CN107800396A - 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 - Google Patents
一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107800396A CN107800396A CN201711203835.7A CN201711203835A CN107800396A CN 107800396 A CN107800396 A CN 107800396A CN 201711203835 A CN201711203835 A CN 201711203835A CN 107800396 A CN107800396 A CN 107800396A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- piezoelectric
- substrate
- single crystal
- piezoelectric monocrystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 10
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 7
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ORCSMBGZHYTXOV-UHFFFAOYSA-N bismuth;germanium;dodecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Ge].[Ge].[Ge].[Bi].[Bi].[Bi].[Bi] ORCSMBGZHYTXOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N dibismuth;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O DQUIAMCJEJUUJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N dilithium;[oxido(oxoboranyloxy)boranyl]oxy-oxoboranyloxyborinate Chemical compound [Li+].[Li+].O=BOB([O-])OB([O-])OB=O PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims 1
- -1 three Al 2 O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012463 LiTaO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/171—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/023—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
本发明的目的是提供一种采用压电单晶箔制作固贴型薄膜体声波谐振器的技术方案，所述压电单晶箔固贴型薄膜体声波谐振器由具有布拉格声波反射结构层的衬底，上下金属电极夹持压电体形成的三明治有源结构组成，所述压电体是压电单晶箔。本发明的优点有：1.压电单晶箔，晶体完整性未被破坏，为完美单晶；2.可以自由选择晶体及其晶向，优化器件性能；3.可以自由选择衬底材料，优化器件性能。
Description
技术领域
本发明属于射频滤波器领域，具体涉及一种固贴型薄膜体声波谐振器。
背景技术
石英晶振元件，是一种基于石英晶体压电/逆压电特性的体声波元件，在电路频率源中得到广泛应用。由于石英晶振元件的谐振频率与石英晶体的厚度成反比，目前其谐振频率最高仅为数十兆赫兹（MHz），无法满足现代无线电频谱的急剧延伸需求。
采用压电基片上的平面金属叉指换能器和金属反射栅阵，激发和接收声表面波，将提升器件谐振频率的方法，由纵向结构厚度减薄转换为横向结构提高电极分辨率。借助于成熟的微电子工艺技术，声表面波石英谐振器的谐振频率提升到数百兆赫兹。
换能效率更高的压电材料（如铌酸锂（LiNbO3，LN）和钽酸锂（LiTaO3，LT））基片的应用和声表面波谐振滤波器的发明，声表面波谐振器和声表面波谐振滤波器得到快速发展，工作频率又延伸到数千兆赫兹，已成为现代高频通信电路的标准频率元件。
同样，声表面波器件的工作频率与其叉指换能器金属电极的周期成反比，限于压电基片工艺，千兆赫兹级声表面波器件性价比下降，无法跟上现代通信频段高频化的步伐。
由于微电子薄膜技术的快速进展，薄膜体声波器件又成为各国努力发展的新型滤波元器件。薄膜体声波谐振器（Film Bulk Acoustic Wave Resonator，FBAR）是采用压电薄膜代替天然单晶压电超薄基片的体声波谐振器，其谐振腔基本结构是一人造压电薄膜夹在两金属电极间的三明治结构，由于压电薄膜的（逆）压电效应，对外界电激励产生谐振，其谐振频率主要与压电薄膜厚度成反比，也与三明治结构其他各层特性和厚度有关。
目前成熟的FBAR器件结构分为隔膜（membrane）型和固贴（Solidly Mounded )型薄膜体声波谐振器两大类。
隔膜型FBAR，其特点是三明治谐振腔外两面都是空气，满足理想全反射状态。其结构又可分为：空气桥、背孔和地室三种。
固贴型FBAR，又简称SMR（Solidly Mounded Resonator)，其特点是三明治谐振腔外一面是空气，而另一面是布拉格声波反射结构层。布拉格声波反射结构层由多个（厚度为四分之一波长）高低声速介质层交替组合构成，其特性近似于真空全反射。由于反射结构层与压电薄膜同时生长，器件工艺简单，机械特性好，可靠性优，但由于反射结构有损耗，其优值要差一些。
目前商用的FBAR所用的人造压电薄膜，主要为氮化铝（AlN）和氧化锌（ZnO）薄膜，都是在图形化硅衬底上采用物理或化学气相淀积技术生长的，应用最广的是磁控溅射工艺。目前所生成的压电薄膜是具有一定取向的单晶或强织构多晶薄膜，尚不能自由选择压电薄膜的晶向来优化器件性能。
近年来，由于晶片减薄技术的推进，由人工拉制的压电晶体棒直接制作的大尺寸超薄铌酸锂、钽酸锂和石英等超薄压电晶片已批量用于高频声表面波器件”。
以下，专用“单晶箔（crystal foil，CF）”一词，特指由单晶棒加工形成的超薄片状单晶，其厚度小于100 um。为实际应用，单晶箔都要与衬底键合成复合基片。
目前，单晶箔可批量成型技术主要有两种：晶体离子切片（crystal ion slicing，CIS）方法和机械减薄方法，都已开始应用于器件制作。
离子切片法，其原理是利用高能离子垂直注入铌酸锂、钽酸锂等单晶厚基片，使在单晶厚基片内离表面一定深度处形成一个注入离子高浓度层，这层离子高浓度层的某种物化特性与未注入处或浓度较低处的物化特性有较明显不同（又称内埋变性层）。在前期工艺完成后，采用一种应力对此厚晶片处理，使厚晶片在内埋变性层处断裂，获得超薄晶片（单晶箔）。箔的厚度由注入所得离子高浓度层深度决定，它与注入离子种类、注入剂量、退火等工艺参数等有关。
离子切片法的制作工序:首先采用大剂量离子注入机，对较厚的单晶片正面注入离子，使在厚晶片表面下方一定距离处形成一个内埋变性层。将衬底抛光表面与较厚单晶片面对面键合，形成复合基片。在前期工艺完成后，采用一种应力对此复合基片处理，使复合基片在内埋变性层处断裂，获得附着在衬底上的单晶箔。
切片法的特点是：易于制作数十纳米到数微米厚度的特超薄箔，但离子注入对晶体结构完整性损伤大，箔的单晶特性会受明显影响。
机械减薄法，是传统技术的改进，首先制作原始单晶片与衬底的复合基片，然后将原始单晶片面向下，减薄抛光直到单晶片厚度满足设计要求为止。其关键技术是衬底、原始压电单晶片和键合层以及加工设备的大尺寸均匀性。由于机械研磨和抛光设备与技术的进步，目前制作十微米以下厚度的大尺寸超薄单晶箔问题不大，其特点正好与离子切片法相反：易于制作数微米以上厚度的超薄单晶箔，而且不会对箔的单晶特性造成损伤。
发明内容
采用已有的单晶箔成型技术，结合现有固贴型FBAR生产技术，本发明的目的是提供一种采用压电单晶箔固贴型薄膜体声波谐振器的技术方案，所述压电单晶箔固贴型薄膜体声波谐振器由具有布拉格声波反射结构层的衬底，上下金属电极夹持压电体形成的三明治有源结构组成，所述压电体是压电单晶箔。
作为优选，所述压电单晶箔是指由人工拉制的压电单晶棒直接制作的。
作为优选，所述压电单晶选自石英、钽酸锂、铌酸锂、四硼酸锂、锗酸铋、硅酸铋、硅酸镓镧系列、正磷酸铝或铌酸钾实用压电单晶体。
作为优选，所述衬底选自硅、石英、碳化硅、三氧化二铝、蓝宝石或金刚石。
作为优选，所述压电单晶体为压电单晶圆片。
本发明的另一目的是提供一种固贴型薄膜声波谐振器的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：流程1：对衬底清洗，淀积布拉格声波反射结构层；
流程2：对压电单晶体清洗后，正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极；
流程3：在压电单晶体正面淀积钝化层；
流程4：将压电单晶体与衬底正面对正面键合，形成复合基片；
流程5：机械减薄压电晶体侧获得压电单晶箔；
流程6：套刻腐蚀形成有源区台面，套刻淀积剥离工艺制作下电极和引出电极；
流程7：套刻淀积剥离工艺制作上电极及其引出电极。
本发明的另一个目的是提供一种固贴型薄膜声波谐振器的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
流程1：对衬底清洗，淀积布拉格声波反射结构层；
流程2：对压电单晶体清洗后，压电单晶体正面进行离子注入工艺，形成内埋变性层；正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极；
流程3：在压电单晶体正面淀积钝化层；
流程4：将压电单晶体与衬底正面对正面键合，形成复合基片；
流程5：采用离子切片方法，使复合基片在内埋变性层处断裂，获得压电单晶箔结构；
流程6：套刻腐蚀形成有源区台面，套刻淀积剥离工艺制作下电极和引出电极；
流程7：套刻淀积剥离工艺制作上电极及其引出电极。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 压电单晶箔，晶体完整性未被破坏，为完美单晶；
2. 可以自由选择晶体及其晶向，优化器件性能；
3. 可以自由选择衬底材料，优化器件性能；
以下称本发明的器件简称为CFBAR。
附图说明
图1 本发明提供的CFBAR结构示意图；
图2 CFBAR实施例一工艺流程1 衬底硅片：清洗，淀积布拉格声波反射结构层；
图3 CFBAR实施例一工艺流程2 原始压电单晶片：清洗，制作下电极；
图4 CFBAR实施例一工艺流程3 原始压电单晶片：制作钝化层，并平面化表面；
图5 CFBAR实施例一工艺流程4 原始压电单晶片与衬底硅片面对面键合，形成复合基片；
图6 CFBAR实施例一工艺流程5 采用机械减薄方法获得压电单晶箔；
图7 CFBAR实施例一工艺流程6 光刻腐蚀形成有源区，及下电极引出电极；
图8 CFBAR实施例一工艺流程7 制作上电极及其引出电极；
图9 CFBAR实施例一工艺流程2a 原始压电单晶片：清洗，离子注入；
图10 CFBAR实施例一工艺流程2b 原始压电单晶片：制作下电极；
图11 CFBAR实施例二工艺流程5a 采用CIS方法获得压电单晶箔；
其中,1-上电极, 2-压电单晶箔,3-下电极,4-布拉格声波反射结构层,5-衬底,6-压电单晶片,7-钝化层,8-引出电极,9-内生变性层,61-去除的压电单晶片。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
采用本发明的CFBAR实施例一，CFBAR器件结构示意于图1，系目前通用技术的固贴型薄膜体声波谐振器。所述压电单晶箔固贴型薄膜体声波谐振器由具有布拉格声波反射结构层4的衬底5，上下金属电极1，3夹持压电体形成的三明治有源结构组成，所述压电体是压电单晶箔2。所述压电单晶箔是指由人工拉制的压电单晶棒直接制作的。
器件优选采用硅片作为衬底。器件所用压电单晶体，根据器件使用要求，一般为铌酸锂、钽酸锂或石英等常用材料，因为这些压电单晶批量生产，性价比好。电极金属一般采用钼、金等重密度金属。
实施例一的制作工序如图2~图8示，属于常规微电子工艺技术。本发明采用了两个同尺寸单面抛光的晶圆片：硅衬底片和压电单晶片，并以抛光面为正面。
图2为CFBAR实施例一工艺流程1：对衬底硅圆片5清洗，淀积布拉格声波反射结构层4。
图3为CFBAR实施例一工艺流程2：对原始压电单晶圆片6清洗后，正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极3。
图4为CFBAR实施例一工艺流程3：在原始压电单晶片6正面淀积钝化层7，一般为SiO2介质膜。钝化层厚度大于已有电极厚度，故需要采用化学机械方法平面化表面，使露出的电极表面与钝化层表面一样平整。
图5为CFBAR实施例一工艺流程4：将原始压电单晶片6与衬底硅片5正面对正面键合，形成复合基片。键合工艺为已知标准微电子工艺，其键合参数应仔细调整，来适应压电单晶基片的应力敏感特性，如降低温度梯度、减小压电效应和热释电效应影响等。
图6为CFBAR实施例一工艺流程5：机械减薄压电晶体侧获得单晶箔2。采用高精度磨抛设备和技术获得压电箔结构，压电单晶箔的厚度应满足设计要求。基于硅片厚度，键合层厚度值，检验压电单晶箔的厚度及其均匀度。
图7为CFBAR实施例一工艺流程6：套刻腐蚀形成有源区台面，套刻淀积剥离工艺制作下电极3和引出电极8。
图8为CFBAR实施例一工艺流程7：套刻淀积剥离工艺制作上电极及其引出电极。
上述采用本发明的CFBAR实施例一，压电单晶薄片的成型工艺采用了机械减薄方法。
下述采用本发明的CFBAR实施例二，所举例器件结构完全等同于实施例一，只是压电单晶箔的成型工艺采用晶体离子切片（CIS）方法。
实现实施例二器件的制作工序，与实施例一的基本相同，只是要修改工序2和工序5，其余通用，当然在相应工序图中，经受离子注入后的原始压电单晶片，可标记出内埋变性层。下面将需修改的工序详细说明。
图9为CFBAR实施例二工艺流程2a：对原始压电单晶圆片6清洗后，圆片正面进行离子注入工艺，形成内埋变性层9。内埋变性层的深度应满足设计要求。
图10为CFBAR实施例二工艺流程2b：在原始压电单晶圆片6正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极3。
图11为CFBAR实施例二工艺流程5a：采用前述的离子切片方法，采用物理（热）或化学应力使复合基片在内埋变性层处断裂，获得压电单晶箔2结构。
虽然本发明通过实施例进行了描述，但实施例并非用来限定本发明。本领域技术人员可在本发明的精神的范围内，做出各种变形和改进，但同样均在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (7)
1.一种固贴型薄膜体声波谐振器，由具有布拉格声波反射结构层的衬底，上下金属电极夹持压电体形成的三明治有源结构组成，其特征是：所述压电体是压电单晶箔。
2.根据权利要求1所述的固贴型薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述压电单晶箔是指由人工拉制的压电单晶棒直接制作的。
3.根据权利要求1所述的固贴型薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述压电单晶选自石英、钽酸锂、铌酸锂、四硼酸锂、锗酸铋、硅酸铋、硅酸镓镧系列、正磷酸铝或铌酸钾实用压电单晶体。
4.根据权利要求1所述的固贴型薄膜体声波谐振器，所述衬底选自硅、石英、碳化硅、三氧化二铝、蓝宝石或金刚石。
5.根据权利要求1所述的固贴型薄膜声波谐振器，其特征在于：所述压电单晶体为压电单晶圆片。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的固贴型薄膜声波谐振器的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：流程1：对衬底清洗，淀积布拉格声波反射结构层；
流程2：对压电单晶体清洗后，正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极；
流程3：在压电单晶体正面淀积钝化层；
流程4：将压电单晶体与衬底正面对正面键合，形成复合基片；
流程5：机械减薄压电晶体侧获得压电单晶箔；
流程6：套刻腐蚀形成有源区台面，套刻淀积剥离工艺制作下电极和引出电极；
流程7：套刻淀积剥离工艺制作上电极及其引出电极。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的固贴型薄膜声波谐振器的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
流程1：对衬底清洗，淀积布拉格声波反射结构层；
流程2：对压电单晶体清洗后，压电单晶体正面进行离子注入工艺，形成内埋变性层；正面淀积金属膜、光刻腐蚀制作下电极；
流程3：在压电单晶体正面淀积钝化层；
流程4：将压电单晶体与衬底正面对正面键合，形成复合基片；
流程5：采用离子切片方法，使复合基片在内埋变性层处断裂，获得压电单晶箔结构；
流程6：套刻腐蚀形成有源区台面，套刻淀积剥离工艺制作下电极和引出电极；
流程7：套刻淀积剥离工艺制作上电极及其引出电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711203835.7A CN107800396A (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711203835.7A CN107800396A (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107800396A true CN107800396A (zh) | 2018-03-13 |
Family
ID=61535772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711203835.7A Pending CN107800396A (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107800396A (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109217842A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-15 | 清华大学 | 近零温度系数的声表面波滤波器及其制备方法 |
| CN109309485A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-05 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 采用畴反转区的声表面波谐振结构滤波器 |
| CN110031133A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-07-19 | 罕王微电子（辽宁）有限公司 | 一种谐振式压力传感器及制作工艺 |
| CN110247639A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-17 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种射频声表面波滤波器芯片及制作工艺 |
| CN110445474A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 贵州中科汉天下微电子有限公司 | 薄膜体声波谐振器及其制造方法以及薄膜体声波滤波器 |
| CN110880921A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-03-13 | 立积电子股份有限公司 | 体声波结构、体声波装置及其制造方法 |
| WO2020134803A1 (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 天津大学 | 电极厚度不对称的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN112202415A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-08 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种体声波谐振器的制造工艺和体声波谐振器 |
| WO2021248572A1 (zh) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 杭州见闻录科技有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及其制作工艺 |
| CN113926680A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
| FR3116652A1 (fr) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d’un composant comprenant une couche en matériau monocristallin compatible avec des budgets thermiques élevés |
| WO2022174518A1 (zh) * | 2021-02-20 | 2022-08-25 | 偲百创(深圳)科技有限公司 | 谐振器件和滤波器 |
| WO2022205214A1 (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 华为技术有限公司 | 滤波器及其制作方法、电子设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040069063A1 (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-15 | Alexenko Andrey Gennadievich | Tunnel effect nanodetector of mechanical vibrations and method for preparation thereof |
| CN106100601A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-09 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种采用超薄压电单晶体制作的薄膜体声波谐振器 |
| CN107342748A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-10 | 浙江大学 | 一种基于单晶压电薄膜的体声波谐振器及其制备方法 |
-
2017
- 2017-11-27 CN CN201711203835.7A patent/CN107800396A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040069063A1 (en) * | 2002-10-10 | 2004-04-15 | Alexenko Andrey Gennadievich | Tunnel effect nanodetector of mechanical vibrations and method for preparation thereof |
| CN106100601A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-11-09 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种采用超薄压电单晶体制作的薄膜体声波谐振器 |
| CN107342748A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-11-10 | 浙江大学 | 一种基于单晶压电薄膜的体声波谐振器及其制备方法 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110445474A (zh) * | 2018-05-04 | 2019-11-12 | 贵州中科汉天下微电子有限公司 | 薄膜体声波谐振器及其制造方法以及薄膜体声波滤波器 |
| CN109217842A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-15 | 清华大学 | 近零温度系数的声表面波滤波器及其制备方法 |
| US11646712B2 (en) | 2018-09-05 | 2023-05-09 | Richwave Technology Corp. | Bulk acoustic wave structure and bulk acoustic wave device |
| CN110880921A (zh) * | 2018-09-05 | 2020-03-13 | 立积电子股份有限公司 | 体声波结构、体声波装置及其制造方法 |
| CN110880921B (zh) * | 2018-09-05 | 2023-07-21 | 立积电子股份有限公司 | 体声波结构、体声波装置及其制造方法 |
| CN110031133A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-07-19 | 罕王微电子（辽宁）有限公司 | 一种谐振式压力传感器及制作工艺 |
| CN109309485A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-05 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 采用畴反转区的声表面波谐振结构滤波器 |
| WO2020134803A1 (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 天津大学 | 电极厚度不对称的体声波谐振器、滤波器和电子设备 |
| CN110247639A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-17 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种射频声表面波滤波器芯片及制作工艺 |
| CN110247639B (zh) * | 2019-07-01 | 2024-05-07 | 中电科技德清华莹电子有限公司 | 一种射频声表面波滤波器芯片及制作工艺 |
| WO2021248572A1 (zh) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 杭州见闻录科技有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及其制作工艺 |
| CN112202415B (zh) * | 2020-09-25 | 2021-09-24 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种体声波谐振器的制造工艺方法和体声波谐振器 |
| CN112202415A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-08 | 杭州星阖科技有限公司 | 一种体声波谐振器的制造工艺和体声波谐振器 |
| EP4006998A1 (fr) * | 2020-11-26 | 2022-06-01 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Procede de fabrication d'un composant comprenant une couche en materiau monocristallin compatible avec des budgets thermiques eleves |
| FR3116652A1 (fr) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de fabrication d’un composant comprenant une couche en matériau monocristallin compatible avec des budgets thermiques élevés |
| WO2022174518A1 (zh) * | 2021-02-20 | 2022-08-25 | 偲百创(深圳)科技有限公司 | 谐振器件和滤波器 |
| WO2022205214A1 (zh) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 华为技术有限公司 | 滤波器及其制作方法、电子设备 |
| CN113926680B (zh) * | 2021-09-01 | 2022-12-13 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
| CN113926680A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-14 | 中国电子科技集团公司第三研究所 | 超声换能器、超声扫描显微镜以及超声换能器的制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107800396A (zh) | 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器及制备方法 | |
| CN106100601A (zh) | 一种采用超薄压电单晶体制作的薄膜体声波谐振器 | |
| US10630259B2 (en) | Single crystal piezoelectric RF resonators and filters with improved cavity definition | |
| EP0616426B1 (en) | Surface acoustic wave device having a lamination structure | |
| US9106199B2 (en) | Acoustic wave device including a surface wave filter and a bulk wave filter, and method for making same | |
| Lakin | Thin film resonator technology | |
| JP7130841B2 (ja) | 薄膜バルク音響波共振器及びその製造方法 | |
| US20070200458A1 (en) | Piezoelectric thin film device | |
| JP7081041B2 (ja) | 薄膜バルク音響波共振器とその製造方法、フィルタ、および無線周波数通信システム | |
| TW201803268A (zh) | 表面聲波元件用複合結構 | |
| CN105703733A (zh) | 一种固态装配型薄膜体声波谐振器的制备方法 | |
| JP2003505906A (ja) | 共振子構造およびその共振子構造を備えるフィルタ | |
| CN112039462B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| CN111555733A (zh) | 一种兰姆波谐振器结构及其制备方法 | |
| CN113497594A (zh) | 单晶体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 | |
| CN114531126A (zh) | 一种宽带薄膜体声波谐振器的制备方法 | |
| CN111446944A (zh) | 一种利于集成的空气隙型薄膜体声波谐振器及其制备方法 | |
| CN113708740B (zh) | 压电薄膜体声波谐振器及其制备方法 | |
| CN113193846A (zh) | 一种带混合横向结构特征的薄膜体声波谐振器 | |
| Reinhardt et al. | Acoustic filters based on thin single crystal LiNbO 3 films: status and prospects | |
| CN111654258A (zh) | 薄膜体声波谐振器制作方法、薄膜体声波谐振器及滤波器 | |
| WO2021197500A1 (zh) | 半导体器件及其制造方法、具有半导体器件的电子设备 | |
| CN205792476U (zh) | 一种采用超薄压电单晶体制作的薄膜体声波谐振器 | |
| CN207926539U (zh) | 一种采用压电单晶箔的固贴型薄膜体声波谐振器 | |
| JPS6357966B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |