CN110868176A - 具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器。该谐振器包括衬底；多层结构，形成于所述衬底上，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层，上、下电极层中分别设有温度补偿层；在所述衬底和所述多层结构之间形成有腔体，所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体。该谐振器具有较好的性能，且温度补偿层补偿了压电层的负温度系数，增大了谐振器的耦合系数，压电层不会被温度补偿层中的材料污染，从而使谐振器的操作更稳定。

Description

具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器。
背景技术
谐振器广泛应用于各种电子装置中，实施信号处理功能。例如，在一些蜂窝式电话等无线通信装置中，谐振器可用作其发射和/或接收信号的滤波器。不同的电子装置中可根据不同应用方向而使用数种不同类型的谐振器，例如薄膜体声谐振器(FBAR)、耦合式谐振器滤波器(SBAR)、堆叠式体声谐振器(SBAR)、双重体声谐振器(DBAR)及固态安装式谐振器(SMR)等。
典型的声谐振器包括上电极、下电极、位于上下电极之间的压电材料、位于下电极下面的声反射结构以及位于声反射结构下面的衬底。通常将上电极、压电层、下电极三层材料在厚度方向上重叠的区域定义为谐振器的有效区域。当在电极之间施加一定频率的电压信号时，由于压电材料所具有的逆压电效应，有效区域内的上下电极之间会产生垂直方向传播的声波，声波在上电极与空气的交界面和下电极下的声反射结构之间来回反射并在一定频率下产生谐振。声谐振器可用作带通滤波器，其通带倾向于响应于环境(如温度)和操作因素(如入射电力)而移位，从而使无线通信装置受到温度和电力的波动所带来的不利影响。如，当滤波器通带因温度上升而在频率上向下移时，滤波器中的最大电力吸收点向下移动到FCC或政府指定的通带的频率范围中，此时滤波器开始从其功率放大器中吸收更多电力且变热，致使温度进一步升高，进而使滤波器通带在频率上向下位移更多，使最大滤波器吸收点更近，从而可引发潜在的失控情形。
为了防止或减小温度上升，现有技术中的滤波器在压电材料中设有一层具有正温度系数的氧化物材料，该正温度系数能够分别补偿金属电极与压电材料的负温度系数。然而，氧化物材料可主动与压电材料电解质串联为电容器，会极大损害谐振器的声学耦合系数。并且氧化物材料还可能污染压电材料，使压电材料变为含氧化合物，使声学耦合系数进一步降级。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种具有内埋式温度补偿层的谐振器和滤波器。
本发明实施例的第一方面提供一种具有内埋式温度补偿层的谐振器，包括：
衬底；
形成于所述衬底上的多层结构，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层；所述下电极层包括第一导电层和第二导电层，以及设置于所述第一导电层与第二导电层之间的第一温度补偿层，所述第二导电层在所述第一温度补偿层的至少一侧上形成与所述第一导电层的第一电接触，所述第一电接触使所述第一温度补偿层的第一电容组件电短路；所述上电极层包括第三导电层和第四导电层，以及设置于所述第三导电层与第四导电层之间的第二温度补偿层，其中所述第四导电层在所述第二温度补偿层的至少一侧上形成与所述第三导电层的第二电接触，所述第二电接触使所述第二温度补偿层的第二电容组件电短路；
形成于所述衬底和所述多层结构之间的腔体，所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体。
可选的，所述下半腔体由底壁和第一侧壁围成，所述底壁整体与所述衬底表面平行，所述第一侧壁为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。
可选的，所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面。
可选的，所述第一曲面的竖截面呈倒抛物线状，且位于所述底壁所在的平面之上；
所述第二曲面的竖截面呈抛物线状，且位于所述衬底上表面所在的平面之下。
可选的，所述底壁设有声学镜。
可选的，所述上半腔体由所述多层结构的下侧面围成，所述多层结构与所述上半腔体对应的部分包括顶壁和第二侧壁围成，所述第二侧壁为由所述顶壁边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。
可选的，所述第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面和第四曲面。
可选的，所述第三曲面的竖截面呈抛物线状，且位于所述顶壁所在的平面之下；
所述第四曲面的竖截面呈倒抛物线状，且位于所述衬底上表面所在的平面之上。
可选的，所述第一导电层包括形成于所述衬底上的第一金属层，且所述第二导电层包括设置于所述第一温度补偿层上的第二金属层。
可选的，所述第一金属层包括钨，且所述第二金属层包括钼。
可选的，所述第三导电层包括设置于所述压电层上的第三金属层，且所述第四导电层包括设置于所述第二温度补偿层上的第四金属层。
可选的，所述第三金属层包括钼，且所述第四金属层包括钨。
可选的，所述第一和第二温度补偿层各自包括多晶硅。
可选的，所述上电极层包括经配置以形成电连接的一侧和形成悬臂的至少一个其它侧。
可选的，形成所述电连接的所述侧包括桥。
可选的，所述谐振器的有源区域终止于所述桥和所述悬臂处。
本发明实施例的第二方面提供一种滤波器，包括本发明实施例第一方面中任一种谐振器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明实施例，通过设置具有下半腔体和上半腔体的腔体，且下半腔体整体位于衬底上表面之下，上半腔体整体位于衬底上表面之上，从而形成一种新型的谐振器结构，且具有较好的性能。该谐振器中在每个电极层均设有温度补偿层，其温度系数补偿了压电层的负温度系数。并且，将温度补偿层设置于导电层之间能够使温度补偿层的电容组件短路，有效地增大谐振器的耦合系数，防止通带因温度增大而移位，还能够防止压电层被温度补偿层中的材料污染，从而使谐振器的操作更稳定。
附图说明
图1是本发明实施例谐振器的结构示意图；
图2是图1中左侧第一和第二圆滑曲面的放大示意图；
图3是本发明实施例谐振器的一种制作方法流程图；
图4是本发明实施例谐振器的又一种制作方法流程图；
图5a-图5e是本发明实施例谐振器的制作过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，本发明一实施例提供了一种谐振器，包括衬底100、多层结构200和腔体300。多层结构200形成于衬底100上，多层结构200由下至上依次包括下电极层230、压电层220和上电极层210。下电极层230包括第一导电层231和第二导电层232，以及设置于第一导电层231与第二导电层232之间的第一温度补偿层233。第一温度补偿层233并不延下电极层230的整个宽度延伸，因此，第二导电层232在第一温度补偿层233的侧表面上形成与第一导电层231的第一电接触234和235，第一电接触234和235使第一温度补偿层233的第一电容组件电短路。上电极层210包括第三导电层211和第四导电层212，以及设置于第三导电层211与第四导电层212之间的第二温度补偿层213，其中第二温度补偿层213并不延上电极层210的整个宽度延伸，因此，第四导电层212在第二温度补偿层213的侧表面形成与第三导电层211的第二电接触214和215，第二电接触214和215使第二温度补偿层213的第二电容组件电短路。
腔体300形成于衬底100和多层结构200之间，包括位于衬底100上表面之下的下半腔体301和超出衬底100上表面并向多层结构200突出的上半腔体302。
参见图1，第一温度补偿层231通过第二导电层232与压电层220分开或隔离，且通过第二导电层232与第一导电层231之间的连接而使其密封于其中下电极层230中。DC电连接形成于第二导电层232与第一导电层231之间，使内埋于下电极层230中的第一温度补偿层233的电容组件“短路”，因此增大谐振器的耦合系数。另外，第二导电层232在第一温度补偿层233与压电层220之间提供势垒，在第一温度补偿层233含有氧时防止氧扩散到压电层220中。
在图1所示实施例中，第一温度补偿层233具有锥形边缘，其增强第二导电层232与第一导电层231之间的DC电连接，并同时增强了机械连接，改进了第二导电层232与第一导电层231对第一温度补偿层233的密封质量。在替代实施例中，第一温度补偿层233的边缘并非锥形，例如，可大体上垂直于第一温度补偿层233的顶表面与底表面，而不脱离本发明教示的范围。同样，在本实施例中，第二温度补偿层213具有锥形边缘，增强第三导电层211与第四导电层212之间的DC电连接和机械连接。在替代实施例中，第二温度补偿层213的边缘不为锥形，例如，可大体上垂直于第二温度补偿层213的顶表面与底表面，而不脱离本发明教示的范围。
上电极层210可进一步包含在顶表面上的钝化层(未图示)，所述钝化层可由各种类型的材料形成，包括AlN、碳化硅(SiC)、BSG、SiO2、SiN、多晶硅及其类似物。钝化层的厚度必须足以使多层结构200的所有层与环境绝缘，包含防止受湿气、腐蚀物、污染物、碎片及其类似物影响。上电极层210和下电极层230可经由接触衬垫(未图示)电连接到外部电路，所述接触衬垫可由例如金、金-锡合金或其类似物等导电材料形成。
再次参考图1，DC电连接形成于第三导电层211与第四导电层212之间。使第二温度补偿层213的电容组件“短路”，因此进一步增大谐振器的耦合系数。另外，第三导电层211在第二温度补偿层213与压电层220之间提供势垒，在第二温度补偿层213含有氧时防止氧扩散到压电层220中。
一个实施例中，下半腔体301由底壁110和第一侧壁120围成，底壁110整体与衬底100的表面平行，第一侧壁120为由底壁110的边缘延伸至衬底100上表面的第一圆滑曲面。
其中，底壁110和第一侧壁120均为衬底100的表面壁。而第一侧壁120为第一圆滑曲面能够保证谐振器腔体的性能，不发生突变。
参见图2，一个实施例中，第一圆滑曲面可以包括圆滑过渡连接的第一曲面121和第二曲面122。其中，圆滑过渡连接的第一曲面121和第二曲面122是指第一曲面121和第二曲面122之间连接处无突变，且第一曲面121和第二曲面122两者也为无突变的曲面，从而能够保证谐振器腔体的性能。其中，衬底100是由很多个晶体(例如硅晶体)组成的，无突变是指第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。
例如，第一曲面121的竖截面可以呈倒抛物线状，且位于底壁110所在的平面之上；第二曲面122的竖截面可以呈抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之下。第一曲面121和第二曲面122圆滑连接。当然，第一曲面121和第二曲面122还可以为其他形状的曲面，能够达到第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能即可。
一个实施例中，对于第一圆滑曲面整体是平滑的，可以为第一圆滑曲面各点的曲率小于第一预设值。对于第一预设值可以根据实际情况设定，以达到第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能的目的。为了保证多层结构力学特性和电学特性，过渡区域圆滑曲面的曲率要尽可能小，在牺牲层厚度一定的情况下，尽可能小的曲率要求过渡区长度增加，会增加当个谐振器的面积，因此要优化过渡区的曲率和过渡区长度。优选的，腔体300的厚度可以为1μm，过渡区长度控制在3μm至5μm，在该过渡区生长的多层结构能够满足谐振器要求。过渡区长度为第一侧壁120在图1所示的虚线方向上的长度。
进一步的，底壁1可设置声学镜。
参加图1，一个实施例中，底壁110无突变部分，各晶体之间的间隙不会影响谐振器的性能。
参见图1，一个实施例中，上半腔体302可以由多层结构200的下侧面围成，所述多层结构200的下侧面与上半腔体302对应的部分包括顶壁240和第二侧壁250，第二侧壁250为由顶壁240边缘延伸至衬底100上表面的第二圆滑曲面。
其中，顶壁240和第二侧壁250均为多层结构200的下侧面壁。而第二侧壁250为第二圆滑曲面能够保证谐振器腔体的性能，不发生突变。
参见图2，一个实施例中，第二圆滑曲面可以包括圆滑过渡连接的第三曲面251和第四曲面252。其中，圆滑过渡连接的第三曲面251和第四曲面252是指第三曲面251和第四曲面252之间连接处无突变，且第三曲面251和第四曲面252两者也为无突变的曲面，从而能够保证谐振器腔体的性能。其中，从晶体的角度讲，衬底100是由很多个晶体(例如硅晶体)组成的，无突变是指第二圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。
例如，第三曲面251的竖截面可以呈抛物线状，且位于顶壁240所在的平面之下；第四曲面252的竖截面呈倒抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之上。当然，第三曲面251和第四曲面252还可以为其他形状，能够达到第一圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能即可。
一个实施例中，第二圆滑曲面各点的曲率小于第二预设值。对于第二预设值可以根据实际情况设定，以达到第二圆滑曲面处的各个晶体之间的间隙不影响谐振器的性能的目的。
进一步的，顶壁240也无突变部分。此处所述的突变与前述突变一致，从晶体的角度讲，多层结构200也是由很多个晶体组成的，无突变是指顶壁240处的各个晶体之间的间隙不应过大以影响谐振器的性能。
一个实施例中，第一导电层231包括形成于衬底100上的第一金属层，且第二导电层232包括设置于第一温度补偿层233上的第二金属层。
进一步的，第一金属层包括钨，且所述第二金属层包括钼。
一个实施例中，第三导电层211包括设置于压电层220上的第三金属层，且第四导电层212包括设置于第二温度补偿层213上的第四金属层。
进一步的，第三金属层包括钼，且所述第四金属层包括钨。
进一步的，所述第一和第二温度补偿层各自包括多晶硅，具有正温度系数。
一个实施例中，上电极层210包括形成电连接的连接侧216和形成悬臂的非连接侧217，上电极的非连接侧包括气隙2171和在气隙2171上方的悬臂2172。悬臂2172也形成于压电层220的顶表面与第三导电层211的底表面之间，且端部开放，使上电极层210在朝向非连接侧217延伸的部分不与压电层220连接。第四导电层212并不在上电极层210的非连接侧217处与第三导电层211连接。因此，第二温度补偿层213的边缘部分暴露。
一个实施例中，上电极层210在形成电连接的连接侧216包括桥2161，桥2161形成于压电层220的顶表面与第三导电层211的底表面之间。
进一步的，谐振器的有源区域260终止于桥2161和悬臂2172处，如图1中短划线指示的有源区域260，其两侧为失效谐振器区域270和280。桥2161有效地分开谐振器的失效谐振器区域270与有源区域260。应注意，尽管桥2161和悬臂2172各自为谐振器提供改进的性能，但桥2161和悬臂2172对于谐振器来说并非必需的，且本发明教示预期不包含桥2161或悬臂2172或两者的谐振器。
有源区域260内的多层结构200关于横轴290大体上对称，横轴290大体上沿压电层220的厚度的中心穿过。制造方法和接种的应用、成批装入和/或钝化层等各种因素可能会在横轴290的任一侧上的结构中引起些微差异，使得多层结构200可能并不关于横轴290精确地对称。但，一般来说，有源区域260内的多层结构200比仅具有一个复合电极的谐振器装置要更为对称。由于对称性的改善，与已知声学谐振器相比，第二泛音的负效应在根据本发明教示的谐振器中得以减少或最小化。
以上实施例中，衬底100可以为硅衬底或其他材质的衬底，对此不予限制。压电层220可由与半导体工艺兼容的薄膜压电材料形成，例如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、铅锆钛酸盐(PZT)等。压电层220的厚度范围可例如从约
Figure BDA0002037142610000091
到约
Figure BDA0002037142610000092
该厚度可针对任何特定情形或为满足各种实施方案的特定设计要求而变化，该变化对于所属领域的一般技术人员显而易见。在一实施例中，压电层220可形成于安置在下电极层230的上表面上方的晶种层(未图示)上。举例来说，所述晶种层可由Al形成以促进AlN压电层220的生长。所述晶种层可例如具有在约
Figure BDA0002037142610000093
到约
Figure BDA0002037142610000094
的范围内的厚度。
上述谐振器，通过设置具有下半腔体301和上半腔体302的腔体300，且下半腔体301整体位于衬底100上表面之下，上半腔体302整体位于衬底100上表面之上，从而形成一种新型的谐振器结构，且具有较好的性能。该谐振器中在每个电极层均设有温度补偿层213和233，其温度系数补偿了压电层220的负温度系数。并且，将温度补偿层设置于导电层之间能够使温度补偿层的电容组件短路，有效地增大谐振器的耦合系数，防止通带因温度增大而移位，还能够防止压电层220被温度补偿层中的材料污染，从而使谐振器的操作更稳定。
参见图3，本发明一实施例中公开一种谐振器的制作方法，包括以下步骤：
步骤301，对衬底100进行预处理，改变衬底100预设区域部分的预设反应速率，使得预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率。
本步骤中，通过对衬底100预设区域部分进行预处理，使得衬底预设区域部分的预设反应速率，达到预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率的效果，从而在后续步骤302中对衬底100进行预设反应时，能够使得预设区域部分的反应速率和非预设区域部分的反应速率不同，以生成预设形状的牺牲材料部分。
步骤302，对衬底100进行预设反应，生成牺牲材料部分；牺牲材料部分包括位于衬底100上表面之上的上半部分和位于衬底100下表面之下的下半部分。
其中，下半部分由底壁110和第一侧壁120围成；底壁110整体与衬底表面平行，第一侧壁120为由底壁110边缘延伸至衬底100上表面的第一圆滑曲面。上半部分由多层结构200的下侧面围成，多层结构200与上半部分对应的部分包括顶壁240和第二侧壁250，第二侧壁250为由顶壁240边缘延伸至衬底100上表面的第二圆滑曲面。
可选的，第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面121和第二曲面122；第一曲面121的竖截面呈倒抛物线状，且位于底壁110所在的平面之上；第二曲面122的竖截面呈抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之下。
可选的，第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面251和第四曲面252；第三曲面251的竖截面呈抛物线状，且位于顶壁240所在的平面之下；第四曲面252的竖截面呈倒抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之上。
一个实施例中，第一圆滑曲面的曲率小于第一预设值；第二圆滑曲面的曲率小于第二预设值。
可以理解的，由于预设区域部分对应的预设反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率，因此在对衬底进行预设反应时，预设区域部分反应快和非预设区域部分的反应慢，从而能够生成预设形状的牺牲材料部分。
一个实施例中，步骤302具体实现过程可以包括：将衬底100置于氧化气氛中进行氧化处理，得到牺牲材料部分。对应的，在步骤301中对衬底100的预处理为能够提高衬底预设区域部分的氧化反应速率的手段。该手段可以为在预设区域进行离子注入以提高衬底100预设区域部分的氧化反应速率，也可以为在衬底100上形成一层预设图案的屏蔽层来提高衬底预设区域部分的氧化反应速率。
当然，在其他实施例中，步骤301中的预处理还可以为氧化处理之外的手段，同样该手段可以为在预设区域进行离子注入以提高衬底100预设区域部分的氧化反应速率，也可以为在衬底100上形成一层预设图案的屏蔽层来提高衬底100预设区域部分的氧化反应速率。
步骤303，在牺牲材料层上形成多层结构200；多层结构200由下至上依次包括下电极层230、压电层220和上电极层210：
使用旋涂、溅镀、蒸镀、物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)技术来形成第一导电层231和第一温度补偿层233。接着将掩模图案(未图示)施加到第一温度补偿层233，将其蚀刻到所需大小，包含形成上文所论述的锥形边缘。将第二导电层232施加到第一温度补偿层233的顶表面，接着对其进行蚀刻以移除多余部分，形成所需形状和大小，接着移除所述掩模。在替代实施例中，在蚀刻第一温度补偿层233之前在第一温度补偿层233的顶表面上形成临时晶种层(未图示)。
在第二导电层232的顶表面上形成压电层220。
在压电层220的顶表面上形成牺牲材料的桥层，将掩模图案施加到桥层，接着将其蚀刻到所需大小。先在压电层220和桥层的顶表面上形成第三导电层211，将掩模图案，施加到第三导电层211，接着对其进行蚀刻以形成所需形状，移除所述，掩模。采用与下电极层同样的方法，形成第二温度补偿层213和第四导电层212，而且，可蚀刻第二温度补偿层213使之包含锥形边缘。
在形成第三导电层211、第二温度补偿层213和第四导电层212之后，垂直蚀刻以形成上电极层210的边缘。
步骤304，去除牺牲材料部分，包括形成腔体、桥层和气隙的牺牲材料，形成谐振器。
本实施例中，衬底100可以为硅衬底或其他材质的衬底，对此不予限制。
上述谐振器制作方法，通过对衬底100进行预处理来使得衬底100预设区域部分的反应速率大于非预设区域部分对应的预设反应速率，从而能够在对衬底100进行预设反应时，生成预设形状的牺牲材料部分，再在牺牲材料层上形成多层结构200，最后去除牺牲材料部分形成具有特殊腔体结构的谐振器，相对于传统的制作方法对谐振器工作区域的表面粗糙度更为容易控制。
参见图4，本发明一实施例公开一种谐振器制作方法，包括以下步骤：
步骤401，在衬底100上形成屏蔽层，屏蔽层覆盖衬底100上除预设区域之外的区域，参见图5(a)。
本步骤中，在衬底100上形成屏蔽层的过程可以包括：
在衬底100上形成屏蔽介质，屏蔽层用于屏蔽衬底100除预设区域之外的区域发生所述预设反应；
去除预设区域对应的屏蔽介质，形成屏蔽层。
其中，屏蔽介质的作用为使得衬底100上覆盖屏蔽介质部分的反应速率低于未覆盖屏蔽介质部分的反应速率。进一步的，屏蔽层可以用于屏蔽衬底100除预设区域之外的区域发生预设反应。
步骤402，对形成屏蔽层的衬底100进行预处理，控制衬底100上与预设区域对应的部分发生预设反应，得到牺牲材料部分；牺牲材料部分包括位于衬底100上表面之上的上半部分和位于多层结构200下表面之下的下半部分。
其中，下半部分由底壁110和第一侧壁120围成；底壁110整体与衬底100表面平行，第一侧壁120为由底壁110边缘延伸至衬底100上表面的第一圆滑曲面。上半部分由多层结构200的下侧面围成，多层结构200与上半部分对应的部分包括顶壁240和第二侧壁250，第二侧壁250为由顶壁240边缘延伸至衬底100上表面的第二圆滑曲面。
可选的，第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面121和第二曲面122。例如，第一曲面121的竖截面呈倒抛物线状，且位于底壁110所在的平面之上；第二曲面122的竖截面呈抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之下。
可选的，第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面251和第四曲面252；第三曲面251的竖截面呈抛物线状，且位于顶壁240所在的平面之下；第四曲面252的竖截面呈倒抛物线状，且位于衬底100上表面所在的平面之上。
一个实施例中，第一圆滑曲面的曲率小于第一预设值；第二圆滑曲面的曲率小于第二预设值。
作为一种可实施方式，步骤402的实现过程可以包括：将衬底100置于氧化气氛中进行氧化处理，控制衬底100上与预设区域对应的部分发生氧化反应，得到牺牲材料部分，参见图5(b)。
其中，将衬底100置于氧化气氛中进行氧化处理，可以包括：
在预设范围的工艺温度环境中，向衬底100通入高纯氧气，以使得衬底100上与预设区域对应的部分生成氧化层；
经过第一预设时间后，停止向衬底100通入高纯氧气，通过湿氧氧化、氢氧合成氧化和高压水汽氧化中的一种或多种方式，使得衬底100上的氧化层厚度达到预设厚度；
停止向衬底100通入湿氧并向衬底100通入高纯氧气，经过第二预设时间后完成对衬底100的氧化处理。
其中，预设范围可以为1000℃～1200℃；第一预设时间可以为20分钟～140分钟；预设厚度可以为0.4μm～4μm；第二预设时间可以为20分钟～140分钟；高纯氧气的流量可以为3L/分钟～15L/分钟。
需要说明的是，采用纯氧气、湿氧、氢氧合成和高压水汽氧化中的一种手段或几种手段的结合，过渡区形貌会有一定的差别；同时，屏蔽层的种类和结构的选择，对过渡区的形貌有一定的营销，根据多层结构200的厚度和压电层220对曲率变化的要求，合理选择氧化方式和屏蔽层种类和结构。
多层结构200的制造方法同上述步骤303中所述。
步骤403，去除预处理后的衬底100屏蔽层，参见图5(c)。
步骤404，在去除屏蔽层后的衬底100上形成多层结构200，多层结构200由下至上依次包括下电极层230、压电层220和上电极层210，参见图5(d)。
步骤405，移除牺牲材料部分，参见图5(e)。
本实施例中，屏蔽层可以为SiN材质层、SiO2材质层、多晶硅材质层，或为由上述两种或三种材质混合组成的多层结构，衬底100可以为硅衬底或其他材质的衬底，对此不予限制。
一个实施例中，屏蔽层可以采用SiN，也可以采用多层膜结构，SiN作为氧化屏蔽层，其屏蔽效果较好，屏蔽区和非屏蔽区反应速率相差较大。可以通过刻蚀或腐蚀等手段，把需要制作谐振器区域的屏蔽介质去除，将硅片放在氧化气氛中进行氧化，有屏蔽介质部分的反应速率和没有屏蔽介质部分的反应速率相差较大：没有屏蔽介质部分的反应速率较快，衬底Si与氧气反应形成SiO2，生成的SiO2厚度不断增加，其上表面逐渐比有屏蔽介质部分的表面升高，没有屏蔽介质部分的Si表面逐渐下降，相对没有屏蔽介质部分的表面降低，由于屏蔽层的边缘部分氧气会从侧面进入屏蔽层下面，使得屏蔽层边缘的氧化速率较没有屏蔽介质部分的氧化速率慢，比有屏蔽介质部分的氧化速率快，越接近屏蔽介质的边缘，速率越趋于没有屏蔽介质部分的氧化速率。在屏蔽层边缘形成一个没有速率变化的过渡区域，该过渡区域通过优化氧化方式和屏蔽层种类和结构，可以形成圆滑曲面，在该圆滑曲面上生长含AlN等压电薄膜的多层结构，可以确保压电薄膜的晶体质量。
本发明实施例还公开一种半导体器件，包括上述任一种谐振器，具有上述谐振器所具有的有益效果。例如，该半导体器件可以为滤波器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种具有内埋式温度补偿层的谐振器，其特征在于，包括：
衬底；
形成于所述衬底上的多层结构，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层和上电极层；所述下电极层包括第一导电层和第二导电层，以及设置于所述第一导电层与第二导电层之间的第一温度补偿层，所述第二导电层在所述第一温度补偿层的至少一侧上形成与所述第一导电层的第一电接触，所述第一电接触使所述第一温度补偿层的第一电容组件电短路；所述上电极层包括第三导电层和第四导电层，以及设置于所述第三导电层与第四导电层之间的第二温度补偿层，其中所述第四导电层在所述第二温度补偿层的至少一侧上形成与所述第三导电层的第二电接触，所述第二电接触使所述第二温度补偿层的第二电容组件电短路；
形成于所述衬底和所述多层结构之间的腔体，所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述下半腔体由底壁和第一侧壁围成，所述底壁整体与所述衬底表面平行，所述第一侧壁为由所述底壁边缘延伸至所述衬底上表面的第一圆滑曲面。
3.根据权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述第一圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第一曲面和第二曲面。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其特征在于，所述第一曲面的竖截面呈倒抛物线状，且位于所述底壁所在的平面之上；
所述第二曲面的竖截面呈抛物线状，且位于所述衬底上表面所在的平面之下。
5.根据权利要求2所述的谐振器，其特征在于，所述底壁设有声学镜。
6.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述上半腔体由所述多层结构的下侧面围成，所述多层结构与所述上半腔体对应的部分包括顶壁和第二侧壁围成，所述第二侧壁为由所述顶壁边缘延伸至所述衬底上表面的第二圆滑曲面。
7.根据权利要求6所述的谐振器，其特征在于，所述第二圆滑曲面包括圆滑过渡连接的第三曲面和第四曲面。
8.根据权利要求7所述的谐振器，其特征在于，所述第三曲面的竖截面呈抛物线状，且位于所述顶壁所在的平面之下；
所述第四曲面的竖截面呈倒抛物线状，且位于所述衬底上表面所在的平面之上。
9.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述第一导电层包括形成于所述衬底上的第一金属层，且所述第二导电层包括设置于所述第一温度补偿层上的第二金属层。
10.根据权利要求9所述的谐振器，其特征在于，所述第一金属层包括钨，且所述第二金属层包括钼。
11.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述第三导电层包括设置于所述压电层上的第三金属层，且所述第四导电层包括设置于所述第二温度补偿层上的第四金属层。
12.根据权利要求11所述的谐振器，其特征在于，所述第三金属层包括钼，且所述第四金属层包括钨。
13.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述第一和第二温度补偿层各自包括多晶硅。
14.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述上电极层包括经配置以形成电连接的一侧和形成悬臂的至少一个其它侧。
15.根据权利要求14所述的谐振器，其特征在于，形成所述电连接的所述侧包括桥。
16.根据权利要求15所述的谐振器，其特征在于，所述谐振器的有源区域终止于所述桥和所述悬臂处。
17.一种滤波器，其特征在于，包括权利要求1至16任一项所述的谐振器。
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