽结构，在所述第一表面未设置凹槽结构的部分区域设置第二键合层；所述第二键合层与所述第一键合层在所述高阻硅层上的垂直投影交叠；键合所述第一键合层和所述第二键合层；在相邻所述第一电极之间形成多个沟槽，分割所述高阻硅层，并去除所述待移除结构；在所述单晶压电层远离所述第一电极层的一侧形成第二电极。2.根据权利要求1所述的滤波器的制备方法，其特征在于，在相邻所述第一电极之间形成多个沟槽，分割所述高阻硅层，并去除所述待移除结构，包括：在相邻所述第一电极之间进行刻蚀，形成多个沟槽；所述沟槽贯穿所述高阻硅层、所述单晶压电层、所述刻蚀停止层和所述牺牲层，暴露所述介质层；通过所述沟槽去除所述介质层、所述缓冲层、所述牺牲层和所述刻蚀停止层。3.根据权利要求1所述的滤波器的制备方法，其特征在于，所述单晶压电层包括中心区域和边缘区域，所述边缘区域围绕中心区域，所述第二电极位于单晶压电层的中心区域，在所述单晶压电层远离所述第一电极层的一侧形成第二电极之后，还包括：在所述第二电极远离所述单晶压电层的一侧形成钝化层；所述钝化层覆盖所述第二电极以及所述单晶压电层的边缘区域；在边缘区域上的所述钝化层的表面形成多个第三通孔，在中心区域上的所述钝化层的表面形成多个第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建民，王志宏，张金姣，
申请(专利权)人：华景传感科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：