CN112039476B - 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法及滤波器、电子设备 - Google Patents
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Classifications
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- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
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Abstract
本发明公开了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法及滤波器、电子设备,其中所述制造方法包括:形成电极层,刻蚀所述电极层,所述刻蚀电极层的步骤包括:在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层的掩膜层;在所述光阻挡层上形成光敏材料层;以所述光敏材料层作为掩膜,刻蚀所述光阻挡层,使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同;以所述光阻挡层作为掩膜,刻蚀所述电极层,在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面,相邻两侧面围成有一夹角,所述夹角的圆弧半径小于1微米。
Description
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及滤波器、电子设备。
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。
目前制作的薄膜体声波谐振器的有效谐振区一般为多边形,当多边形的两个邻边由电极的侧面构成时,由于工艺原因电极的两个侧面之间通常形成圆角,即多边形的夹角处为圆角,对于谐振器性能造成较大影响。此外,对电极进行刻蚀时,由于电极金属与光阻直接接触,去胶过程中,具有较强腐蚀性的去胶液或多或少会对电极造成损伤,而且不同区域内被刻蚀的量不稳定,最终谐振器的稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法,解决构成有效谐振区边界的电极相邻的两个侧面之间形成圆角的问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,包括形成电极层,刻蚀所述电极层,所述刻蚀电极层的步骤包括:
在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层的掩膜层;
在所述光阻挡层上形成光敏材料层;
以所述光敏材料层作为掩膜,刻蚀所述光阻挡层,使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同;
以所述光阻挡层作为掩膜,刻蚀所述电极层,在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面,相邻两侧面围成有一夹角,所述夹角的圆弧半径小于1微米。
本发明还提供了一种薄膜体声波谐振器,其特征在于,包括电极层,所述电极层包括相邻的两侧面,所述相邻的两侧面作为有效谐振区边界的两个侧面,所述相邻的两侧面围成有一夹角,所述夹角的圆弧半径小于1微米。
本发明还提供了一种滤波器,其特征在于,包括多个上述的谐振器。
本发明还提供了一种电子设备,其特征在于,包括上述的滤波器。
本发明的有益效果在于,在刻蚀电极之前,先在电极表面形成光阻挡层,在光阻挡层上形成光敏材料层,光阻挡层对电极中的光有阻挡作用,减少电极中的光进入光敏材料层后产生衍射,影响光敏材料的形貌,进而影响电极的形貌。可以使构成有效谐振器边界的电极的两个相邻侧面之间的夹角为尖角,尖角的圆弧半径小于1微米,提高了谐振器的性能。
进一步地,光刻工艺中的去胶液去除光敏材料层时不与电极接触,不会损伤电极,提高了谐振器的稳定性。
进一步地,第一电极层、压电层、第二电极层依次沉积在第一衬底上,压电层下方的第一电极层未经过刻蚀,在沉积压电层时,第一电极的上表面是平整的,从而保持了压电层很好的晶向。
进一步地,第一沟槽和/或第二沟槽延伸至压电层内部或贯穿压电层,使压电层横向声波的泄露得到改善,提高了谐振器的品质因数。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1至图7为本发明实施例1的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中刻蚀电极层的步骤对应的结构示意图。
图8至图18为本发明实施例2的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中相应步骤中对应的结构示意图。
附图标记说明:
01-基底;02-电极层;03-光阻挡层;04-光敏材料层;05-凹槽;051-第一内侧壁;052-第二内侧壁;06-凹槽;061-第一内侧壁;062-第二内侧壁;100-第一衬底;200-第二衬底;201-释放层;202-第一电极;203-压电层;204第二电极;205-刻蚀停止层;206-支撑层;220-第二沟槽;240-第一沟槽;通孔-250;230-空腔。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的可选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
以下结合附图和具体实施例对本发明的薄膜体声波谐振器、薄膜体声波谐振器的制作方法作进一步详细说明。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,例如可使得本文的本发明实施例能够以不同于本文的或所示的其他顺序来操作。类似的,如果本文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1
本发明实施例1提供了一种薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,包括形成电极层,刻蚀所述电极层,所述刻蚀电极层的步骤包括:
S01:在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层的掩膜层
S02:在所述光阻挡层上形成光敏材料层;
S03:以所述光敏材料层作为掩膜,刻蚀所述光阻挡层,使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同;
S04:以所述光阻挡层作为掩膜,刻蚀所述电极层,使所述电极层的侧面够成有效谐振区的部分边界,且所述侧面在所述光阻挡层方向上的投影为折线。
图1至图7为本发明实施例1的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中刻蚀电极层的步骤对应的结构示意图。下面请参考图1至图7详细说明本实施例的刻蚀电极层的方法。
参考图1,在基底01上形成电极层02。
本实施例中,基底01可以是单层结构也可以是复合结构,当为单层结构时可以为半导体材料,如硅(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。当为复合结构时,基底01中可以为形成有空腔,空腔中填充有牺牲层材料,牺牲层材料的顶面和基底的顶面齐平,电极层覆盖牺牲层材料和基底。
电极层02的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,半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。
参考图2,执行步骤S01:在所述电极层02上形成光阻挡层03,所述光阻挡层03能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层02的掩膜层。
本实施例中,通过物理气相沉积或化学气相沉积工艺在所述电极层02上沉积形成厚度为1000埃至1微米的光阻挡层03。在现有技术中,需要刻蚀电极层时,在电极层上形成光刻胶,先对光刻胶进行曝光、显影,在光刻胶中形成图案,再以光刻胶作为掩膜刻蚀电极层。然而,在对光刻胶进行曝光时,光线通过光刻胶照射到电极层02上,电极层02的材料,多为金属具有反光性,将照射在电极层上的光,反射进入光刻胶层,反射的光对光刻胶不希望进行曝光的区域进行了曝光,使光刻胶中形成的图形形状与设计的形状有差别,当以光刻胶作为掩膜刻蚀电极层时,电极层中形成的图案也因此发生了变化,尤其当电极层中形成两个交接面时,两个交接面之间形成的夹角为圆弧状(希望形成没有圆弧状的尖角)。本实施例中,在形成光刻胶之前在电极层02上形成光阻挡层03,所述光阻挡层03能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层的掩膜层。具体地,光阻挡层03一方面可以防止电极层02的光进入后期工艺中形成在光阻挡层上方的光敏材料层中,另一方面,防止通过光敏材料层的光反射回所述光敏材料层。因此,在光敏材料层中形成的图案可以和设计的一致,在后期工艺中,光阻挡层03形成的图案和光敏材料层中的图案一致,因此在电极层02中形成的图案可以和光阻挡层03中形成的图案一致。可以使构成有效谐振器边界的电极的两个相邻侧面之间的夹角圆弧半径小于1微米,提高谐振器的性能。现有工艺中,两个交接面之间的圆弧半径一半大于2微米。所述光阻挡层03的材料包括:无定型碳、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。
参考图3,执行步骤S02:在所述光阻挡层03上形成光敏材料层04。
本实施例中,光敏材料层04为光刻胶,可以通过旋涂工艺在光阻挡层03上形成预定厚度的光刻胶。在其他实施例中,光敏材料层还可以是其他对光敏感的材料,如有机固化膜。
参考图4和图5,执行步骤S03:以所述光敏材料层04作为掩膜,刻蚀所述光阻挡层03,使所述光阻挡层03形成的图案与预形成在所述电极层02上的图案相同。
本实施例中,光阻挡层03的材料为无定形碳,刻蚀所述光阻挡层03包括:对所述光敏材料层进行曝光、显影后,在压力为10~30毫托的环境下,刻蚀气体采用氧气和四氟化碳刻蚀所述光阻挡层。在另一个实施例中,光阻挡层03的材料为二氧化硅或氮化硅,刻蚀所述光阻挡层包括:对所述光敏材料层进行曝光、显影后,在压力为50~100毫托的环境下,刻蚀气体采用四氟化碳或八氟环丁烷或八氟环戊烯刻蚀所述光阻挡层03。在光阻挡层03中刻蚀形成凹槽05,凹槽05包含相接的第一内侧壁051和第二内侧壁052,根据步骤S01中所描述,第一内侧壁051和第二内侧壁052之间的夹角的圆弧半径小于1微米。
参考图6和图7,执行步骤S04:以所述光阻挡层03作为掩膜,刻蚀所述电极层02,在所述电极层02中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面,相邻两侧面围成有一夹角,所述夹角的圆弧半径小于1微米。
本实施例中,电极层02的材料为钼,刻蚀所述电极层包括:在压力为10~50mtorr的环境下,采用氟化硫刻蚀气体刻蚀所述电极层02。刻蚀所述电极层02时,以光阻挡层03作为掩膜,沿着凹槽05的第一内侧壁051和第二内侧壁052向下刻蚀,形成凹槽06,在竖直方向上,凹槽06的第一内侧壁061和凹槽05的第一内侧壁051相重合,凹槽06的第二内侧壁062和凹槽05的第二内侧壁052相重合,第一内侧壁061和第二内侧壁062之间的夹角与第一内侧壁051和第二内侧壁052之间的夹角形貌一致。第一内侧壁061和第二内侧壁062构成电极层的两个侧面,构成有效谐振区的部分边界。在其他实施例中,凹槽的侧壁可以为多个,比如3个侧壁形成半环形,构成有效谐振区的部分边界。
本实施例中,刻蚀所述光阻挡层03后,刻蚀所述电极层02前还包括:去除所述光敏材料层。本实施例中,光敏材料层的材质为光刻胶,去除光刻胶所采用的化学溶液为弱碱性溶液。在现有技术中,光刻胶形成在电极层之上,去除光刻胶时,用于去除光刻胶的溶液与电极层直接接触,对电极层造成损伤,本实施例中,去除所述光敏材料层时,化学溶液不与电极层接触,不会损伤电极,提高了谐振器的稳定性。
本实施例中,刻蚀所述电极层02后,还包括:去除所述光阻挡层02。当所述光阻挡层的材质为无定型碳时,用灰化方法去除所述光阻挡层02,当所述光阻挡层的材料为二氧化硅时,用氢氟酸溶剂去除所述光阻挡层02。
实施例2
体声波谐振器包括两个电极层,本实施例中,分别对第一电极层和第二电极层采用上述的电极层刻蚀工艺,图8至图18为本发明实施例2的一种薄膜体声波谐振器的制造方法中相应步骤中对应的结构示意图。下面请参考图8至图18详细说明本实施例的薄膜体声波谐振器的制作方法。
参考图8至图10,提供第二衬底200,在所述第二衬底200上形成压电叠层结构,所述压电叠层结构包括依次沉积在所述第二衬底200上的第一电极层202、压电层203及第二电极层204。通过上述刻蚀电极层的步骤对所述第二电极层204进行刻蚀,所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界。有效谐振区中的第一电极层、压电层及第二电极层相互叠置。
第二衬底200的材料参照前文基底的材料,此处不在赘述。
参考图9,本实施例中,在形成压电叠层结构之前还包括在所述第二衬底200上形成释放层201,所述释放层201可以避免后续形成的薄膜体声波谐振器的压电叠层结构对第二衬底200的影响,同时,在后续第二衬底200的去除工艺中,可以通过腐蚀所述释放层201的方式,使所述第二衬底200与后续形成的压电叠层结构分离,有助于快速去除所述第二衬底200,提高工艺制作效率。所述释放层201的材质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。所述释放层201可通过化学气相沉积、磁控溅射或蒸镀等方式形成。本实施例中所述第二衬底200为硅晶圆,所述释放层201的材质为二氧化硅(SiO2)。
参考图10,在所述第二衬底200上依次沉积形成第一电极层202、压电层203及第二电极层204。第一电极层202可用作接收或提供诸如射频(RF)信号等的电信号的输入电极或输出电极。例如,当第二电极层204用作输入电极时,第一电极层202可用作输出电极,并且当第二电极层204用作输出电极时,第一电极层202可用作输入电极,压电层203将通过第一电极层202或第二电极层204上输入的电信号转换为体声波。例如,压电层203通过物理振动将电信号转换为体声波。
第一电极层202、第二电极层204的材料参照实施例1中电极层的材料,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电极层202和第二电极层204。
压电层203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104包括氮化铝(AlN)时,压电层203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203包括氮化铝(AlN)时,压电层203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的方法沉积形成压电层203。本实施例中,第一电极层202、压电层203、第二电极层204依次沉积在第二衬底200上,压电层203下方的第一电极层202未经过刻蚀,在沉积压电层203时,第一电极层202的上表面是平整的,从而保持了压电层203很好的晶向。
参考图11,在另一个实施例中,形成完压电叠层结构之后还包括,在第二电极层204上形成刻蚀停止层205,可以使用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积的方法沉积形成刻蚀停止层205。所述刻蚀停止层205的材质包括但不限于氮化硅(Si3N4)和氮氧化硅(SiON)。所述刻蚀停止层205与后期工艺中形成的支撑层相比,具有较低的刻蚀速率,在制造工艺时,可以在刻蚀所述支撑层形成空腔230时防止过刻蚀,保护位于其下的第二电极层204的表面不受到损伤。
参考图12,本实施例中,在第二电极层204中,按照前文所述的刻蚀电极层的工艺步骤刻蚀出第二沟槽220,第二沟槽220的内侧壁构成所述第二电极层204的至少两个侧面。所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界。
第二沟槽220也可以形成多个相接的侧面,如3个侧面,构成半环形,构成有效谐振区的部分边界。
在一个实施例中,第二沟槽220可以延伸至压电层203中,可以贯穿整个压电层203,或者第二沟槽220的底面延伸至压电层203的设定厚度。这种设置方式,压电层203中产生的横向寄生波,由于空气的声阻抗和压电层的声阻抗失配,传播至压电层边界处时,声波被反射回压电层203内,减少了横向声波的损失,提高了谐振器的品质因数。当第二沟槽220贯穿压电层203全部厚度时,防止横向声波泄露的效果更好;当第二沟槽220贯穿压电层203的一部分厚度时,谐振器的结构强度更好。
参考图13至图17,本实施例中,还包括刻蚀第一电极层202。
刻蚀完第二电极层204后,在所述第二电极层204上形成支撑层206;
在所述支撑层206中形成所述空腔230,所述空腔230贯穿所述支撑层206;
提供第一衬底100,将所述第一衬底100键合在所述支撑层206上,所述第一衬底100覆盖所述空腔230;
去除所述第二衬底200,暴露出所述第一电极层202;
通过所述刻蚀电极层的步骤对所述第一电极层202进行刻蚀,所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界。
首先,可以通过化学沉积的方法形成支撑层206,支撑层206的材质可以为二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)的一种或几种组合。薄膜体声波谐振器中空腔230的深度与谐振频率有关,因此,可以根据薄膜体声波谐振器所需要的谐振频率来设定空腔230的深度,即所述支撑层206的厚度。示例性的,所述空腔230深度可以为0.5μm~4μm,例如1μm或2μm或3μm。通过刻蚀工艺刻蚀所述支撑层206形成空腔230,空腔230贯穿所述支撑层206。本实施例中,还需要刻蚀掉第二沟槽220中的支撑层材料,暴露出第二沟槽220底部的压电层203。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。
参考图15,提供第一衬底100,将所述第一衬底100键合在所述支撑层206上,所述第一衬底100覆盖所述空腔230。
第一衬底100的材料参照第二衬底的材料。可以通过热压键合的方式实现所述第一衬底100与所述支撑层206的键合,为增加所述支撑层206与所述第一衬底100的键合能力,可以在所述支撑层206进行热压键合的一面设置有键合层,所述键合层可以为二氧化硅层。在本发明其他实施例中也可以通过其他键合方式进行键合,如通过干膜粘合的方式使第一衬底100与所述支撑层206键合成为一体。在所述第一衬底100进行干膜粘合的一面设置有干膜层,通过干膜层将所述第一衬底100与所述支撑层206键合。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。
参考图16,去除所述第二衬底,暴露出所述第一电极层202。可以通过减薄工艺、热释放工艺、剥离工艺去除所述第一衬底100。例如所述释放层201的材料包括电介质材料,可以通过减薄工艺去除所述释放层201和所述第一衬底100,如机械研磨;所述释放层201为光固化胶,可以通过化学试剂去除所述光固化胶,以去除所述第一衬底100;所述释放层为热熔胶,可以通过热释放工艺使得所述热熔胶失去粘性,以去除所述第一衬底100。所述释放层201为激光脱模材料,可以通过激光烧蚀所述释放层201,以将所述第一衬底100剥离下来。
参照图17,通过上述的刻蚀电极层的步骤对所述第一电极层202进行刻蚀,形成至少两个相接的侧面,构成有效谐振区的部分边界。本实施例中,在第一电极层202中刻蚀出第一沟槽240,由第一沟槽240的内侧壁构成所述第一电极层202的至少两个侧面。第一沟槽240可以形成多个相接的侧面,构成半环形,形成有效谐振区的部分边界本实施例中,形成在第一电极层和第二电极层中的侧面共同构成了有效谐振区的全部边界。有效谐振区的形状为不规则多边形,可以是四边形、五变形、六边形等。
在一个实施例中,第一沟槽240可以延伸至压电层203中,可以贯穿整个压电层203,或者第一沟槽240的底面延伸至压电层203的设定厚度。刻蚀工艺不再赘述。这种设置方式,压电层203中产生的横向寄生波,由于空气的声阻抗和压电层的声阻抗失配,传播至压电层边界处时,声波被反射回压电层203内,减少了横向声波的损失,提高了谐振器的品质因数。当第一沟槽240贯穿压电层203全部厚度时,防止横向声波泄露的效果更好;当第二沟槽贯穿压电层203的一部分厚度时,谐振器的结构强度更好。
参考图18,本实施例中,去除所述第二衬底后还包括:在所述空腔230上方、所述有效谐振区的外部形成贯穿所述压电叠层结构的通孔250。
可以通过干法刻蚀工艺或打孔工艺形成通孔250。通孔250的数量、位置、作用等参照实施例1中的相关描述。
本实施例中,刻蚀第一电极层和第二电极层均采用实施例1所描述的刻蚀电极的步骤,在其他实施例中,也可以只刻蚀第一电极层或只刻蚀第二电极层(采用实施例1所描述的刻蚀电极的步骤),形成部分有效谐振区的边界。
在另一个实施例中,有效谐振区的一部分边界由所述压电层的边界构成,所述方法还包括:
刻蚀所述第一电极层或第二电极层之后,对所述压电层进行图形化,形成有效谐振区的部分边界。
本发明还提供一种薄膜体声波谐振器,包括电极层,所述电极层包括相邻的两侧面,所述相邻的两侧面作为有效谐振区边界的两个侧面,所述相邻的两侧面围成有一夹角,所述夹角的圆弧半径小于1微米。
本发明还提供一种包括多个以上谐振器的滤波器。
本发明还提供一种包括以上滤波器的电子设备,比如手机等。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (20)
1.一种薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,包括形成电极层,刻蚀所述电极层,刻蚀电极层的步骤包括:
在所述电极层上形成光阻挡层,所述光阻挡层能够阻止光线的通过,并能作为图形化所述电极层的掩膜层;
在所述光阻挡层上形成光敏材料层;
以所述光敏材料层作为掩膜,刻蚀所述光阻挡层,使所述光阻挡层形成的图案与预形成在所述电极层上的图案相同;
以所述光阻挡层作为掩膜,刻蚀所述电极层,在所述电极层中形成作为有效谐振区边界的至少两个侧面,相邻两侧面围成有一夹角,所述夹角处的圆弧半径小于1微米,所述有效谐振区的形状为不规则多边形。
2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,刻蚀所述电极层后,还包括:去除所述光阻挡层。
3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述光阻挡层的材质为无定型碳,用灰化方法去除所述光阻挡层或,所述光阻挡层的材料为二氧化硅,用氢氟酸溶剂去除所述光阻挡层。
4.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述光阻挡层的材料包括:无定型碳、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。
5.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,刻蚀所述光阻挡层后,刻蚀所述电极层前还包括:去除所述光敏材料层。
6.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,在所述电极层上形成光阻挡层包括:通过沉积工艺在所述电极层上形成厚度为1000埃至1微米的光阻挡层。
7.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,
当所述光阻挡层的材料为无定形碳时,刻蚀所述光阻挡层包括:对所述光敏材料层进行曝光、显影后,在压力为10~30毫托的环境下,刻蚀气体采用氧气和四氟化碳刻蚀所述光阻挡层;
当所述光阻挡层的材料为二氧化硅或氮化硅时,刻蚀所述光阻挡层包括:对所述光敏材料层进行曝光、显影后,在压力为50~100毫托的环境下,刻蚀气体采用四氟化碳或八氟环丁烷或八氟环戊烯刻蚀所述光阻挡层。
8.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述电极层的材料为钼,刻蚀所述电极层包括:在压力为10~50mtorr的环境下,采用氟化硫刻蚀气体刻蚀所述电极层。
9.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述谐振器包括第一电极层和第二电极层,所述电极层为所述谐振器的第二电极层,所述制造方法还包括:
提供第二衬底;
在所述第二衬底上形成压电叠层结构,所述压电叠层结构包括依次沉积在所述第二衬底上的第一电极层、压电层及第二电极层;
通过所述刻蚀电极层的步骤对所述第二电极层进行刻蚀,所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界。
10.根据权利要求9所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述电极层还包括所述谐振器的第一电极层,所述制造方法还包括:
刻蚀所述第二电极层后,在所述第二电极层上形成支撑层,所述支撑层的材质包括:二氧化硅、氮化硅、氧化铝和氮化铝中的一种或多种组合;
在所述支撑层中形成空腔,所述空腔贯穿所述支撑层;
提供第一衬底,将所述第一衬底键合在所述支撑层上,所述第一衬底覆盖所述空腔;
去除所述第二衬底,暴露出所述第一电极层;
通过所述刻蚀电极层的步骤对所述第一电极层进行刻蚀,所述至少两个侧面构成有效谐振区的部分边界。
11.根据权利要求9所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,刻蚀所述电极层形成的所述侧面为电极层中形成的沟槽的内侧壁。
12.根据权利要求11所述的薄膜体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述沟槽贯穿所述电极层,底面停止于所述压电层表面或者压电层中。
13.根据权利要求10所述的薄膜体声波谐振器的制作方法,其特征在于,在形成所述第一电极层之前,还包括:
在所述第一衬底上形成释放层。
14.根据权利要求10所述的薄膜体声波谐振器的制作方法,其特征在于,在形成所述支撑层之前,形成所述第二电极层之后,还包括:在所述第二电极层上形成刻蚀停止层,所述刻蚀停止层的材质包括:二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种组合。
15.根据权利要求10所述的薄膜体声波谐振器的制作方法,其特征在于,通过热压键合或干膜粘合的方式实现所述第二衬底与所述支撑层的键合。
16.根据权利要求10所述的薄膜体声波谐振器的制作方法,其特征在于,去除所述第一衬底的方法包括:
减薄工艺、热释放工艺、剥离工艺其中之一。
17.根据权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制作方法,其特征在于,所述释放层的材料包括电介质材料,并通过减薄工艺去除所述释放层和所述第二衬底,或
所述释放层为光固化胶,并通过化学试剂去除所述光固化胶,以去除所述第二衬底,或
所述释放层为热熔胶,并通过热释放工艺使得所述热熔胶失去粘性,以去除所述第二衬底,或
所述释放层为激光脱模材料,并通过激光烧蚀所述释放层,以将所述第二衬底剥离下来。
18.一种薄膜体声波谐振器,其特征在于,包括电极层,所述电极层包括相邻的两侧面,所述相邻的两侧面作为有效谐振区边界的两个侧面,所述有效谐振区的形状为不规则多边形,所述相邻的两侧面围成有一夹角,所述夹角处的圆弧半径小于1微米。
19.一种滤波器,其特征在于,包括多个权利要求18所述的谐振器。
20.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求19所述的滤波器。
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