CN110620563A - 提高fbar滤波器制备良率的方法以及fbar滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高FBAR滤波器制备良率的方法以及FBAR滤波器，该方法包括：在第一基板上生成压电薄膜，并形成至少一个第一电极；形成支撑层，对支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔，在支撑层一侧形成第一键合层；在键合衬底的一侧第二键合层，另一侧形成至少一个标记点，在键合衬底上形成贯穿键合衬底的第一通孔；将第一键合层与第二键合层键合连接，去除第一基板，在压电薄膜远离第一电极一侧形成顶电极以及与第一电极连接的电极上引结构，以形成FBAR滤波器。本在制备过程中无需使用牺牲层，保留了压电薄膜的完整性，并且这种在键合衬底上开孔的结构设计，结构稳定，不易塌陷，可以很好的改善压电薄膜的品质。
Description
技术领域
本发明涉及电子通讯装置技术领域，尤其涉及一种提高FBAR滤波器制备良率的方法以及FBAR滤波器。
背景技术
无线通讯终端的多功能化发展对射频器件提出了微型化、高频率、高性能、低功耗、低成本等高技术要求。传统的声表面波滤波器(SAW)在2.4GHz以上的高频段插入损耗大，介质滤波器有很好的性能但是体积太大。薄膜体声波谐振器(FBAR)技术是近年来随着加工工艺技术水平的提高和现代无线通信技术，尤其是个人无线通信技术的快速发展而出现的一种新的射频器件技术。它具有极高的品质因数Q值(1000以上)和可集成于IC芯片上的优点，并能与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺兼容，同时有效地避免了声表面波谐振器和介质谐振器无法与CMOS工艺兼容的缺点。
FBAR的基本原理是基于压电材料的机械能和电能转换，因此其压电复合膜的品质因数影响了FBAR滤波器的损耗和滚降特性。通常FBAR滤波器如图1所示。它包括衬底、衬底上的空气腔、衬底上跨越空气腔依次制作底电极、压电层和顶电极。通常的工艺方法是：先在衬底上各向异性腐蚀出一个凹坑，然后在凹坑中填充牺牲层材料，牺牲层材料可以是Al、Mg、Ge或者二氧化硅。牺牲层表面经CMP抛光后溅射生长一层金属膜，对应在牺牲层上方的位置刻蚀出底电极图形。然后在底电极上方沉积一层压电膜，经刻蚀后，该压电膜盖过衬底上凹坑的边界，并且露出底电极的引出端，接下来在压电膜上沉积一层金属膜，刻蚀出顶电极图形。接下来通过干法刻蚀在压电层上刻蚀出一个释放窗口，将牺牲层部分露出来。最后从蚀刻出的释放窗口将牺牲层释放，衬底上跨过空气腔的FBAR就制作出来了，但这种牺牲层释放的方法会在压电层上留下很多释放通道孔，对压电薄膜损伤很大，导致空腔结构容易塌陷，且Q值和机电耦合系数低，插入损耗大，影响器件的性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种提高FBAR滤波器制备良率的方法以及FBAR滤波器，在制备过程中，无需使用牺牲层，保留了压电薄膜的完整性，从而克服了在牺牲层去除的过程中对滤波器结构产生不良影响的问题，并且这种在键合衬底上开孔的结构设计，结构稳定，不易塌陷，可以很好的改善压电膜的品质，降低滤波器的插入损耗，提高了Q值和机电耦合系数，将成为适用于未来高频、高功率场合下射频滤波器的解决方案。
为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种提高FBAR滤波器制备良率的方法，所述方法包括：S1：在第一基板上生成压电薄膜，并在所述压电薄膜远离所述第一基板一侧形成至少一个第一电极；S2：形成覆盖所述第一电极的支撑层，并对所述支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔，在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧形成第一键合层；S3：在键合衬底的一侧形成用于与所述第一键合层键合连接的第二键合层，另一侧形成至少一个标记点，在所述键合衬底上形成贯穿所述键合衬底的第一通孔，其中，所述第一键合层、第一通孔在所述键合衬底上的位置分别与所述第一键合层、第一支撑层空腔在所述第一基板上的位置对应；S4：将所述第一键合层与所述第二键合层键合连接，去除所述第一基板，在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧形成顶电极以及与所述第一电极连接的电极上引结构，以形成FBAR滤波器。
进一步地，所述形成覆盖所述第一电极的支撑层的步骤具体包括：在所述压电薄膜远离所述第一基板的一侧形成与所述第一电极厚度相同的第一绝缘层，并去除所述第一电极上的第一绝缘层；在所述第一绝缘层与所述第一电极层上形成第二绝缘层，并对所述第二绝缘层进行抛平处理形成支撑层。
进一步地，所述形成覆盖所述第一电极的支撑层的步骤具体包括：在所述压电薄膜远离所述第一基板一侧形成覆盖第一电极的第三绝缘层，通过所述第三绝缘层形成支撑层。
进一步地，所述对所述支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔的步骤具体包括：对所述支撑层进行图形化刻蚀形成第一支撑层空腔，所述第一支撑层空腔为两个，间隔设置，并接触所述第一电极。
进一步地，所述在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧形成第一键合层的步骤具体包括；在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧通过溅射、电子束蒸发、反应气相沉积法中的一种形成第一键合层。
进一步地，所述标记点为两个，与所述第二键合层相对，间隔设置在所述键合衬底远离所示第二键合层一侧。
进一步地，所述在所述键合衬底上形成贯穿所述键合衬底的第一通孔之后还包括：在所述键合衬底设置所述第二键合层一侧形成第二支撑层空腔，所述第二支撑层空腔在所述键合衬底上的位置与所述第一支撑层空腔在所述第一基板上的位置相对应。
进一步地，所述在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧形成顶电极以及与所述第一电极互连孔连接的电极上引结构的步骤具体包括：在所述压电薄膜上形成贯穿所述压电薄膜的电极上引孔，在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧且未被所述电极上引孔贯穿的区域形成顶电极；形成填充电极上引孔的电极上引结构，其中，所述电极上引结构通过所述电极上引孔与所述第一电极连接，并部分延伸至所述压电薄膜远离所述第一电极一侧。
进一步地，所述顶电极与所述电极上引结构的数量均为两个，其中一个顶电极与一个电极上引结构连接。
基于相同的发明构思，本发明还提出一种单片集成的射频器件，其中，所述FBAR滤波器通过如上所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法得到。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明将第一键合层与第二键合层键合连接，使第一支撑层空腔与第二支撑层空腔相对并形成封闭空腔，在键合衬底上形成贯穿该封闭空腔的第一通孔，本发明在制备过程中无需使用牺牲层，保留了压电薄膜的完整性，从而克服了在牺牲层去除的过程中对滤波器结构产生不良影响的问题，并且这种在键合衬底上开孔的结构设计，结构稳定，不易塌陷，可以很好的改善压电薄膜的品质，降低滤波器的插入损耗，提高了Q值和机电耦合系数，将成为适用于未来高频、高功率场合下射频滤波器的解决方案。
附图说明
图1为现有的FBAR滤波器一实施例的示意图；
图2为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法一实施例的流程图；
图3为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在第一基板上形成压电薄膜一实施例的示意图；
图4为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在压电薄膜上形成第一电极一实施例的示意图；
图5为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第一绝缘层一实施例的示意图；
图6为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第二绝缘层一实施例的示意图；
图7为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成支撑层一实施例的示意图；
图8为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成支撑层空腔一实施例的示意图；
图9为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第一键合层一实施例的示意图；
图10为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在键合衬底上形成第二键合层一实施例的示意图；
图11为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在形成第一通孔一实施例的示意图；
图12为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第二支撑层空腔一实施例的示意图；
图13为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中将第一键合层与第二键合层键合连接一实施例的示意图；
图14为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中第一键合层与第二键合层键合连接一实施例的结构图；
图15为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中去除第一基板一实施例的示意图；
图16为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成电极上引孔一实施例的示意图；
图17为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成顶电极和电极上引结构一实施例的示意图；
图18为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成的FBAR滤波器一实施例的结构图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参阅图2-18，其中，图2为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法一实施例的流程图；图3为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在第一基板上形成压电薄膜一实施例的示意图；图4为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在压电薄膜上形成第一电极一实施例的示意图；图5为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第一绝缘层一实施例的示意图；图6为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第二绝缘层一实施例的示意图；图7为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成支撑层一实施例的示意图；图8为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成支撑层空腔一实施例的示意图；图9为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第一键合层一实施例的示意图；图10为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在键合衬底上形成第二键合层一实施例的示意图；图11为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中在形成第一通孔一实施例的示意图；图12为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成第二支撑层空腔一实施例的示意图；图13为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中将第一键合层与第二键合层键合连接一实施例的示意图；图14为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中第一键合层与第二键合层键合连接一实施例的结构图；图15为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中去除第一基板一实施例的示意图；图16为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成电极上引孔一实施例的示意图；图17为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成顶电极和电极上引结构一实施例的示意图；图18为本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法中形成的FBAR滤波器一实施例的结构图。结合图2-18对本发明的提高FBAR滤波器制备良率的方法做详细说明。
在本实施例中，通过提高FBAR滤波器制备良率的方法形成的FBAR滤波器包括键合衬底、与第一键合层键合连接的第二键合层，支撑层设置在第一键合层远离第二键合层的一侧，至少一个第一电极设置在支撑层远离第一键合层的一侧，第一电极与键合衬底之间形成支撑层空腔、压电薄膜设置在第一电极远离键合衬底的一侧，电极上引结构贯穿压电薄膜与第一电极连接，顶电极设置在压电薄膜远离第一电极一侧与电极上引结构部分连接。
在本实施例中，本发明提高FBAR滤波器制备良率的方法包括如下步骤：
S1：在第一基板上生成压电薄膜，并在压电薄膜远离第一基板一侧形成至少一个第一电极。
在本实施例中，第一基板102作为压电薄膜101的生长衬底，该第一基板102可以为硅基板、蓝宝石基板、碳化硅基板，氮化镓基板、氮化铝基板、AlxGa1-xN缓冲层基板、LiGaO2、玻璃以及金属基板中的至少一种，在其他实施例中，也可以为其他可用于作为压电薄膜101生长衬底的基板，在此不做限定。
附图3中的结构100包括压电薄膜101和第一基板102，压电薄膜101覆盖第一基板102，其可以是外延生长的高质量单晶压电薄膜，也可以是通过溅射生长的高C轴取向的多晶压电薄膜，可以是AlN，ZnO,PZT等具有压电特性的薄膜。
在本实施例中，压电薄膜101的厚度为0.02微米至10微米。
附图4中的结构200为第一电极103形成于压电薄膜101的示意图，第一电极103通过电子束剥离法或磁控溅射法形成在压电薄膜101远离第一基板102的一侧，部分覆盖第一基板102，其中，第一电极103的厚度在0.1纳米至500纳米之间，形成第一电极103的材料可以为Al、Mo、W、Pt、Cu、Ag、Au、ZrN中的一种或几种，也可以是其他导电性能良好的材料，比如石墨烯等非金属材料。
在一个具体的实施例中，第一电极103的数量为4个，间隔设置在压电薄膜101远离第一基板102的一侧。
S2：形成覆盖第一电极的支撑层，并对支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔，在支撑层远离压电薄膜一侧形成第一键合层。
在本实施例中，覆盖第一电极103的支撑层106可以由在压电薄膜101上形成的第一绝缘层104、第二绝缘层105构成，还可以由覆盖第一电极103的第三绝缘层形成。其中，附图5中的结构300为形成第一绝缘层104的示意图，附图6中的结构301为形成第二绝缘层105的示意图，附图7中的结构302为形成的支撑层106结构图，附图8为蚀刻支撑层106形成第一支撑层空腔107的示意图，附图9为在支撑层106上形成第一键合层108的示意图。
在一个优选的实施例中，在压电薄膜101远离第一基板102的一侧形成与第一电极103厚度相同的第一绝缘层104，并去除第一电极103上的第一绝缘层104；在第一绝缘层104与第一电极103层上形成第二绝缘层105，并对第二绝缘层105进行抛平处理形成支撑层106。
其中，第一绝缘层104分隔第一电极103，通过湿法或干法蚀刻的方式去除第一电极103上的第一绝缘层104，第二绝缘层105覆盖第一电极103和第一绝缘层104。
在另一个优选的实施例中，在压电薄膜101远离第一基板102一侧形成覆盖第一电极103的第三绝缘层，通过第三绝缘层形成支撑层106。其中，通过第三绝缘层进行机械抛光抛平的方式形成支撑层106。
在本实施例中，第一绝缘层104、第二绝缘层105以及第三绝缘层由SiO2、Si3N4等介电材料构成，在其他实施例中，第一绝缘层104、第二绝缘层105以及第三绝缘层也可以为其他能够对第一电极103起到绝缘作用的介电材料，在此不做限定。
在一个具体的实施例中，第一支撑层空腔107通过对支撑层106图形化刻蚀形成，其数量为两个，间隔设置并与不同的第一电极103接触。
在本实施例中，在支撑层106远离压电薄膜101一侧形成第一键合层108的方式为在支撑层106远离压电薄膜101一侧通过溅射、电子束蒸发、反应气相沉积法中的一种形成第一键合层108。其中，第一键合层108可以为金属，也可以为非金属材料，行业内常用的键合方法及使用的材料都可以用于此第一键合层108。
在一个具体的实施例中，第一键合层108覆盖支撑层106远离第一电极103的一侧上为设置支撑层106空腔的部分，通过第一键合层108连接FBAR滤波器的其他结构。
S3：在键合衬底的一侧形成用于与第一键合层键合连接的第二键合层，另一侧形成至少一个标记点，在键合衬底上形成贯穿键合衬底的第一通孔，其中，第一键合层、第一通孔在键合衬底上的位置分别与第一键合层、第一支撑层空腔在第一基板上的位置对应。
在本实施例中，键合衬底109与第一基板102的材料相同，也可以为硅基板、蓝宝石基板、碳化硅基板，氮化镓基板、氮化铝基板、AlxGa1-xN缓冲层基板中的至少一种。
附图10中的结构500为在键合衬底109上形成第二键合层112的示意图，在本实施例中，形成第二键合层112的方式和使用的材料可以与第一键合层108相同或不同，只需能够将第一键合层108与第二键合连接即可，在此不做限定。
在本实施例中，第二键合层112的厚度为0.3微米至3微米，第二支撑层空腔的厚度为0.5微米至3微米。
在本实施例中，标记点110为键合衬底109上的凹槽，其数量为两个与第二键合层112相对，位于第二支撑层空腔的两侧，并间隔设置在键合衬底109远离第二键合层112一侧。在其他实施例中，标记点110的数量也可以为一个、三个一级其他数量，只需能够通过该标记点110实现第一基板102与键合衬底109对准键合以及形成贯穿键合衬底109的第一通孔111即可。
附图11为在键合衬底109上形成第一通孔111的示意图，在本实施例中，第一通孔111的数量为2个，设置在键合衬底109位置第二键合层112的区域，在其他实施例中，第一通孔111的数量可以为1个、3个以及其他数量，只需第一通孔111的位置与第一支撑层空腔107的位置对应，在第一键合层108与第二键合层112键合连接后能够通过第一通孔111排出第一支撑层空腔107内的空气即可，在此不做限定。
在本实施例中，第一通孔111可以为圆形，孔径为2微米至30微米，在其他实施例中，第一通孔111也可以为其他形状，只需第一通孔111贯穿键合衬底109即可，在此不做限定。
附图12中的结构601为在键合衬底109上形成第二支撑层空腔的示意图，在键合衬底109上形成贯穿键合衬底109的第一通孔111之后，在键合衬底109设置第二键合层112一侧形成第二支撑层空腔，第二支撑层空腔在键合衬底109上的位置与第一支撑层空腔107在第一基板102上的位置相对应。
在本实施例中，第二支撑层空腔通过刻蚀键合衬底109形成，其设置在键合衬底109设置第二键合层112的一侧，位于键合衬底109上未形成第二键合层112的区域，并与第一通孔111连接。
在本实施例中，第二支撑层空腔的数量为2个分别与不同的第一通孔111连接。
S4：将第一键合层与第二键合层键合连接，去除第一基板，在压电薄膜远离第一电极一侧形成顶电极以及与第一电极连接的电极上引结构，以形成FBAR滤波器。
附图13中的结构700为第一键合层108与第二键合层112键合连接的示意图，附图14中的结构701为第一键合层108与第二键合层112键合连接形成的器件结构图，在本实施例中，第一键合层108与第二键合层112键合连接的方式可根据晶圆片所处的环境以及第一键合层108、第二键合层112的材料选择不同的键合连接方式，其中，键合连接的方式可以为金属扩散或金属共晶键合的方式，如果采用了金属扩散或金属共晶键合，那键合过程中就会遇到高真空以及高温条件，如果没有第一通孔111的存在，在抽真空的条件下完成键合，键合完成后第一支撑层空腔107与第二支撑层空腔形成的封闭空腔就是一个封闭的空间，在后续去除第一基板102后压电薄膜101没有第一基板102的约束就会被大气压压碎，导致压电薄膜101破裂，器件失效，如果压电薄膜101此时强度足够未发生破裂，那压电薄膜101也会存在较大应力，对器件性能造成极大影响，后续工艺在遇到几百摄氏度的条件下，封闭空腔受热膨胀也会发生爆裂。
附图15为去除第一基板102的示意图，在本实施例中，第一基板102通过激光剥离或机械减薄结合湿法腐蚀或干法刻蚀方法去除。
其中，在压电薄膜101远离第一电极103一侧形成顶电极以及与第一电极103互连孔连接的电极上引结构115的步骤包括：在压电薄膜101上形成贯穿压电薄膜101的电极上引孔114，在压电薄膜101远离第一电极103一侧且未被电极上引孔114贯穿的区域形成顶电极；形成填充电极上引孔114的电极上引结构115，其中，电极上引结构115通过电极上引孔114与第一电极103连接，并部分延伸至压电薄膜101远离所述第一电极103一侧。
附图16为在压电薄膜101上形成电极上引孔114的示意图，附图17为形成电极上引结构115与顶电极的示意图，在本实施例中，电极上引孔114通过干法刻蚀或湿法刻蚀的方式形成，顶电极与电极上引结构115通过溅射或电子束蒸发的方式形成。
附图18为形成的FBAR滤波器的结构图，在本实施例中，电极上引结构115与顶电极的数量均为2个，按照电极上引结构115、顶电极的方式依次排列，位于压电薄膜101中部的其中一个顶电极与一个电极上引结构115连接。在其他实施例中，电极上引结构115与顶电极的数量也可以为1个以及其他数量，在此不做限定。
在本实施例中，形成顶电极的材料为Al、Mo、W、Pt、Cu、Ag、Au、ZrN中的一种或两种的组合，其厚度为20纳米至500纳米。
在本实施例中，形成的FBAR滤波器为任意频率的FBAR滤波器，包括从10MHZ到100GHZ频率范围内的FBAR滤波器。
有益效果：本发明将第一键合层与第二键合层键合连接，使第一支撑层空腔与第二支撑层空腔相对并形成封闭空腔，在键合衬底上形成贯穿该封闭空腔的第一通孔，本发明在制备过程中，无需使用牺牲层，保留了压电薄膜的完整性，从而克服了在牺牲层去除的过程中对滤波器结构产生不良影响的问题，并且这种在键合衬底上开孔的结构设计，结构稳定，不易塌陷，可以很好的改善压电薄膜的品质，降低滤波器的插入损耗，提高了Q值和机电耦合系数，将成为适用于未来高频、高功率场合下射频滤波器的解决方案。
基于相同的发明构思，本发明还提出了一种FBAR滤波器，其中，该FBAR滤波器通过如上述实施例所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法得到，在此不做赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的可以是或者也可以不是物理上分开的，作为显示的部件可以是或者也可以不是物理，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施方式方案的目的。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：在第一基板上生成压电薄膜，并在所述压电薄膜远离所述第一基板一侧形成至少一个第一电极；
S2：形成覆盖所述第一电极的支撑层，并对所述支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔，在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧形成第一键合层；
S3：在键合衬底的一侧形成用于与所述第一键合层键合连接的第二键合层，另一侧形成至少一个标记点，在所述键合衬底上形成贯穿所述键合衬底的第一通孔，其中，所述第一键合层、第一通孔在所述键合衬底上的位置分别与所述第一键合层、第一支撑层空腔在所述第一基板上的位置对应；
S4：将所述第一键合层与所述第二键合层键合连接，去除所述第一基板，在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧形成顶电极以及与所述第一电极连接的电极上引结构，以形成FBAR滤波器。
2.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述形成覆盖所述第一电极的支撑层的步骤具体包括：
在所述压电薄膜远离所述第一基板的一侧形成与所述第一电极厚度相同的第一绝缘层，并去除所述第一电极上的第一绝缘层；
在所述第一绝缘层与所述第一电极层上形成第二绝缘层，并对所述第二绝缘层进行抛平处理形成支撑层。
3.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述形成覆盖所述第一电极的支撑层的步骤具体包括：
在所述压电薄膜远离所述第一基板一侧形成覆盖第一电极的第三绝缘层，通过所述第三绝缘层形成支撑层。
4.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述对所述支撑层进行刻蚀形成第一支撑层空腔的步骤具体包括：
对所述支撑层进行图形化刻蚀形成第一支撑层空腔，所述第一支撑层空腔为两个，间隔设置，并接触所述第一电极。
5.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧形成第一键合层的步骤具体包括；
在所述支撑层远离所述压电薄膜一侧通过溅射、电子束蒸发、反应气相沉积法中的一种形成第一键合层。
6.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述标记点为两个，与所述第二键合层相对，间隔设置在所述键合衬底远离所示第二键合层一侧。
7.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述在所述键合衬底上形成贯穿所述键合衬底的第一通孔之后还包括：
在所述键合衬底设置所述第二键合层一侧形成第二支撑层空腔，所述第二支撑层空腔在所述键合衬底上的位置与所述第一支撑层空腔在所述第一基板上的位置相对应。
8.如权利要求1所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧形成顶电极以及与所述第一电极互连孔连接的电极上引结构的步骤具体包括：
在所述压电薄膜上形成贯穿所述压电薄膜的电极上引孔，在所述压电薄膜远离所述第一电极一侧且未被所述电极上引孔贯穿的区域形成顶电极；
形成填充电极上引孔的电极上引结构，其中，所述电极上引结构通过所述电极上引孔与所述第一电极连接，并部分延伸至所述压电薄膜远离所述第一电极一侧。
9.如权利要求8所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法，其特征在于，所述顶电极与所述电极上引结构的数量均为两个，其中一个顶电极与一个电极上引结构连接。
10.一种FBAR滤波器，其特征在于，所述FBAR滤波器通过权利要求1-9任一项所述的提高FBAR滤波器制备良率的方法得到。
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| CN113497594B (zh) * | 2020-04-08 | 2023-10-24 | 诺思(天津)微系统有限责任公司 | 单晶体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 |
| WO2023134252A1 (zh) * | 2022-01-14 | 2023-07-20 | 福建晶旭半导体科技有限公司 | 一种baw滤波器结构及制备方法 |
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