CN112039467A - 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，薄膜体声波谐振器包括：第一衬底，设有第一空腔；压电叠层结构，遮盖第一空腔，压电叠层包括从下至上依次设置在第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极；第一电极包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；第一电极引出部与第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；第一电极谐振部位于第一空腔内；第二电极包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出部，第二电极引出部与第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙；第二电极谐振部位于第一空腔内。能够提高薄膜体声波谐振器的品质因子，进而提高器件性能。

Description

一种薄膜体声波谐振器及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。
背景技术
自模拟射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经逐渐成为通讯设备的核心组件。在所有射频前端模块中，滤波器已成为增长势头最猛、发展前景最大的部件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中，薄膜体声波谐振器(FBAR)因其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最适合5G应用的滤波器之一。
通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与空气交界面被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。
但是，目前制作出的空腔型薄膜体声波谐振器，其品质因子(Q)无法进一步提高，因此无法满足高性能的射频系统的需求。
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和滤波器、射频通信系统，能够提高薄膜体声波谐振器的品质因子，进而提高器件性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种薄膜体声波谐振器，包括：
第一衬底，所述第一衬底中设有第一空腔；
压电叠层结构，遮盖所述第一空腔，所述压电叠层包括从下至上依次设置在所述第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极，谐振器的有效谐振区包括所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠区域；
所述第一电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；所述第一电极引出部与所述第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；所述第一电极谐振部位于所述第一空腔的边界内；
所述第二电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出部，所述第二电极引出部与所述第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙；所述第二电极谐振部位于所述第一空腔的边界内。
本发明还提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供临时衬底；
在所述临时衬底上形成压电层；
在所述压电层第一表面上形成第一牺牲凸起，位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第一牺牲凸起上形成第一电极，所述第一电极包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和第一电极引出部，所述第一电极引出部延伸至无效谐振区作为第一信号输入端；
形成第一牺牲层，覆盖所述第一电极谐振部和位于所述第一电极谐振部边界的所述第一电极引出部；
形成第一衬底，覆盖所述第一牺牲层和所述压电层；
去除所述临时衬底；
在所述压电层第二表面上形成第二牺牲凸起，位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第二牺牲凸起上形成第二电极，所述第二电极包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和第二电极引出部，所述第二电极引出部延伸至无效谐振区作为第二信号输入端；所述第一电极、所述压电层和所述第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠的区域构成谐振器的所述有效谐振区；
去除所述第一牺牲层、第一牺牲凸起和第二牺牲凸起，分别形成第一空腔、第一空隙和第二空隙。
本发明的薄膜体声波谐振器的有益效果在于：
第一电极引出部与第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙，第一空隙使得第一电极谐振部的边界暴露，从而达到消除有效谐振区的第一电极谐振部的边界杂波的效果。同理，第二电极引出部与第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙，第二空隙使得第一电极谐振部的边界暴露，能够达到消除有效谐振区的第二电极谐振部的边界杂波的效果，进而提升谐振器的Q值。
进一步地，压电层上表面和下表面均为平面，可以使压电层具有较好的晶格取向，提高压电层的压电特性，进而提高谐振器的整体性能。
进一步地，在第一电极表面设置第一凸起和/或在第二电极表面设置第二凸起，第一凸起和第二凸起所在的区域形成声阻抗失配区，能够在有效谐振区的边界与有效谐振区内部的声阻抗失配，提高谐振器的品质因数。
进一步地，在无效谐振区的压电层的上下表面分别形成第一介质层和第二介质层，能够提高谐振器整体的机械强度，同时在后续形成顶盖时能够改善键合的效果。
进一步地，压电层设有空气边隙，使压电层的边缘暴露在空气中，能够抑制压电层的横波损失。
本发明的薄膜体声波谐振器的制造方法的有益效果在于：
在临时衬底表面上形成压电层，使得压电层的上表面和下表面均为平面，保证压电层具有较好的晶格取向，提高压电层的压电特性，进而提高谐振器的性能。通过先在压电层的第一表面形成第一电极，然后在第二表面形成第二电极，这种压电层的双面进行电极图形化的工艺，避免了电极形成过程对压电层的刻蚀，保证压电层的完整性和平整性，减小对压电层的影响，从而提高谐振器的性能；并且此方法与谐振器主体工艺兼容，流程简单。通过采用第一牺牲层的方式形成第一空腔，能够在后续形成第一衬底的过程中对其形成支撑，避免压电叠层结构受力不均被压变形，还能够在后续反面工艺过程中对压电叠层结构形成支撑，保证压电叠层结构的平整性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
图1A示出了图1沿X方向的俯视图；
图2为本发明实施例二的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
图2A示出了图2沿X方向的俯视图；
图3为本发明实施例三的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
图3A示出了图3沿X方向的俯视图；
图4为本发明实施例四的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
图4A示出了图4沿X方向的俯视图；
图4B为与图4剖面垂直方向的剖面图；
图5为本发明实施例五的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例六的一种薄膜体声波谐振器制作方法的流程图；
图7至17为本实施例六的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图。
图18至23为本实施例七的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图。
图24至25为本实施例八的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图。
图26至27为本实施例九的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图。
图28至30为本实施例十的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图。
附图标记说明：
100-第一衬底；100b-支撑层；100a-基底；300-第一电极；301-第一导电层；400-压电层；500-第二电极；501-第二导电层；310-第一电极谐振部； 320-第一电极引出部；321-第一架空部；322-第一搭接部；510-第二电极谐振部；520-第二电极引出部；521-第二架空部；522-第二搭接部；600-第一空隙；700-第二空隙；610-第一牺牲凸起；710-第二牺牲凸起；800-第一凸起；900-第二凸起；810-第一凸起材料层；910-第二凸起材料层；1000-第一介质层；1100-第二介质层；1200-接合层；1201-释放孔；1300-第二衬底； 2000a-第一空腔；2000b-第二空腔；2000-第一牺牲层；2000’-第二牺牲层； 3000-空气边隙。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。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。
在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
实施例一
图1为本发明实施例一的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图，请参考图1，该薄膜体声波谐振器包括：
第一衬底100，第一衬底100中设有第一空腔2000a；
压电叠层结构，遮盖第一空腔2000a，压电叠层包括从下至上依次设置在第一衬底100上的第一电极300、压电层400和第二电极500，谐振器的有效谐振区包括第一电极300、压电层400和第二电极500在垂直于压电层400表面方向上相互重叠区域；
第一电极300连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部310 和延伸至第一空腔2000a外的第一电极引出部320；第一电极引出部320 与第一电极谐振部310的连接处远离压电层400凸起形成第一空隙600；第一电极谐振部310位于第一空腔2000a内；
第二电极500连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部510 和延伸至第一空腔2000a外的第二电极引出部520，第二电极引出部520 与第二电极谐振部510的连接处远离压电层400凸起形成第二空隙700；第二电极谐振部510位于第一空腔2000a的边界内。
其中，第一衬底100可以为一体结构，所述第一衬底100的材质可以为本领域技术人员熟知的任意合适的底材，例如可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳硅(SiC)、碳锗硅(SiGeC)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或者其它III/V化合物半导体，还包括这些半导体构成的多层结构等，或者为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI) 以及绝缘体上锗(GeOI)，或者还可以为双面抛光硅片(Double Side PolishedWafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。
本实施例中，第一衬底100为双层结构，包括基底100a和支撑层100b，支撑层100b中设有第一空腔2000a。所述基底100a的材料可以参照第一衬底100的材料。需要说明的是，支撑层100b可以通过键合或沉积的方式与基底100a结合，沉积的方式可以为化学气相沉积或物理气相沉积，支撑层 100b的材料可以是任意适合的介电材料，包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅等材料中的一种，但本发明的技术不仅仅限定于此，支撑层100b的材料也可以参照上述第一衬底100的材料，此处不再赘述；键合的方式包括：共价键键合、粘结键合或熔融键合，基底的材质可根据第一衬底100的材质进行选取，此处不进行赘述。在其他实施例中，支撑层100b和基底还可以通过键合层实现键合，键合层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅或硅酸乙酯。此外，键合层还可以采用光固化材料或热固化材料等黏结剂，例如粘片膜(Die Attach Film，DAF)或干膜 (Dry Film)等，此时，可以先将干膜(Dry film)涂于基底上，利用曝光显影或者激光，作出粘合图形，支撑层100b和基底通过干膜(Dry film) 键合在一起。
本实施例中，第一空腔2000a可以通过牺牲层工艺形成，也可以通过刻蚀的方式形成。第一空腔2000a可以贯穿或者不贯穿支撑层100b，第一空腔2000a的界面形状为矩形。在其他实施例中，第一空腔2000a的截面形状还可以是圆形、椭圆形或者矩形以外的多边形，例如五边形、六边形等。此外，当第一衬底100为一个整体的结构时，第一空腔2000a可以直接在第一衬底100中形成。
参考图1，本实施例中，压电叠层结构，遮盖第一空腔2000a，压电叠层结构包括从下至上依次设置在第一衬底100上的第一电极300、压电层 400和第二电极500。第一电极300、压电层400和第二电极500在垂直于压电层400的方向上的重叠区域为有效谐振区，本实施例中，在有效谐振区以外的无效谐振区，第一电极300和第二电极500在垂直于压电层400 方向上无重叠的区域，如此可以避免由于存在电位浮空产生的高频耦合问题，防止形成寄生电容，有利于提高谐振器品质因数。
本实施例中，压电层400的上表面和下表面均为平面，所述压电层400 遮盖第一空腔2000a且延伸至第一空腔2000a外。
压电层上表面和下表面均为平面，则所述压电层400具有较好的晶格取向，提高压电层的压电特性，进而提高谐振器的整体性能。
所述第一电极300与第二电极500相对设置于压电层400不同的表面。
所述第一电极300连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部 310和延伸至第一空腔2000a外的第一电极引出部320，第一电极谐振部310 位于第一空腔2000a内，第一电极引出部320与所述第一电极谐振部310 的连接处远离压电层400凸起形成第一空隙600。所述第一电极谐振部310 位于压电层400表面，所述第一空隙600暴露出第一电极谐振部310边缘。
所述第一电极引出部320包括围成所述第一空隙600的第一架空部321、延伸至无效谐振区作为信号连接端的第一搭接部322。具体为，第一架空部321与压电层400围成第一空隙600，第一搭接部322位于压电层400 表面延伸至无效谐振区连接第一外部信号。
其中，第一搭接部322可以环绕于第一电极谐振部310的外周或者，第一搭接部322也可以设置于第一电极谐振部310的部分外周，如设置于第一电极谐振部310的一侧。
第一架空部321可以环绕于第一电极谐振部310的外周，或者，第一架空部321还可以设置于第一电极谐振部310的部分外周，此时，连接第一电极谐振部310和一个第一搭接部322的第一架空部321的个数还可以为多个。
本实施例中，第一搭接部322设置于第一电极谐振部310的部分外周，并位于第一电极谐振部310的一侧，第一架空部321设置于第一电极谐振部310的部分外周。
参考图1A、图1A为图1沿X方向的俯视图。第一架空部321在压电层400表面的投影为线状或面状，当呈面状时，其可以连续或间断地分布在第一电极谐振部310一个或多个边缘；同样，第一搭接部322在压电层 400的投影也可以为线状或面状；对应地，第一架空部321和第一搭接部 322的组合也可以为多种，例如，第一架空部321和第一搭接部322均为线状或均为面状，或其中之一为线状结构，另一个为面状结构，进一步，第一架空部321和第一搭接部322均为面状，如条带状或扇面状，以增加第一电极谐振部310与第一电极引出部320的接触面积，有利于减小阻抗，提升谐振器的Q值。
在本实施例中，第一空隙600的高度大于第一电极谐振部310的厚度，以使第一电极谐振部310的全部或部分边缘被暴露于空气中，使声阻抗失配，达到消除有效谐振区边界杂波的效果，进而提升谐振器的品质因子(Q 值)；此外，还减小了耦合至第一电极谐振部310的能量，从而避免第一电极谐振部310发生损耗以致影响谐振器的品质因子(Q值)，进而提高谐振器在整个工作频段中的品质因子(Q值)。在其他实施例中，第一空隙 600的高度可以等于或小于第一电极谐振部310的厚度，需要注意的是，第一空隙600可以位于第一空腔2000a内，也可以不位于第一空腔2000a 内，通过第一空腔2000a将第一电极谐振部310的表面暴露于空气中，通过第一空隙600将第一电极谐振部310全部或部分边缘被暴露于空气中，从而实现抑制横波的效果。
应当理解，第一电极谐振部310边缘被全部暴露于空气中时，效果最佳。第一空隙600可以为空气间隙。在其他实施例中，第一空隙600可以为真空间隙，也可以为其他气体介质空隙。在本实施例中，第一空隙600 在压电层400上的投影围成封闭的环形或具有间隙的环形。
所述第二电极500连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部 510和延伸至第一空腔2000a外的第二电极引出部520，第二电极谐振部510 的位于第一空腔2000a围成区域的边界以内，第二电极引出部520与所述第二电极谐振部510的连接处远离压电层400凸起形成第二空隙700。所述第二电极谐振部510位于压电层400表面且与第一电极谐振部310相对，所述第二空隙700暴露出第二电极谐振部510边缘。
所述第二电极引出部520包括围成所述第二空隙700的第二架空部521、延伸至无效谐振区作为信号连接端的第二搭接部522。具体为，第二架空部521与压电层400围成第二空隙700，第二搭接部522延伸至无效谐振区连接第二外部信号。
其中，第二搭接部522可以环绕于第二电极谐振部510的外周，或者，第二搭接部522也可以设置于第二电极谐振部510的部分外周，如设置于第二电极谐振部510的一侧。
第二架空部521可以环绕于第二电极谐振部510的外周，或者，第二架空部521还可以设置于第二电极谐振部510的部分外周，此时，连接第二电极谐振部510和一个第二搭接部522的第二架空部521的个数还可以为多个。
本实施例中个，第二搭接部522设置于第二电极谐振部510的部分外周，并位于第二电极谐振部510的一侧，第二架空部521设置于第二电极谐振部510的部分外周。
继续参考图1A，第二架空部521在压电层400表面的投影为线状或面状，当呈面状时，其可以连续或间断地分布在第二电极谐振部510一个或多个边缘；同样，第二搭接部522在压电层400的投影也可以为线状或面状；对应地，第二架空部521和第二搭接部522的组合也可以为多种，例如，第二架空部521和第二搭接部522均为线状或均为面状，或其中之一为线状结构，另一个为面状结构，进一步，第二架空部521和第二搭接部 522均为面状，如条带状或扇面状，以增加第二电极谐振部510与第二电极引出部520的接触面积，有利于减小阻抗，提升谐振器的Q值。
在本实施例中，第二电极引出部520与第二电极谐振部510的连接处远离压电层400凸起形成第二空隙700，其中，第二空隙700的高度也大于第二电极谐振部510的厚度，以使第二电极谐振部510的全部或部分边缘被暴露于空气中，使声阻抗失配，达到消除有效谐振区边界杂波的效果，进而提升谐振器的品质因子(Q值)；此外，还减小了耦合至第二电极谐振部510中的能量，从而避免第二电极谐振部510发生损耗以致影响谐振器的品质因子(Q值)，进而提高谐振器在整个工作频段中的品质因子(Q值)。在其他实施例中，第二空隙700的高度也可以等于或小于第二电极谐振部 510的厚度。
应当理解，第二电极谐振部510边缘被全部暴露于空气中时，效果最佳。第二空隙700可以为空气间隙。在其他实施例中，第二空隙700可以为真空间隙，也可以为其他气体介质空隙。在本实施例中，第二空隙700 在压电层400上的投影围成封闭的环形或具有间隙的环形。
所述第一电极谐振部310和第二电极谐振部510均位于有效谐振区，第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的在厚度方向的重叠面积决定了有效谐振区的实际范围。
第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的形状可以相同也可以不相同。在本实施例中，第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的形状和面积相同，均为任意两边不平行的多边形，第一电极谐振部310和第二电极谐振部510在垂直于压电层400方向上完全重叠，第一电极谐振部310 和第二电极谐振部510的边缘界定有效谐振区，即第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的边缘为有效谐振区的边界，且第一电极谐振部310 和第二电极谐振部510仅存在于第一空腔2000a上方的有效谐振区边界以内，配合第一电极引出部320形成的第一空隙600和第二电极引出部520 形成的第二空隙700使得第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的边缘均与空气形成反射界面，以有效抑制横波泄露。在本发明的其他实施例中，第一电极谐振部310和第二电极谐振部510的形状或面积也可以不相同。
为了便于后续对电信号的输入/输出，第一电极引出部320延伸至第一空腔2000a外作为第一信号连接端，第二电极引出部520延伸至第一空腔 2000a外作为第二信号连接端，需要说明的是，第一电极引出部320和第二电极引出部520可以作为信号输入端将电信号引入有效谐振区的第一电极谐振部310和第二电极谐振部510，也可以作为信号输出端将第一电极谐振部310和第二电极谐振部510上的电信号输出，当第一电极引出部320 作为信号输入端时，第二电极引出部520作为信号输出端，反之，亦然。当第一电极引出部320和第二电极引出部520接入交流电后，第一电极引出部320和第二电极引出部520分别作为信号输入端和信号输出端并处于动态变化的过程。当第一电极300和第二电极500通电后，压电层400上下表面产生压差，形成驻波振荡。
本实施例中，第一电极引出部320、第二电极引出部520在压电层400 表面的投影相互错开，避免由于电位浮空产生的高频耦合，防止寄生电容效应。具体为，第二搭接部522和第一搭接部322在压电层400表面方向上的投影错开，并且，第一架空部321和第二架空部521在压电层400表面方向上的投影错开。此时，杂波消除效果最佳。
第一电极300和第二电极500的材料可以使用本领域技术任意熟知的任意合适的导电材料或半导体材料，可以根据实际需要匹配阻抗，其中，导电材料可以为具有导电性能的金属材料，例如，由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬 (Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)等金属中一种制成或由上述金属形成的叠层制成，所述半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、 SiGeC等。
压电层400的材料可以使用氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、锆钛酸铅 (PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)或钽酸锂(LiTaO3) 等具有纤锌矿型结晶结构的压电材料及它们的组合。当压电层400包括氮化铝(AlN)时，压电层400还可包括稀土金属，例如钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y) 和镧(La)中的至少一种。此外，当压电层400包括氮化铝(AlN)时，压电层400还可包括过渡金属，例如锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和铪(Hf)中的至少一种。可以使用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等本领域技术人员熟知的任何适合的方法沉积形成压电层400。可选的，本实施例中，第一电极300和第二电极500由金属钼(Mo)制成，压电层400由氮化铝 (AlN)制成。
实施例二
图2为本发明实施例二的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图，图2A示出了图2沿X方向的俯视图；
参考图2和图2A，在实施例一的基础上，所述薄膜体声波谐振器还包括：第一凸起800和/或第二凸起900，第一凸起800位于第一电极300表面并沿第一电极谐振部310的边缘分布，第一凸起800与第一空隙600在压电层400表面的投影为封闭或带有间隙的环形，第二凸起900位于第二电极500上并沿第二电极谐振部510的边缘分布，第二凸起900与第二空隙700在压电层400表面的投影为封闭或带有间隙的环形。具体地，第一凸起800为连续的整体或包括间断设置的多个第一子凸起，第二凸起900 为连续的整体或包括间断设置的多个第二子凸起。
参考图2A，第一凸起800为连续的整体时，第一凸起800在压电层400 的投影为连续的图形，第一凸起800与第一空隙600在压电层400表面的投影围成封闭的环形；第二凸起900为连续的整体时，第二凸起900在压电层400的投影为连续的图形，第二凸起900与所述第二空隙700在所述压电层400表面的投影围成封闭的的环形。应当理解，当第一凸起800和第二凸起900各自在压电层400上的投影为连续的图形时，更有利于防止声波的横向泄露。
当第一凸起800包括间断设置的多个第一子凸起；和/或，第二凸起900 包括间断设置的多个第二子凸起时，第一凸起800在压电层400的投影为不连续的图形；和/或，第二凸起900在压电层400的投影为不连续的图形。当第一凸起800包括多个第一子凸起，且第二凸起900包括多个第二子凸起时，第一凸起800和第二凸起900在压电层400所在平面的投影可以重叠，且其投影围成带有间隙的环形。在其他实施例中，第一凸起800和第二凸起900在压电层900所在平面的投影可以不重叠。
本实施例中，第一凸起800与第一空隙600在压电层400表面的投影围成封闭或带有间隙的环形，第二凸起900与第二空隙700在压电层400 表面的投影围成封闭或带有间隙的环形，以使第一凸起800与第一空隙600、第二凸起900与第二空隙700所在的区域形成声阻抗失配区，从而将向外扩散的能量反射回去时，以抑制横向杂波的泄露，减小能量损耗，提高谐振器的品质因子(Q值)。在其他实施例中，也可以只包括第一凸起800或第二凸起900，第一凸起800与第一架空部321围成环形，或者，第二凸起900与第二架空部521围成环形。第一凸起800和第一架空部321，或者，第二凸起900和第二架空部521围成的图形也可以不是封闭的环形。
应当理解，当第一凸起800与第一架空部321在压电层400表面的投影为封闭的环形时，且第二凸起900与第二架空部521在压电层400表面的投影为封闭的环形时，更有利于防止声波的横向泄露。
第一凸起800和第二凸起900的材料可以为介质材料或者导电材料，当第一凸起800和/或第二凸起900的材料为介质材料时，可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或碳氮化硅中的任意一种，但不限于以上材料。当第一凸起800和/或第二凸起900的材料为导电材料时，第一凸起800的材料与第一电极300的材料相同；和/或，第二凸起900的材料与第二电极500的材料相同。
实施例三
图3为本发明实施例三的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图，图3A示出了图3沿X方向的俯视图；
参考图3和图3A，在实施例一的基础上，还包括第一介质层1000和第二介质层1100。其中，第一介质层1000位于无效谐振区的压电层400 下表面且与第一电极谐振部310相互隔开，第一介质层1000与第一搭接部 322包围第一电极谐振部310。第一介质层1000和第二介质层1100在后续键合顶盖时能够改善其键合的效果；同时第一介质层1000和第二介质层 1100的设置还能够提高谐振器整体的机械强度。
值得注意的是，当第一介质层1000的上表面与第一搭接部322的上表面齐平、第二介质层1100的上表面与第二搭接部522的上表面齐平时，整体的机械强度性能最佳。此外，第一介质层1000可以和第一搭接部322连续相接，即第一介质层1000和第一搭接部322在压电层400表面相接，且在压电层400表面围成环形，并铺满有效谐振区边缘以外的区域；第二介质层1100位于无效谐振区的压电层400上且与第二电极谐振部510相互隔开，第二介质层1100与第二搭接部522连续相接，即第二介质层1100与第二搭接部522在压电层400的表面相接，且在压电层400表面围成环形，并铺满有效谐振区边缘以外的无效谐振区。当第一介质层1000和第一搭接部322连续相接时，第二介质层1100与第二搭接部522连续相接时，更有利于保证压电叠层结构的平整度，以及提高谐振器的强度。
第一介质层1000可以是任意适合的介电材料，包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅等材料中的至少一种，第二介质层1100的材质可以根据第一介质层1000的材质选取，此处不再赘述。本实施例中，第二介质层1100的材质可以和第一介质层1000相同。
实施例四
图4为本发明实施例四的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；图4A示出了图4沿X方向的俯视图；
参考图4和图4A，在实施例一的基础上，可以同时包括第一凸起800、第二凸起900、第一介质层1000和第二介质层1100，应当理解，当同时包括第一凸起800、第二凸起900、第一介质层1000和第二介质层1100时，能够更有利于抑制横波泄露、提高机械强度以及改善顶盖键合的效果。
图4B为与图4剖面垂直方向的剖面图，参考图4B，本实施例中，压电层400上还设有贯穿压电层400并连通第一空腔2000a的空气边隙3000，以使部分压电层400边缘暴露于空气中，从而有效抑制横波。具体地，空气边隙3000、第一架空部321和第二架空部521在压电层400的投影相互错开，并围成封闭的环形或具有间隙的环形。
本实施例中，空气边隙3000具有一定长度，并沿第一架空部321和第二架空部521以外的有效谐振区边缘分布，空气边隙3000与第一空隙600 和第二空隙700配合包围在有效谐振区的外围，能够进一步加强对抑制整个有效谐振区横波的效果。
需要说明的是，空气边隙3000的方案同样适用于实施例一至实施例三中的任意谐振器，此处不再赘述。
实施例五
图5为本发明实施例五的一种薄膜体声波谐振器的剖面结构示意图；
参考图5，为了避免暴露在上部空间的各层受外部环境的污染，压电叠层结构上方还设有顶盖，顶盖内具有第二空腔2000b，第二空腔2000b位于第一空腔2000a的上方，且第二电极谐振部510与第二电极引出部520 相对的一边位于第二空腔2000b的边界内。
具体地，顶盖可以为整体结构，第二空腔2000b不贯穿顶盖；或者，顶盖包括接合层1200和第二衬底1300，第二空腔2000b形成于接合层1200 上，第二空腔2000b可以贯穿或不贯穿接合层1200，第二衬底1300键合于接合层1200的上方。接合层1200可以采用常规的键合材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅酸乙酯等，也可以是光固化材料或热固化材料等黏结剂，例如粘片膜(Die tth Film，DF)或干膜(Dry Film)。接合层1200 的材料和第二衬底1300的材料可以相同，两者为一体结构，即顶盖为一个整体结构，第二空腔2000b通过在顶盖中形成空间而形成。在本实施例中，对第二空腔2000b设置可参照上述实施例一中第一空腔2000a进行设置，此处不再进行重复阐述。
实施例六
图6为本发明实施例六的一种薄膜体声波谐振器制作方法的流程图；
如图6所示，一种薄膜体声波谐振器的制造方法包括：
S01：提供临时衬底；
S02：在临时衬底上形成压电层400；
S03：在压电层400第一表面上形成第一牺牲凸起610，第一牺牲凸起 610位于有效谐振区的边缘；
S04：在所述压电层400和所述第一牺牲凸起610上形成第一电极300，所述第一电极300包括位于有效谐振区的第一电极谐振部310和第一电极引出部320，所述第一电极引出部320覆盖所述第一牺牲凸起610并延伸至无效谐振区作为第一信号输入端；
S05：形成第一牺牲层2000，覆盖所述第一电极谐振部310和位于所述第一电极谐振部310边界的所述第一电极引出部320；
S06：形成第一衬底100，覆盖所述第一牺牲层2000和所述压电层400；
S07：去除所述临时衬底；
S08：在所述压电层400第二表面上形成第二牺牲凸起710，位于有效谐振区的边缘；
S09：在所述压电层400和所述第二牺牲凸起710上形成第二电极500，所述第二电极500包括位于有效谐振区的第二电极谐振部510和第二电极引出部520，所述第二电极引出部520覆盖所述第二牺牲凸起710并延伸至无效谐振区作为第二信号输入端；所述第一电极300、所述压电层400 和所述第二电极500在垂直于所述压电层400表面方向上相互重叠的区域构成谐振器的所述有效谐振区；
S10：去除所述第一牺牲层2000、第一牺牲凸起610和第二牺牲凸起 710，分别形成第一空腔2000a、第一空隙600和第二空隙700。
下面请参考图7至图30对薄膜体声波谐振器的制造方法进行阐述。图 7至图30是本实施例薄膜体声波谐振器的制造方法各步骤对应的结构示意图。步骤S0N不代表先后顺序。
参考图7，执行步骤S01和步骤S02：提供临时衬底110，在临时衬底 110上形成压电层400。
可以使用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等本领域技术人员熟知的任何适合的方法沉积形成压电层400。临时衬底110的材料参照结构实施例一中第一衬底100的材料，压电层400的材料参考实施例一，此处不再赘述。值得注意的是，临时衬底200的表面需要达到一定的平整度，以保证后续形成的压电层的质量。
通过此方法压电层400形成在临时衬底表面，因此压电层400为平整的膜层，其上表面和下表面均为平面，可以使压电层400具有较好的晶格取向，提高了压电层400的压电特性，进而提高谐振器的整体性能。
另外，在形成压电层400之前，为便于后续剥离临时衬底110，可以在临时衬底110上形成隔离层(图中未示出)，隔离层位于临时衬底110和压电层400之间，在后续剥离工艺中，可以通过腐蚀隔离层的方式，使临时衬底110与后续形成的压电层400分离，有助于快速剥离临时衬底110，提高工艺制作效率，若临时衬底110与压电层400之间未形成隔离层，则后续可通过机械研磨等方式去除临时衬底110。隔离层的材质均包括但不限于二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)中的至少一种。隔离层可通过化学气相沉积、磁控溅射或蒸镀等方式形成。
在形成压电层400之前，还可以在隔离层上形成种子层(图中未示出)，种子层形成在隔离层和压电层400之间，种子层对后续形成的压电层400、第一电极300和第二电极500的晶向具有导向性，便于后续形成的压电层 400沿特定的晶向生长，保证压电层400的均匀性；种子层的材质可以为氮化铝(AlN)，除了AlN以外，种子层还可使用具有密排六方(HCP)结构的金属或介电材料形成。例如，种子层也可以由金属钛(Ti)形成。
参考图8，执行步骤S03:在压电层400第一表面上形成第一牺牲凸起 610，位于有效谐振区的边缘。第一牺牲凸起610的材料包括磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、碳、聚酰亚胺或光阻剂。
在本实施例中，第一牺牲凸起610在沿第一电极谐振部310至第一电极引出部320方向的竖直截面为梯形结构，在其他实施例中，也可以为柱状或台阶状结构，同时第一牺牲凸起610应高于第一电极谐振部310表面，第一牺牲凸起610的形状并不限于此，只需要后续去除第一牺牲凸起610 后，使第一电极引出部320与第一电极谐振部310的连接处远离压电层400 的位置形成第一空隙600即可，可以理解，当第一牺牲凸起610的边缘与压电层400的倾角小于90度时，后续形成的第一架空部321抑制横波扩散的效果更佳。
参考图9至图10，执行步骤S04：在压电层400和第一牺牲凸起610 上形成第一电极300，第一电极300包括位于有效谐振区的第一电极谐振部310和第一电极引出部320，第一电极引出部320延伸至无效谐振区作为第一信号连接端。
具体为：在压电层400第一表面上形成第一牺牲凸起材料层，第一牺牲凸起材料层覆盖压电层400；图形化第一牺牲凸起材料层，在有效谐振区的边缘外并紧靠第一电极谐振部310(在后续工艺中形成)的侧壁处形成第一牺牲凸起610。
第一牺牲凸起610可以为台阶状凸起结构，也可以为柱状结构，第一牺牲凸起610的形状并不限于此。
优选地，第一牺牲凸起610沿垂直于压电层400表面方向的截面的形状为梯形，且梯形在靠近有效谐振区的一侧与压电层400的表面形成的夹角小于90度，当然，第一牺牲凸起610在垂直于压电层400表面方向的截面的形状也可以为其它的形状，例如三角形、矩形等；第一牺牲凸起610 在沿垂直于压电层400表面方向的截面设为梯形，更有利于消除边界杂波，防止声波的横向泄露。
在本实施例中，第一牺牲凸起材料层材料包括磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、碳、聚酰亚胺或光阻剂。形成第一电极300的方法包括：
参考图9，形成第一导电层301，覆盖第一牺牲凸起610和压电层400，参考图10，对第一导电层301图形化，形成第一电极300。其中，可以通过磁控溅射、蒸镀等物理气相沉积或者化学气相沉积方法形成第一导电层 301。图形化第一导电层301的方法可以利用刻蚀工艺刻蚀第一导电层301，该刻蚀工艺可以是湿法刻蚀或者干法刻蚀工艺，其中较佳地使用干法刻蚀工艺，干法刻蚀包括但不限于反应离子刻蚀(RIE)、离子束刻蚀、等离子体刻蚀或者激光切割。通过沉积刻蚀的工艺形成第二电极500，保证了第二电极500的均一性和整体性，同时能更好的控制形成的第二电极500的形状和尺寸，提高产品良率。
具体来讲，参考图1，第一电极引出部320包括覆盖第一牺牲凸起的第一架空部321和位于压电层400表面并延伸至无效谐振区作为第一信号连接端的第一搭接部322。
其中，第一搭接部322、第一架空部321的结构请参考实施例一中的相关描述，此处不做重复描述。
第一导电层301的材料参考实施例一中第一电极300的材料。第一架空部321和第一搭接部322的具体结构可以参考实施例一。本实施例中，第一搭接部322和第一架空部321为等宽的面状且均位于第二电极谐振部 510的部分外周。
参考图11，执行步骤S05：形成第一牺牲层2000，覆盖第一电极谐振部310和第一电极谐振部310边界的第一电极引出部320。
具体地，首先沉积形成牺牲材料层(图中未示出)，覆盖压电层400 和第一电极300，沉积完成后通过刻蚀工艺形成第一牺牲层2000，第一牺牲层2000可以覆盖部分或全部第一牺牲凸起610，也可以不覆盖第一牺牲凸起610。沉积不同牺牲层材料可以选择不同的机台，第一牺牲层2000的材料参考第一牺牲凸起610的材料，第一牺牲层2000的形成方法根据材料的不同可以不同，第一牺牲层2000的形成工艺包括沉积工艺或者旋涂工艺。通过采用第一牺牲层2000的方式形成第一空腔2000a，以便于在后续形成第一衬底100的过程中对其形成支撑，避免压电叠层结构受力不均以致被压变形，以及在后续反面工艺过程中对压电层形成支撑，从而保证压电叠层结构的平整性。
参考图12，执行步骤S06:形成第一衬底100，覆盖第一牺牲层2000和压电层400。
在本实施例中，第一衬底100包括基底100a和支撑层100b，形成第一衬底100的方法包括：
形成支撑层100b，支撑层100b覆盖第一牺牲层2000和压电层400。提供基底100a，键合于支撑层100b上；或者，在第一牺牲层2000上形成支撑层100b，并覆盖压电层400，支撑层100b厚度不大于第一牺牲层2000 厚度；形成基底100a，覆盖支撑层100b和第一牺牲层2000。本实施例中，通过化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成支撑层100b。
需要说明的是，支撑层100b与基底100a的键合方式以及基底100a、支撑层100b的材料可参考实施例一中相关内容，此处不作赘述。
参考图13，执行步骤S07：去除临时衬底110。
在完成键合工艺后，将键合后的上述薄膜体声波谐振器进行翻转，得到如图13所示的结构。当临时衬底110与压电层400之间形成隔离层，可以通过腐蚀隔离层的方式剥离临时衬底110；当临时衬底110与压电层400 之间未形成隔离层时，可以采用其他方式将临时衬底110去除，例如刻蚀或机械研磨等方式。
参考图14，执行步骤S08：在压电层400第二表面上形成第二牺牲凸起710，位于有效谐振区的边缘。
具体地，在压电层400第二表面上形成第二牺牲凸起710材料，然后图形化第二牺牲凸起710材料形成第二牺牲凸起710。
形成第二牺牲凸起109b的方法包括：
在压电层400第二表面上形成第二牺牲凸起材料层(未示出)，第二牺牲凸起材料层覆盖压电层400；图形化第二牺牲凸起材料层，在有效谐振区的边缘外并紧靠第二电极谐振部510(在后续工艺中形成)的侧壁处形成第二牺牲凸起710。本实施例中，第二牺牲凸起710定义了后续形成的第二空隙700的位置，因此第二牺牲凸起710需要与第一牺牲凸起610相互错开。
第二牺牲凸起710材料和形状参照第一牺牲凸起610的材料和形状，此处不再赘述。参考图15至图16，执行步骤S09：在压电层400和第二牺牲凸起710上形成第二电极500，第二电极500包括位于有效谐振区的第二电极谐振部510和第二电极引出部520，第二电极引出部520延伸至无效谐振区作为第二信号连接端；第一电极300、压电层400和第二电极500 在垂直于压电层400表面方向上相互重叠的区域构成谐振器的有效谐振区。
本实施例中，第二电极500连续延伸，有效谐振区的实际范围通过第一电极谐振部310和第二电极谐振部510在垂直于压电层400方向的重叠面积决定。需要注意的是，第二电极引出部520可以为面型，也可以为线型。
在本实施例中，形成第二电极500的方法包括：
参考图15，形成第二导电层501，覆盖第二牺牲凸起710和压电层400，
参考图16，对第二导电层501图形化，形成第二电极500。
图形化第二导电层501的方法参照本实施例中图形化第一导电层301 的方法，此处不再赘述。在本实施例中，可以通过磁控溅射、蒸镀等物理气相沉积或者化学气相沉积方法形成第二导电层501。通过沉积刻蚀的工艺形成第二电极500，保证了第二电极500的均一性和整体性，同时能更好的控制形成的第二电极500的形状和尺寸，提高产品良率。
具体来讲，参考图16，第二电极引出部520包括覆盖第二牺牲凸起710 的第二架空部521和位于压电层400表面并延伸至无效谐振区作为第二信号连接端的第二搭接部522。第二架空部521和第二搭接部522的结构具体参考实施例一，本实施例中，第二搭接部522和第二架空部521为等宽的面状且均位于第二电极谐振部510的部分外周。
第二导电层501的材料参照前述第一导电层301的材料，此处不再赘述。
参考图17，S10：去除所述第一牺牲层2000、第一牺牲凸起610和第二牺牲凸起710，分别形成第一空腔2000a、第一空隙600和第二空隙700。
该步骤中，可以在无效谐振区的压电层400中设置释放孔(未示出) 对第一牺牲凸起610、第二牺牲凸起710和第一牺牲层2000同时进行释放。
第一空隙120a能够使第一电极谐振部105的边缘暴露在空气中，横波传输到第一电极谐振部105边缘时在空气界面发生反射，第二空隙120b能够使第二电极谐振部107的边缘完全暴露在空气中，横波传输到第二电极谐振部107边缘时在空气界面发生反射，以此能够有效抑制横波的损失，进而提升谐振器的Q值。
本实施例通过先在压电层400的第一表面形成第一电极300，然后在压电层400的第二表面形成第二电极500，这种压电层的双面进行电极图形化的工艺，避免了电极形成过程对压电层400的刻蚀，保证压电层400 的完整性和平整性，减小对压电层400的影响，从而提高谐振器的性能，并且此方法与谐振器主体工艺兼容，流程简单。
实施例七
在基于实施例六的薄膜体声波谐振器的制造方法中还包括：在形成第一电极300之后，在第一电极300上形成第一凸起800，第一凸起800沿第一电极谐振部310的边界分布，并与第一空隙600在压电层400表面的投影围成封闭或带有间隙的环形；以及，在形成第二电极500之后，在第二电极500上形成第二凸起900，第二凸起900沿第二电极谐振部510的边界分布，并与第二空隙700在压电层400表面的投影围成封闭或带有间隙的环形。
形成第一凸起800的方法包括：
参考图18，在形成第一导电层301后(基于图9)，在刻蚀第一导电层 301形成第一电极300时，也刻蚀第一导电层301形成第一凸起800，第一凸起800的材料和第一电极300的材料相同；
或者，参考图19至图20，形成第一凸起材料层810，覆盖第一电极谐振部310；刻蚀第一凸起材料层810，去除位于有效谐振区边缘区域第一架空部321以外的第一凸起材料层810，以形成第一凸起800，其中，第一凸起800为连续的整体或包括间断设置的多个第一子凸起。
形成第二凸起900的方法包括：
参考图21，在第二导电层501形成后(基于图15)，在刻蚀第二导电层501形成第二电极500时，也刻蚀第二导电层501形成第二凸起900，第二凸起900的材料和第二电极500的材料相同；
或者，参考图22至图23，形成第二凸起材料层910，覆盖第二电极谐振部510；刻蚀第二凸起材料层910，去除位于有效谐振区边缘区域第一架空部321以外的第二凸起材料层910，以形成第二凸起900，第二凸起900 可以为连续的整体或包括间断设置的多个第二子凸起。
通过设置第一凸起800和/或第二凸起900，使其所在的第一电极300 谐振区边缘或第二电极500谐振区边缘形成声阻抗失配区，从而将向外扩散的能量反射回去时，以抑制横向杂波的泄露，减小能量损耗，提高谐振器的品质因子(Q值)。
在其他实施例中，也可以只包括第一凸起800或第二凸起900，第一凸起800和第二凸起900的多种结构形式以及材料，请参考实施例二，此处不再赘述。
实施例八
参考图24至图25，在实施例六的薄膜体声波谐振器的制造方法中还包括：
参考图24，形成第一电极300后，在无效谐振区的压电层400上形成第一介质层1000，与所述第一电极谐振部310相互隔开，第一介质层1000 与第一搭接部322连续相接并包围第一电极谐振部310；
参考图25，形成第二电极500后，在无效谐振区的压电层400上形成第二介质层1100，与所述第二电极谐振部510相互隔开，第二介质层1100 与第二搭接部522连续相接并包围第二电极谐振部510。
第一介质层1000相对于第一搭接部322的分布、有益效果以及第一介质层1000的材料、第二介质层1100相对于第二搭接部522的分布、有益效果以及第二介质层1100的材料以及第一介质层95相对于第二介质层96 的设置及其有益效果均可参考实施例三中相关内容，此处不再赘述。
在其他实施例中，参考图4，还可以在形成第一电极300后，形成第一凸起800和第一介质层1000，并在形成第二电极500后，形成第二凸起900 和第二介质层1100。应当理解，当同时包括第一凸起800、第二凸起900、第一介质层1000和第二介质层1100时，能够更有利于抑制横波泄露、提高机械强度以及改善顶盖键合的效果。
实施例九
图26为与图17剖面方向垂直的剖视图，参考图26，基于实施例六的薄膜体声波谐振器的制造方法中，在形成第二电极500之后，还包括：刻蚀所述有效谐振区的边缘区域形成贯穿压电层400并连通第一牺牲层2000 的空气边隙3000，空气边隙3000在压电层400的投影与第一架空部321 和第二架空部521在压电层400的投影相互错开，并围成连续或间断的环形。
具体地，形成的空气边隙3000具有一定长度，并沿第一架空部321和第二架空部521以外的有效谐振区边缘分布，空气边隙3000与第一空隙 600和第二空隙700配合能够共同起到抑制横波的效果。
在其他实施例中，也可以选择不设置空气边隙3000，从而保证压电层 400整体的平整性和机械性能。在不设置空气边隙3000的情况下，可以在键合第一衬底100之前对第一牺牲凸起610和第一牺牲层2000进行释放，以避免后续在压电层400上形成释放孔破坏压电层400的一体性，第二牺牲凸起710则在形成第二电极500后进行释放。
增加空气边隙3000的方案同样适用于实施例七和实施例八的薄膜体声波谐振器的制造方法，如图27所示，在形成第一凸起800和/或第二凸起 900时，和/或，在形成第一介质层1000和/或第二介质层1100时，也可以形成空气边隙3000。
在去除第一牺牲层2000的过程中，根据第一牺牲层2000材料，采用相对应的去除方法，比如当第一牺牲层2000材料为聚酰亚胺或光阻剂时，采用灰化的方法去除，灰化的方法具体为在250摄氏度的温度下，空气中的氧通过空气边隙3000与第一牺牲层2000材料发生化学反应，生成气体物质挥发掉，当第一牺牲层2000材料为低温二氧化硅时，用氢氟酸溶剂和低温二氧化硅发生反应去除，以形成第一空腔2000a，第一空腔2000a的形状与第一牺牲层2000形状相同。应当注意的是，当第一牺牲凸起610材料与第一牺牲层2000材料相同时，第一牺牲凸起610可随第一牺牲层2000 一并去除，第二牺牲凸起710需另外去除，其去除方法可参照第一牺牲层 2000的去除方法，此处不再赘述。
实施例十
参考图28至图30，在实施例六的薄膜体声波谐振器的制造方法中，在去除第一牺牲层2000前，形成第二电极500后，还可以在压电层400上形成顶盖，以避免暴露在上部空间的各层受外部环境的污染，该顶盖内具有第二空腔2000b，第二电极谐振部510位于第二空腔2000b围成区域的边界内，第二电极引出部520延伸至第二空腔2000b的外围。本实施例中，顶盖包括接合层1200和第二衬底1300。
形成顶盖的方法包括：
参考图28，在形成第二电极500后，形成如图28所示的第二牺牲层 2000’，第二牺牲层2000’覆盖第二电极谐振部510和和位于第二电极谐振部510边界的第二电极引出部520。第二牺牲层2000’可以覆盖部分或全部第二架空部521，也可以不覆盖第二架空部521。沉积第二牺牲层2000’的方式可参照上述沉积第一牺牲层2000的方式，第二牺牲层2000’的材料可参照第一牺牲层2000的材料，此处均不再赘述。在本实施例中，通过采用第二牺牲层2000’的方式形成第二空腔2000b，以便于在形成第二衬底1300的过程中结合第一牺牲层2000、第一牺牲凸起610、第二牺牲凸起 710共同形成支撑，避免压电叠层结构受力不均以致被压变形，从而保证最终形成的谐振器具有较好的整体结构稳定性。
参考图29，采用沉积工艺形成接合层1200，在接合层1200上形成释放孔1201，释放孔1201的数量、大小、形状并不做具体限定，可以将牺牲层材料去除干净即可，释放孔1201的截面可以为梯形、矩形、圆形、椭圆形等，通过干法刻蚀的方式形成。
去除第二牺牲层2000’时，需要根据其材料，采用相对应的去除方法，此处不再赘述。
需要注意的是，第一牺牲凸起610、第二牺牲凸起710和第一牺牲层 2000可以在此步骤与第二牺牲层2000’同步去除，可以在形成第二牺牲层 2000’步骤之前在压电层400形成释放孔(未示出)，此时，第一牺牲凸起 610、第二牺牲凸起710、第一牺牲层2000和第二牺牲层2000’采用同种牺牲材料。
参考图30，最后在接合层1200上键合第二衬底1300，遮盖释放孔1201，接合层1200与第二衬底1300的键合方式可参照基底100a与支撑层100b 的键合方式，此处均不再赘述。
增加顶盖的方案同样适用于实施例七至实施例九的薄膜体声波谐振器的制造方法，此处不再赘述。
综上所述，所述第一电极引出部与所述第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙，第一空隙使得第一电极谐振部的边界暴露，从而达到消除有效谐振区的第一电极谐振部的边界杂波的效果。同理，所述第二电极引出部与所述第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙，第二空隙使得第一电极谐振部的边界暴露，能够达到消除有效谐振区的第二电极谐振部的边界杂波的效果，进而提升谐振器的Q值。
进一步地，压电层上表面和下表面均为平面，可以使压电层具有较好的晶格取向，提高压电层的压电特性，进而提高谐振器的整体性能。
进一步地，在第一电极表面设置第一凸起和/或在第二电极表面设置第二凸起，第一凸起和第二凸起所在的区域形成声阻抗失配区，能够在有效谐振区的边界与有效谐振区内部的声阻抗失配，第一凸起和第一电极引出部的第一架空部能够围成封闭或带有间隙的环形或第二凸起和第二电极引出部的第二架空部能够围成封闭或带有间隙的环形，能够共同起到抑制横向杂波泄露的效果，进一步提高了谐振器的品质因数。
进一步地，在无效谐振区的压电层的上下表面分别形成第一介质层和第二介质层，能够提高谐振器整体的机械强度，同时在后续形成顶盖时能够改善键合的效果。
进一步地，压电层设有空气边隙，使压电层的边缘暴露在空气中，能够抑制压电层的横波损失。
本发明的薄膜体声波谐振器制造方法，采用压电层的双面进行电极图形化的工艺，保证压电层在整个制作过程中不被刻蚀，从而保证压电层的完整性和平整性，进而确保压电层具有良好的压电特性，提高谐振器的性能。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于结构实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (27)

1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：
第一衬底，所述第一衬底中设有第一空腔；
压电叠层结构，遮盖所述第一空腔，所述压电叠层包括从下至上依次设置在所述第一衬底上的第一电极、压电层和第二电极，谐振器的有效谐振区包括所述第一电极、压电层和第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠区域；
所述第一电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和延伸至第一空腔外的第一电极引出部；所述第一电极引出部与所述第一电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第一空隙；所述第一电极谐振部位于所述第一空腔的边界内；
所述第二电极连续延伸，包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和延伸至第一空腔外的第二电极引出部，所述第二电极引出部与所述第二电极谐振部的连接处远离压电层凸起形成第二空隙；所述第二电极谐振部位于所述第一空腔的边界内。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层的上表面和下表面均为平面，遮盖所述第一空腔并延伸至第一空腔外。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出部、所述第二电极引出部在所述压电层表面的投影相互错开。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一空隙、所述第二空隙在所述压电层上的投影围成封闭的环形或具有间隙的环形。
5.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一电极引出部包括围成所述第一间隙的第一架空部、延伸至无效谐振区作为第一信号连接端的第一搭接部；
所述第一搭接部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一搭接部设置于所述第一电极谐振部的部分外周；
所述第一架空部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一架空部设置于所述第一电极谐振部的部分外周。
6.根据权利要求1所述的一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二电极引出部包括围成所述第二间隙的第二架空部、延伸至无效谐振区作为第二信号连接端的第二搭接部。
所述第二延伸部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二搭接部设置于所述第二电极谐振部的部分外周；
所述第二架空部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二架空部设置于所述第二电极谐振部的部分外周。
7.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第一凸起和/或第二凸起；
所述第一凸起位于所述第一电极表面并沿所述第一电极谐振部的边缘分布，所述第一凸起为连续的整体或包括间断设置的多个第一子凸起，所述第一凸起与所述第一空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形；
所述第二凸起位于所述第二电极表面并沿所述第二电极谐振部的边缘分布，所述第二凸起为连续的整体或包括间断设置的多个第二子凸起，所述第二凸起与所述第二空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形。
8.根据权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起的材料包括介质材料；或者，所述第一凸起的材料与所述第一电极的材料相同；和/或，所述第二凸起的材料与所述第二电极的材料相同。
9.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括第一介质层和第二介质层；
所述第一介质层位于无效谐振区的压电层上，所述第一介质层与所述第一电极谐振部相互隔开，所述第一介质层和所述第一电极引出部连续相接；
所述第二介质层位于无效谐振区的压电层上，所述第二介质层与所述第二电极谐振部相互隔开，所述第二介质层和所述第二电极引出部连续相接。
10.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述有效谐振区的边缘区域还设有贯穿所述压电层并连通所述第一空腔的空气边隙，所述空气边隙在所述压电层的投影与所述第一架空部和所述第二架空部在所述压电层的投影相互错开，并围成连续或间断的环形。
11.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，还包括顶盖，所述顶盖内具有第二空腔，所述第二空腔位于所述第一空腔的上方，且所述第二电极谐振部位于所述第二空腔内。
12.一种权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供临时衬底；
在所述临时衬底上形成压电层；
在所述压电层第一表面上形成第一牺牲凸起，所述第一牺牲凸起位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第一牺牲凸起上形成第一电极，所述第一电极包括位于有效谐振区的第一电极谐振部和第一电极引出部，所述第一电极引出部覆盖所述第一牺牲凸起并延伸至无效谐振区作为第一信号连接端；
形成第一牺牲层，覆盖所述第一电极谐振部和位于所述第一电极谐振部边界的所述第一电极引出部；
形成第一衬底，覆盖所述第一牺牲层和所述压电层；
去除所述临时衬底；
在所述压电层第二表面上形成第二牺牲凸起，位于有效谐振区的边缘；
在所述压电层和所述第二牺牲凸起上形成第二电极，所述第二电极包括位于有效谐振区的第二电极谐振部和第二电极引出部，所述第二电极引出部覆盖所述第二牺牲凸起并延伸至无效谐振区作为第二信号连接端；所述第一电极、所述压电层和所述第二电极在垂直于所述压电层表面方向上相互重叠的区域构成谐振器的所述有效谐振区；
去除所述第一牺牲层、第一牺牲凸起和第二牺牲凸起，分别形成第一空腔、第一空隙和第二空隙。
13.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一电极引出部、所述第二电极引出部在压电层表面的投影相互错开。
14.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一空隙、所述第二空隙在所述压电层上的投影围成封闭的环形或具有间隙的环形。
15.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一电极引出部包括围成所述第一间隙的第一架空部、延伸至无效谐振区作为信号输入端的第一搭接部，所述第一搭接部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一搭接部设置于所述第一电极谐振部的部分外周；所述第一架空部环绕于所述第一电极谐振部的外周，或所述第一架空部设置于所述第一电极谐振部的部分外周。
16.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第二电极引出部包括围成所述第二间隙的第二架空部、延伸至无效谐振区作为信号输入端的第二搭接部；所述第二搭接部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二搭接部设置于所述第二电极谐振部的部分外周；所述第二架空部环绕于所述第二电极谐振部的外周，或所述第二架空部设置于所述第二电极谐振部的部分外周。
17.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成第一电极的方法包括：
形成第一导电层，覆盖所述第一牺牲凸起和所述压电层；
图形化所述第一导电层，形成所述第一电极。
18.根据权利要求12所述的一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成第二电极的方法包括：
形成第二导电层，覆盖所述第二牺牲凸起和所述压电层；
图形化所述第二导电层，形成所述第二电极。
19.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第一电极上形成第一凸起，所述第一凸起沿所述第一电极谐振部的边界分布；
形成第一凸起的方法包括：
在刻蚀形成所述第一电极时，也刻蚀形成所述第一凸起，所述第一凸起与所述第一电极的材料相同；
或者，在形成所述第一电极后形成所述第一凸起。
20.根据权利要求19所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一凸起与所述第一空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形。
21.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第二电极上形成第二凸起，所述第二凸起沿所述第二电极谐振部的边界分布；
形成第二凸起的方法包括：
在刻蚀形成所述第二电极时，也刻蚀形成所述第二凸起，所述第二凸起与所述第二电极的材料相同；
或者，在形成所述第二电极后形成所述第二凸起。
22.根据权利要求21所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第二凸起与所述第二空隙在所述压电层表面的投影围成封闭的或带有间隙的环形。
23.根据权利要求19或20任意一项所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一凸起的材料包括介质材料；或者，所述第一凸起的材料与所述第一电极的材料相同。
24.根据权利要求21或22任意一项所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第二凸起的材料包括介质材料；或者，所述第二凸起的材料与所述第二电极的材料相同。
25.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，还包括：
形成第一电极后，在无效谐振区的压电层上形成第一介质层，与所述第一电极谐振部相互隔开，所述第一介质层和所述第一电极引出部连续相接；
形成第二电极后，在无效谐振区的压电层上形成第二介质层，与所述第二电极谐振部相互隔开，所述第二介质层和所述第二电极引出部连续相接。
26.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成所述第二电极之后，还包括：
刻蚀所述有效谐振区的边缘区域形成贯穿所述压电层并连通所述第一牺牲层的空气边隙，所述空气边隙在所述压电层的投影与所述第一空隙和所述第二空隙在所述压电层的投影相互错开，并围成连续或间断的环形。
27.根据权利要求12所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在去除所述第一牺牲层之前，形成第二电极后，还包括：
在所述压电层上形成顶盖，所述顶盖包括第二空腔，所述第二电极谐振部位于所述第二空腔内，所述第二引出部延伸至所述第二空腔外围。
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