CN106849897B - 薄膜体声波谐振器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。由本发明的薄膜体声波谐振器的制造方法获得的薄膜体声波谐振器，在震荡器件片体的上下两端形成多个牺牲材料片体，且牺牲材料片体之间有着重叠，使得每个牺牲材料片体依次连接，从而便于去除牺牲材料片体。在去除牺牲材料片体后在震荡器件片体上下两端形成的空腔重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行，降低了薄膜体声波谐振器的横向寄生波的边界反射可能产生驻波震荡的可能性，改善了寄生串扰。此外，本发明完成了薄膜体声波谐振器与CMOS电路的集成，提高了器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及滤波器件技术领域，特别是涉及一种薄膜体声波谐振器(FBAR)及其制造方法。
背景技术
随着移动通信技术的发展，移动数据传输量也迅速上升。因此，在频率资源有限以及应当使用尽可能少的移动通信设备的前提下，提高无线基站、微基站或直放站等无线功率发射设备的发射功率成了必须考虑的问题，同时也意味着对移动通信设备前端电路中滤波器功率的要求也越来越高。
目前，无线基站等设备中的大功率滤波器主要是以腔体滤波器为主，其功率可达上百瓦，但是这种滤波器的尺寸太大。也有的设备中使用介质滤波器，其平均功率可达5瓦以上，这种滤波器的尺寸也很大。由于尺寸大，所以这两种滤波器无法集成到射频前端芯片中。
基于半导体微加工工艺技术的薄膜体声波谐振器(FBAR)，能够很好地克服了上述两种滤波器存在的缺陷。FBAR的工作频率高，所承受功率高和品质因数(Q)高，并且体积小，利于集成化。
如图1所示，现有技术中的FBAR，包括具有一个下空腔10的衬底1，以及形成在衬底1上横越下空腔10的震荡器件片体2，该震荡器件片体2包括上电极22和下电极21以及位于上电极22与下电极21之间的压电感应片23；同时，震荡器件片体2的上部整体被一个上空腔30所覆盖，所述上空腔30通常是通过一个封盖板40以及封合边框41，采用较为昂贵的真空封装加工工艺来形成。震荡器件片体2通常为压电薄膜，其压电主轴C-轴与震荡器件片体2以及上电极22和下电极21趋向垂直。
当一直流电场通过上电极22和下电极21施加于震荡器件片体2的压电薄膜上下面时，压电薄膜的形变会随着电场的大小来改变；当此电场的方向相反时，材料的形变方向也随之改变。当有一交流电场加入时，压电薄膜的形变方向会随着电场的正及负半周期，作收缩或膨胀的交互变化。这样的振动会激励出沿C轴方向传播的纵向体声波，此纵向声波传至上下电极与空气交界面反射回来，进而在薄膜内部来回反射形成震荡；当纵向声波在压电薄膜中传播正好是半波长的奇数倍时，会产生驻波震荡。
然而，所述纵向声波传播的同时，由于物理泊松效应，沿着与厚度垂直的水平方向会产生横向寄生波，并沿着水平方向传播直至下空腔10与震荡器件片体2相汇的空腔边界，反射后沿着反方向继续传播，如果横向寄生波也产生驻波震荡，会大大影响FBAR的品质因子，即Q值。
于是，如何抑制FBAR的横向寄生波对沿C-轴方向纵向体声波信号的串扰影响，并实现与FBAR器件的外接CMOS电路单片集成，成为业界关注的焦点，同时降低整个系统的加工成本，也是本发明所披露技术的核心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，进一步解决现有技术中薄膜体声波谐振器寄生串扰、与CMOS电路集成困难和加工成本高等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体；
在所述第一牺牲材料片体上形成相间隔的第二牺牲材料片体和第三牺牲材料片体以及围绕所述第二牺牲材料片体和第三牺牲材料片体的第二绝缘材料片体，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体至少部分上下连通；所述第三牺牲材料片体与第一牺牲材料片体至少部分上下连通；
形成震荡器件片体覆盖所述第二牺牲材料片体，所述震荡器件片体的部分区域搭接在所述第二绝缘材料片体上；
在所述震荡器件片体和第三牺牲材料片体上形成第四牺牲材料片体及围绕所述第四牺牲材料片体的第三绝缘材料片体，所述第四牺牲材料片体与第二牺牲材料片体部分上下重叠，所述第四牺牲材料片体和所述第三牺牲材料片体部分上下连通；
形成封盖层；
在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体。
进一步的，在本发明提供的薄膜体声波谐振器的制造方法中，所述第四牺牲材料片体与第二牺牲材料片体重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
进一步的，在本发明提供的薄膜体声波谐振器的制造方法中，在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体之前，包括：在所述衬底上形成至少一个包含PN结的半导体晶体管。
本发明提供另一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体；
在所述第一牺牲材料片体上形成震荡器件片体，所述震荡器件片体的部分区域搭接在所述第一绝缘材料片体上；
在所述震荡器件片体上形成第二牺牲材料片体及围绕所述第二牺牲材料片体的第二绝缘材料片体，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体部分重叠，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形完全落在所述震荡器件片体上，且各个边皆不平行；
形成封盖层；
在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第牺牲材料片体。
相应的，本发明还提供一种薄膜体声波谐振器，包括：
衬底；
位于所述衬底上的第一绝缘材料片体，所述第一绝缘材料片体中具有第一空腔；
位于所述第一绝缘材料片体上的第二绝缘材料片体，所述第二绝缘材料片体具有相隔离的第二空腔和第三空腔，所述第一空腔分别与所述第二空腔和第三空腔相连通；
覆盖第二空腔，并搭接在所述第二绝缘材料片体上的震荡器件片体；
位于所述第二绝缘材料片体及震荡器件片体上的第三绝缘材料片体，所述第三绝缘材料片体中具有第四空腔，所述第四空腔与所述第三空腔相连通，所述第四空腔与所述第二空腔部分重叠；以及
位于所述第三绝缘材料片体上的封盖层。
在本发明提供的薄膜体声波谐振器中，所述第四空腔与所述第二空腔重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
在本发明提供的薄膜体声波谐振器中，所述衬底上具有至少一个包含PN结的半导体晶体管，所述第一绝缘材料片体位于所述半导体晶体管上。
与现有技术相比，本发明提供的薄膜体声波谐振器及其制造方法具有以下优点：
在震荡器件片体的上下两端形成多个牺牲材料片体，且牺牲材料片体之间有着重叠，使得每个牺牲材料片体依次连接，那么在去除牺牲材料片体时，不必对震荡器件片体进行开口，能够直接去除，确保了震荡器件片体的完整性；
进一步的，所述第四空腔与所述第二空腔重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行，大大降低了薄膜体声波谐振器的横向寄生波的边界反射可能产生驻波震荡的可能性，改善了寄生串扰，尽可能的降低了对Q值的影响；
此外，本发明完成了薄膜体声波谐振器与CMOS电路的集成，有效提高了整个器件系统集成的性能和可靠性。
附图说明
图1为现有技术的真空密封薄膜体声波谐振器的结构示意图；
图2为图1中的薄膜体声波谐振器的俯视图；
图3为本发明薄膜体声波谐振器的制造方法的流程图；
图4a-12为本发明薄膜体声波谐振器在制造过程中的结构示意图；
图13-图14为本发明两种薄膜体声波谐振器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的薄膜体声波谐振器及其制造方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
发明人在长期研究后发现，现有技术中的薄膜体声波谐振器多是采用如图2所示的结构，即衬底1中的空腔10与震荡器件片体2的交界线3为对边平行的结构，当薄膜体声波谐振器工作时，震荡器件片体2会在a，b两个方向上震荡，而震荡产生的波在到达交界线3处时会被反射，这种反射会诱发强烈的寄生波，对FBAR的Q产生干扰。于是，申请人提出一种新的方案，在震荡器件片体2的上下两面都形成空腔，并使得这两个空腔沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行，从而有效改善了寄生波串扰。
实施例一
下面请参考图3，并结合图4-图14，对本发明的薄膜体声波谐振器及其制造方法进行详细介绍。其中图3为本发明薄膜体声波谐振器的制造方法的流程图；图4a-12为本发明薄膜体声波谐振器在制造过程中的结构示意图；图13为本发明薄膜体声波谐振器的结构示意图；图13-图14为本发明两种薄膜体声波谐振器的结构示意图。
如图3所示，本发明的薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
首先，执行步骤S101，请参考图4a，提供衬底100。所述衬底100的选择为本领域技术人员所熟悉，例如所述衬底100可以为单晶的硅衬底、锗硅衬底、锗衬底或本领域技术人员公知的其它半导体材料制成的衬底，依据需要，所述衬底100中可以具有埋层等结构，或是经过离子注入形成阱区等。又例如，在本发明的较佳选择中，还可以先在所述衬底100上形成包括CMOS主动器件以及电学互连件。具体而言，如图4b所示，先在所述衬底100上形成包含PN结的半导体器件200，如CMOS器件；然后形成与所述包含PN结的半导体器件200电学连接的互连件，例如CMOS插塞、水平互连件等。
接着，执行步骤S102，请参考图5a，在以图4a所示结构上继续进行，在所述衬底100上形成第一牺牲材料片体111及围绕所述第一牺牲材料片体111的第一绝缘材料片体112。具体的，例如可以是先形成一层第一绝缘材料片体112，再经过刻蚀形成开口，然后在开口和第一绝缘材料片体112上沉积第一牺牲材料片体111，随后去除开口之外的第一牺牲材料片体111，从而在开口中填充第一牺牲材料片体111。也可以是先形成第一牺牲材料片体111，再在衬底100和第一牺牲材料片体111上覆盖绝缘材料片体，然后经过平坦化工艺暴露出第一牺牲材料片体111，完成第一绝缘材料片体112的形成。所述第一绝缘材料片体112的材料可以是硅化物，例如氮化硅、氮氧化硅、氧化硅等。所述第一牺牲材料片体111的材料例如可以是硅氧化物、富碳介质层、锗、碳氢聚合物或者非晶碳等，在本实施例中优选的为非晶碳，需要说明的是，第一牺牲材料片体111和第一绝缘材料片体112的材料并不限于上述列举的材料，也可以为本领域人员熟知的其它材料。可以理解的是，对于如图4b所示的结构，所述第一牺牲材料片体111以及围绕所述第一牺牲材料片体111的第一绝缘材料片体112则形成于所述互连件上。
另外，如图5b所示，在形成第一牺牲材料片体111之前，还可以先形成下部电学屏蔽片体181，用于作为空腔形成后以屏蔽来自外部电磁场的干扰。
接着，执行步骤S103，请参考图6，在所述第一牺牲材料片体111上形成相间隔的第二牺牲材料片体121和第三牺牲材料片体122以及围绕所述第二牺牲材料片体121和第三牺牲材料片体122的第二绝缘材料片体123，所述第二牺牲材料片体121与第一牺牲材料片体111至少部分上下连通；所述第三牺牲材料片体122与第一牺牲材料片体111至少部分上下连通。本步骤中第二牺牲材料片体121、第三牺牲材料片体122和第二绝缘材料片体123的形成过程可以参照步骤S102，只需使得所述第二牺牲材料片体121和第三牺牲材料片体122被所述第二绝缘材料片体123隔离开即可。所述第二绝缘材料片体123可以与所述第一绝缘材料片体112有着相同的材料选择，所述第二牺牲材料片体121和第三牺牲材料片体122可以与所述第一牺牲材料片体111有着相同的材料选择，例如在本实施例中第二牺牲材料片体121和第三牺牲材料片体122的材料优选为非晶碳。但应理解，第二牺牲材料片体121、第三牺牲材料片体122和第二绝缘材料片体123也可以为本领域人员熟知的其它材料。在本步骤中第二牺牲材料片体121优选的完全和第一牺牲材料片体111连通，即第二牺牲材料片体121沿垂直衬底100方向的投影完全落在第一牺牲材料片体111上，这样有利于先去除第三牺牲材料片体122形成空腔后，通过该空腔进一步的去除第一牺牲材料片体111，再通过去除第一牺牲材料片体111后形成的空腔，去除第二牺牲材料片体121，因为去除第一牺牲材料片体111后形成的空腔可以完全暴露第二牺牲材料片体121，因此第二牺牲材料片体121可以被完全去除，使得震荡器件片体131(如图7)下的空腔被完全打开，不影响器件性能。在这里对第二牺牲材料片体121的沿平行衬底100的剖面形状不做限定，可以是不规则图形，也可以是矩形，六边形，圆形等等，例如在本实施例中是一个随机的不规则图形。所述第三牺牲材料片体122的沿平行衬底100方向的剖面形状也不做限定，可以为圆形也可以为矩形，在本实施例中为了便于去除，优选的为圆形。
然后，执行步骤S104，请参考图7，形成震荡器件片体131覆盖所述第二牺牲材料片体121，所述震荡器件片体131的部分区域搭接在所述第二绝缘材料片体123上。优选方案中，形成震荡器件片体131之前，先在所述第二绝缘材料片体123和第一绝缘材料片体112中形成通孔，然后在所述通孔中形成第一插塞132，所述第一插塞132贯穿所述第一绝缘材料片体112和第二绝缘材料片体123，一端连接所述衬底(例如是衬底上的焊垫)，另一端则与后续形成的震荡器件片体相连接。在所述第一插塞132形成后，形成震荡器件片体131。所述震荡器件片体131例如包括层叠设置的第一电极层、第二电极层及位于所述第一电极层和第二电极层之间的压电感应片。所述第一插塞132与所述第一电极层相连接。在较佳实施例中，所述震荡器件片体131完全覆盖所述第二牺牲材料片体121，且不覆盖所述第三牺牲材料片体122，同时，所述震荡器件片体131还延伸覆盖第二绝缘材料片体123的部分区域。在其他实施例中，所述片状体器件2也可以是部分覆盖所述第二牺牲材料片体121。在本步骤中震荡器件片体131的形成方法可以为本领域所熟知的方法，在此不再赘述。震荡器件片体131的沿平行于衬底100方向的剖面形状不作限定，可以为不规则图形，也可以为矩形，圆形或者为六边形等，并且为了保证在去除第二牺牲材料片体121后震荡器件片体131可以得到支撑，要求震荡器件片体131的部分区域要搭接在第二绝缘材料片体123上。
然后，执行步骤S105，请参考图8a，在所述震荡器件片体131和第三牺牲材料片体122上形成第四牺牲材料片体141及围绕所述第四牺牲材料片体141的第三绝缘材料片体142，所述第四牺牲材料片体141与第二牺牲材料片体121部分上下重叠，在较佳选择中，重叠所形成的重叠边界多边形200(请参考图12)的各个边皆不平行，所述第四牺牲材料片体141和所述第三牺牲材料片体122部分上下连通，从而在之后可以方便的将第一牺牲材料片体111、第二牺牲材料片体121、第三牺牲材料片体122及第四牺牲材料片体141去除，而不必在震荡器件片体131中进行开孔，有利于维持震荡器件片体131的完整性。为了更好的去除干净第四牺牲材料片体141和第三牺牲材料片体122，如图8a所示，优选的，第四牺牲材料片体141完全覆盖第三牺牲材料片体122，从而第三牺牲材料片体22不留死角，可以去除的更加干净，进一步便于更加干净的去除第二牺牲材料片体121。在本实施例中，第四牺牲材料片体141优选的为一个联通的整体结构，这样之后在其上的封盖上开孔便可以去除。在这里对第四牺牲材料片体141的沿平行衬底100的剖面形状不做限定，可以是不规则图形，也可以是矩形，六边形，圆形等等，例如在本实施例中是一个随机的不规则图形。并且在本实施例中，所述重叠边界多边形200投影在所述震荡器件片体131上。
在其它实施例中，也可以第四牺牲材料片体141与第二牺牲材料片体121部分上下重叠，重叠所形成的重叠边界多边形200的各个边并非皆不平行。
在本步骤中，待第四牺牲材料片体141和第三绝缘材料片体142形成后，还形成贯穿所述第三绝缘材料片体142的第二插塞143以及贯穿所述第三绝缘材料片体142、第二绝缘材料片体123、第一绝缘材料片体112的第三插塞144，所述第二插塞143与所述震荡器件片体131的第二电极层相连接，所述第三插塞144与衬底相连接。类似的，所述第三绝缘材料片体142可以与所述第一绝缘材料片体112有着相同的材料选择，所述第四牺牲材料片体141可以与所述第一牺牲材料片体111有着相同的材料选择。当然，所述第三绝缘材料片体142与所述第一绝缘材料片体112也可以是由不同的材料制成，同样，所述第四牺牲材料片体141与所述第一牺牲材料片体111也可以是由不同的材料制成，在本实施例中优选的为非晶碳。
在另一个实施例中，可以理解的是，所述第四牺牲材料片体包括第五牺牲材料片体和第六牺牲材料片体，请参考图8b-图8c，所述第四牺牲材料片体包括间隔的第五牺牲材料片体1411和第六牺牲材料片体1412，所述第五牺牲材料片体1411位于所述震荡器件片体131上，所述第六牺牲材料片体1412和所述第三牺牲材料片体122部分上下连通，在所述第五牺牲材料片体1411和所述第六牺牲材料片体1412上还包括第七牺牲材料片体145，以及围绕所述第七牺牲材料片体145的第四绝缘材料片体146，所述第七牺牲材料片体145和所述第六牺牲材料片体1412部分上下连通，所述第七牺牲材料片体145和所述第五牺牲材料片体1411部分上下连通，所述第五牺牲材料片体1411与所述第二牺牲材料片体121重叠所形成的重叠边界多边形200的各个边皆不平行。由此可知，本发明中的牺牲材料片体和绝缘材料片体的数量并非限于本发明所描述的情况，本领域技术人员可以依据需要进行灵活的选择和变动。
之后，执行步骤S106，请参考图9a，以步骤S105执行图8a的结构为例，形成封盖层151。所述封盖层151的形成可以按照现有技术执行，在此不再赘述。
另外，如图9b所示，在形成封盖层151之前，还可以先形成上部电学屏蔽片体182，用于作为空腔形成后以屏蔽来自外部电磁场的干扰。
之后，执行步骤S107，请参考图10，在所述封盖层151上形成开口152，并通过所述开口152去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体(相应的，若存在，则所述第五牺牲材料片体和第六牺牲材料片体等也将被去除)。具体的，在本实施例中，去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体的方法可以采用灰化的方法，利用高温下通入氧气进行灰化去除非晶碳材料，由于第二牺牲材料片体通过第一牺牲材料片体和第三牺牲材料片体互连，第三牺牲材料片体又和第四牺牲材料片体互连，因此即便第二牺牲材料片体没有通过震荡器件片体上的通孔暴露，仍然可以通过有效的互连通道来去除，因此这样就大大了避免了现有技术中对震荡器件片体开孔，或者震荡器件片体不完全覆盖第二牺牲材料片体，预留开口造成的空腔内残留物质的问题，大大的提高了器件的性能，简化了工艺。然后请参考图11，形成第一真空密封插塞161，所述第一真空密封插塞161将所述开口152封堵，以形成与第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体分别对应的第一空腔171、第二空腔体172、第三空腔173及第四空腔174。
结合图12可见，在第一空腔171、第二空腔体172、第三空腔173及第四空腔174形成后，所述第四空腔174与所述第二空腔172重叠所形成的重叠边界多边形200的各个边皆不平行。例如在本发明实施例中该多边形是八边形。当薄膜体声波谐振器运作时，震荡在界线200的各个边处会反射，但是由于缺少平行边，这种反射不会产生较强的寄生波，因此寄生串扰要小的多。
实施例二
在本发明的另一个实施例中，也可以包括步骤：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体；
在所述第一牺牲材料片体上形成震荡器件片体，所述震荡器件片体的部分区域搭接在所述第一绝缘材料片体上；
在所述震荡器件片体上形成第二牺牲材料片体及围绕所述第二牺牲材料片体的第二绝缘材料片体，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体部分重叠，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形完全落在所述震荡器件片体上，且各个边皆不平行；
形成封盖层；
在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第牺牲材料片体。
本实施例与上一实施例基本类同，区别在于所述震荡器件片体下方只存在一层牺牲材料片体(第一牺牲材料片体)，本领域技术人员在参考上一实施例的基础上，能够熟悉本实施例的详细过程。在本实施例中，所述震荡器件片体可以不完全覆盖第一牺牲材料片体，暴露部分牺牲材料片体预留去除通道；也可以通过在震荡器件片体刻蚀形成通孔来形成去除通道。
由此，将获得本发明的薄膜体声波谐振器，请参考图11，本发明的薄膜体声波谐振器包括：
衬底100；
位于所述衬底100上的第一绝缘材料片体112，所述第一绝缘材料片体112中具有第一空腔171；
位于所述第一绝缘材料片体112上的第二绝缘材料片体123，所述第二绝缘材料片体123具有相隔离的第二空腔172和第三空腔173，所述第一空腔171分别与所述第二空腔172和第三空腔173相连通；
覆盖第二空腔172，并搭接在所述第二绝缘材料片体123上的震荡器件片体131；
位于所述第二绝缘材料片体123及震荡器件片体131上的第三绝缘材料片体142，所述第三绝缘材料片体142中具有第四空腔174，所述第四空腔174与所述第三空腔173相连通，所述第四空腔174与所述第二空腔172部分重叠；以及
位于所述第三绝缘材料片体142上的封盖层151，所述封盖层151通过第一真空密封插塞161实现上述各个空腔的密封。
所述震荡器件片体131包括层叠设置的第一电极层、第二电极层及位于所述第一电极层和第二电极层之间的压电感应片。第一插塞132贯穿所述第一绝缘材料片体112和第二绝缘材料片体123，所述第一插塞132一端连接至所述衬底100，另一端与所述第一电极层相连接；第二插塞143与所述第二电极层相连接，并贯穿所述第三绝缘材料片体142；第三插塞144贯穿所述第一绝缘材料片体112、第二绝缘材料片体123、第三绝缘材料片体142以将衬底引出。
请参考图13，可以理解的是，所述第四空腔包括间隔的第五空腔1741和第六空腔1742，所述第五空腔1741位于震荡器件片体131上，所述第六空腔1742和所述第三空腔173相连通，在所述第五空腔1741和所述第六空腔1742上还包括第七空腔175，所述第七空腔175和所述第五空腔1741相连通，所述第七空腔175和所述第六空腔1742相连通。相应的，所述第七空腔175位于第四绝缘材料片体146中。
可见本发明的薄膜体声波谐振器，在震荡器件片体的上下两端形成第四空腔与第二空腔，所述第四空腔与所述第二空腔沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行，大大降低了薄膜体声波谐振器的横向寄生波的边界反射可能产生驻波震荡的可能性，改善了寄生串扰，尽可能的降低了对Q值的影响。
如图14所示，本发明的薄膜体声波谐振器，同样可以集成有包括CMOS主动器件以及电学互连件。具体而言，所述衬底上形成有包含PN结的半导体器件200，如CMOS器件；以及与所述包含PN结的半导体器件200电学连接的互连件，例如CMOS插塞、水平互连件等。所述第一牺牲材料片体以及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体则位于所述互连件上，其余结构可以与例如图11所示的薄膜体声波谐振器相同，恕不重复。由此完成了薄膜体声波谐振器与CMOS电路的集成，有效提高了整个器件系统集成的性能和可靠性。
此外，在震荡器件片体131的下空腔下和上空腔上，如第一空腔171的底部和第四空腔174的顶部，还形成有下部电学屏蔽片体181和上部电学屏蔽片体182，以并连接地线(未图示)，以屏蔽来自两个空腔外部电磁场的干扰。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (26)
1.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体；
在所述第一牺牲材料片体上形成相间隔的第二牺牲材料片体和第三牺牲材料片体以及围绕所述第二牺牲材料片体和第三牺牲材料片体的第二绝缘材料片体，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体至少部分上下连通；所述第三牺牲材料片体与第一牺牲材料片体至少部分上下连通；
形成震荡器件片体覆盖所述第二牺牲材料片体，所述震荡器件片体的部分区域搭接在所述第二绝缘材料片体上；
在所述震荡器件片体和第三牺牲材料片体上形成第四牺牲材料片体及围绕所述第四牺牲材料片体的第三绝缘材料片体，所述第四牺牲材料片体与第二牺牲材料片体部分上下重叠，所述第四牺牲材料片体和所述第三牺牲材料片体部分上下连通；
形成封盖层；
在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体。
2.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体之后，进一步包括：
形成第一真空密封插塞，所述第一真空密封插塞将所述开口封堵，以形成与第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体分别对应的第一空腔、第二空腔、第三空腔及第四空腔。
3.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第四牺牲材料片体与第二牺牲材料片体沿垂直所述衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
4.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第四牺牲材料片体包括间隔的第五牺牲材料片体和第六牺牲材料片体，所述第五牺牲材料片体位于所述震荡器件片体上，所述第六牺牲材料片体和所述第三牺牲材料片体部分上下连通，在所述第五牺牲材料片体和第六牺牲材料片体上还包括第七牺牲材料片体，第七牺牲材料片体和第六牺牲材料片体部分上下连通，所述第七牺牲材料片体和第五牺牲材料片体部分上下连通，所述第五牺牲材料片体与第二牺牲材料片体沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
5.如权利要求3或4所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第二牺牲材料片体沿垂直所述衬底方向的投影完全落在所述第一牺牲材料片体上。
6.如权利要求3或4所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第四牺牲材料片体完全覆盖所述第三牺牲材料片体。
7.如权利要求4所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体的同时，通过所述开口去除所述第七牺牲材料片体。
8.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体的材料相同。
9.如权利要求8所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲材料片体、第二牺牲材料片体、第三牺牲材料片体及第四牺牲材料片体的材料为硅氧化物、富碳介质层、锗、碳氢聚合物或者非晶碳。
10.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘材料片体、第二绝缘材料片体、第三绝缘材料片体及封盖层的材料均为硅化物。
11.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述震荡器件片体包括层叠设置的第一电极层、第二电极层及位于所述第一电极层和第二电极层之间的压电感应片。
12.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体之前，进一步包括：
在所述衬底上形成至少一个包含PN结的半导体晶体管。
13.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体；
在所述第一牺牲材料片体上形成震荡器件片体，所述震荡器件片体的部分区域搭接在所述第一绝缘材料片体上；
在所述震荡器件片体上形成第二牺牲材料片体及围绕所述第二牺牲材料片体的第二绝缘材料片体，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体部分重叠，所述第二牺牲材料片体与第一牺牲材料片体沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形完全落在所述震荡器件片体上，且各个边皆不平行；
形成封盖层；
在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体、第牺牲材料片体。
14.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述震荡器件片体不完全覆盖第一牺牲材料片体，暴露部分第一牺牲材料片体。
15.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，通过在所述震荡器件片体刻蚀形成通孔形成去除通道，以去除所述第一牺牲材料片体。
16.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述封盖层上形成开口，通过所述开口去除所述第一牺牲材料片体及第二牺牲材料片体之后，进一步包括：
形成第一真空密封插塞，所述第一真空密封插塞将所述开口封堵，以形成与第一牺牲材料片体及第二牺牲材料片体分别对应的第一空腔及第二空腔。
17.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲材料片体及第二牺牲材料片体的材料相同。
18.如权利要求17所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲材料片体及第二牺牲材料片体的材料为硅氧化物、富碳介质层、锗、碳氢聚合物或者非晶碳。
19.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘材料片体、第二绝缘材料片体、第三绝缘材料片体及封盖层的材料均为硅化物。
20.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述震荡器件片体包括层叠设置的第一电极层、第二电极层及位于所述第一电极层和第二电极层之间的压电感应片。
21.如权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述衬底上形成第一牺牲材料片体及围绕所述第一牺牲材料片体的第一绝缘材料片体之前，进一步包括：
在所述衬底上形成至少一个包含PN结的半导体晶体管。
22.一种薄膜体声波谐振器，包括：
衬底；
位于所述衬底上的第一绝缘材料片体，所述第一绝缘材料片体中具有第一空腔；
位于所述第一绝缘材料片体上的第二绝缘材料片体，所述第二绝缘材料片体具有相隔离的第二空腔和第三空腔，所述第一空腔分别与所述第二空腔和第三空腔相连通；
覆盖第二空腔，并搭接在所述第二绝缘材料片体上的震荡器件片体；
位于所述第二绝缘材料片体及震荡器件片体上的第三绝缘材料片体，所述第三绝缘材料片体中具有第四空腔，所述第四空腔与所述第三空腔相连通，所述第四空腔与所述第二空腔部分重叠；以及
位于所述第三绝缘材料片体上的封盖层。
23.如权利要求22所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第四空腔与所述第二空腔沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
24.如权利要求22所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述震荡器件片体包括层叠设置的第一电极层、第二电极层及位于所述第一电极层和第二电极层之间的压电感应片。
25.如权利要求22所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第四空腔包括间隔的第五空腔和第六空腔，所述第五空腔位于震荡器件片体上，所述第六空腔和所述第三空腔相连通，在所述第五空腔和所述第六空腔上还包括第七空腔，所述第七空腔和所述第五空腔相连通，所述第七空腔和所述第六空腔相连通，所述第五空腔与第二空腔沿垂直衬底方向投影的重叠所形成的重叠边界多边形的各个边皆不平行。
26.如权利要求22所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述衬底上具有至少一个包含PN结的半导体晶体管，所述第一绝缘材料片体位于所述半导体晶体管上。
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