CN112054779B - 薄膜体声波谐振器及其制造方法 - Google Patents

薄膜体声波谐振器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。本发明提供的薄膜体声波谐振器在压电叠层中设置第一分割结构和第二分割结构，第一分割结构和第二分割结构互补围成环状，以界定所述有效工作区和所述寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域，然后，在第一分割结构和第二分割结构的交界处设置第一分离结构和第二分离结构，第一分离结构分离第一电极使在至少部分相对区域，部分寄生工作区的第一电极与有效工作区的第一电极绝缘，有效减少了寄生谐振，改善了声波损耗，使薄膜体声波谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。

Description

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作方法。
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，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：
第一衬底及设置在所述第一衬底上的第一支撑层，所述第一支撑层中设置有第一空腔；
盖设于所述第一空腔的顶部开口上的压电叠层，包括依次设置在所述第一支撑层上的第一电极、压电层和第二电极，所述压电叠层包括有效工作区和包围所述有效工作区的寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域；
第一分离结构，分离所述第一电极使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；
和/或，
第二分离结构，分离所述第二电极使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
本发明还提供一种滤波器，包括至少一个上述所述的薄膜体声波谐振器。
本发明还提供一种射频通信系统，包括至少一个上述的滤波器。
本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
提供第三衬底，在所述第三衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次形成在所述第三衬底上的第二电极层、压电材料层及第一电极层；
在所述第一电极层上形成第一支撑层，在所述第一支撑层中形成贯穿所述第一支撑层的第一空腔；
形成所述第一空腔后，刻蚀所述第一电极层形成第一开口，所述第一开口厚度方向上贯穿所述第一电极层；
提供第一衬底，将所述第一衬底与所述第一支撑层键合；
去除所述第三衬底；
对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区，在寄生工作区，厚度方向所述第一电极、第二电极彼此具有相对区域；其中，在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；
和/或，
刻蚀所述第二电极形成第二开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
包括：提供第三衬底，在所述第三衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次形成在所述第三衬底上的第二电极层、压电材料层及第一电极层；
在所述第一电极层上形成第一支撑层，在所述第一支撑层中形成贯穿所述第一支撑层的第一空腔；
提供第一衬底，将所述第一衬底与所述第一支撑层键合；
去除所述第三衬底；
对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区，在寄生工作区，厚度方向所述第一电极、第二电极彼此具有相对区域；
刻蚀所述第二电极、所述压电层及所述第一电极形成第一开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘，所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
综上所述，本发明提供的薄膜体声波谐振器中，第一分离结构分离所述第一电极使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘，有效减少了寄生谐振，改善了声波损耗，使薄膜体声波谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。
进一步的，所述第一分离结构和所述第二分离结构使位于所述压电叠层上下两侧第一空腔和第二空腔连通，进而使位于所述压电叠层下方的第一空腔压力得到释放，避免薄膜体声波谐振器的有效工作区因压力产生弯曲，保持有效工作区的相对平整，进一步提高薄膜体声波谐振器的品质因子。
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为本发明一实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法的流程图；
图2A至2P为本发明一实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法的相应步骤对应的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法的流程图；
图4A至4N为本发明另一实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作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；101-第一支撑层；110a-第一空腔；200-第二衬底；106-第二支撑层；110b-第二空腔；120′-压电叠层结构；120-压电叠层；120a-第一凹槽；120b-第二凹槽；103-第一电极；103′-第一电极层；103a-第一电极的电连接端；104-压电层；104′-压电材料层；105-第二电极；105′-第二电极层；105a-第二电极的电连接端；140a、140a′-第一开口；140b、140b′-第二开口；1401-第一开口在压电层所在的平面上的投影与有效工作区的重叠部分；1402-第二开口在压电层所在的平面上的投影与有效工作区的重叠部分；150a-第一衔接处；150b-第二衔接处；150a′-第一衔接处开口；150b′-第二衔接处开口；300-第三衬底；001-有效工作区；002-寄生工作区。
具体实施方式
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
本发明一实施例提供一种薄膜体声波谐振器，请参考图2J、图2K和图2L，图2K为本实施例中薄膜体声波谐振器的俯视图，图2J为沿图2K中BB′轴的剖面结构示意图，图2L为沿图2K中CC′轴的剖面结构示意图，图，包括：
第一衬底100及设置在所述第一衬底上的第一支撑层101，所述第一支撑层101中设置有第一空腔110a；盖设于所述第一空腔110a的顶部开口上的压电叠层120，所述压电叠层120包括依次设置在所述第一支撑层101上的第一电极103、压电层104和第二电极105，所述压电叠层120包括有效工作区001和包围所述有效工作区的寄生工作区002，在所述寄生工作区002，所述第一电极103和所述第二电极105在厚度方向上具有相对区域；第一分离结构，分离所述第一电极103使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘；和/或，第二分离结构，分离所述第二电极105使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。
所述第一电极103具有第一分割结构，所述第一分割结构包括第一凹槽120a，所述第一凹槽120a沿厚度方向贯穿所述第一电极103和所述压电层104。所述第二电极105具有第二分割结构，所述第二分割结构包括第二凹槽120b，所述第二凹槽120b沿厚度方向贯穿所述第二电极105和所述压电层104。所述第一分割结构和所述第二分割结构互补围成环状，以界定所述有效工作区001和所述寄生工作区002，所述环状之内为有效工作区001，所述环状之外包括寄生工作区002。所述环状可以为多边形环，且所述多边形环的任意两边不平行。在所述第一空腔110a上方，所述寄生工作区002的第一电极103为环绕所述有效工作区001的面电极，所述寄生工作区002的第二电极105为环绕所述有效工作区001的面电极。
所述第一凹槽120a和所述第一凹槽120b的侧壁可以是倾斜或者竖直的。本实施例中，所述第一凹槽120a的侧壁与第二电极105所在平面构成一钝角，所述第二凹槽120b的侧壁与第一电极103所在平面构成一钝角，即所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b的纵向截面(沿厚度方向的截面)形状为倒梯形。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在平面的投影为一半环形或类似半环形的多边形。在本实施例中所述第一凹槽120a也可以为仅贯穿所述第一电极103，所述第二凹槽120b也可以为贯穿所述第二电极105。需要说明的是，所述第一分割结构和所述第二分割结构可以有多个凹槽组成，多个凹槽围成所述第一凹槽和所述第二凹槽的形状，进而分割出有效工作区001和寄生工作区002。
本实施例中，所述第一分离结构包括形成在所述第一电极103内的第一开口140a，所述第一开口140a分割所述第一电极103，使分割后的第一电极103各个部分相互断开。在一实施例中，所述第一分离结构还包括形成在所述第一电极103的第一开口140a及填充于所述第一开口140a的绝缘材料。本实施例中，所述第二分离结构包括形成在所述第二电极105的第二开口140b，所述第二开口140b分割所述第二电极105，使分割后的第二电极105各个部分相互断开。在一实施例中，所述第二分离结构包括形成在所述第二电极105的第二开口140b及填充于所述第二开口140b的绝缘材料。
本实施例中所述第一分离结构位于所述第一分割结构所在侧或者位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处；所述第二分离结构位于所述第二分割结构所在侧或者位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处。示例性的，本实施例中所述第一分离结构和所述第二分离结构分别位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处。即所述第一开口140a位于所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的衔接处，并延伸直至分割开所述第一电极103，参考图2F所示。所述第二开口140b位于所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的衔接处，并延伸直至分割开所述第二电极105，如图2K所示。
在本发明一实施例中，所述第一开口140a可以仅位于所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的一处衔接处，所述第二开口140b可以位于所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的另一处衔接处，如图2M所示。
在本发明另一实施例中所述第一分离结构位于所述第二分割结构所在侧或者位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处；或者，所述第二分离结构位于所述第一分割结构所在侧或者位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处。即所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b可以同时存在薄膜体声波谐振器的结构中，也可以两者存在其一；所述第一开口140a和所述第二开口140b可以同时存在薄膜体声波谐振器的结构中，也可以两者存在其一。示例性的，所述第一开口140a与所述第一凹槽120a相连接。或者，所述第二开口140b也与所述第二凹槽120b相连接。
在本发明又一实施例中，在保证第一电连接端和第二电连接端与有效工作区有效连接的基础上，所述第一开口140a可以位于所述第二凹槽120b所在侧，所述第二开口140b也可以位于所述第一凹槽120a所在侧，如图2N所示。当然，所述第一开口140a和所述第二开口140b也可以在所述寄生工作区002的其他位置，不限于本实施例所列举。
在所述寄生工作区002，所述第一电极103和所述第二电极105在厚度方向上具有相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103为环绕所述有效工作区001的面电极，所述第一开口140a分离所述第一电极103，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘。所述寄生工作区002的第二电极105为环绕所述有效工作区001的面电极，所述第二开口140b，使所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。所述第一开口140a或所述第二开口140b切断所述寄生工作区002的第一电极103或第二电极105，减弱了寄生工作区002的寄生参数。
本实施例中，所述第一开口140a可以是通过刻蚀所述第一电极103获得的贯穿所述第一电极103的第一开口140a，同理，所述第二开口140b可以是通过刻蚀所述第一电极103获得的贯穿所述第一电极103的第二开口140b。所述第一开口140a和所述第二开口140b分别位于所述压电层104上下两侧。另外，在所述第一分割结构所在侧设置有所述第一电极103的电连接端103a，、第二分割结构所在侧设置有所述第二电极105的电连接端105a。
本实施例中所述薄膜体声波谐振器还包括：设置在所述第二电极105上的第二支撑层106，所述第二支撑层106具有第二空腔110b，所述第二空腔110b作为封装腔；设置于所述第二支撑层106上的第二衬底200，如图2N所示。至少所述第一分离结构、所述第二分离结构其中之一具有未填充绝缘材料的开口，所述开口连通所述第一空腔110a与所述第二空腔110b。即所述第一开口140a和所述第二开口140b中至少有一个未填充绝缘材料，使第一空腔110a与所述第二空腔110b连通。
实施例二
本发明另一实施例提供一种薄膜体声波谐振器，与实施例一区别在于所述第一分离结构和第二分离结构贯穿所述压电叠层120。参考图4H、图4I、图4J和图4K，图4I为本实施例中薄膜体声波谐振器的俯视图，图4H为沿图4I中EE′轴的剖面结构示意图；图4J为沿图4I中DD′轴的剖面结构示意图；图4K为沿图4I中FF′轴的剖面结构示意图，本实施例的薄膜体声波谐振器包括：第一衬底100及设置所述第一衬底上的第一支撑层101，所述第一支撑层101中设置有第一空腔110a；盖设于所述第一空腔110a的顶部开口上的压电叠层120，包括依次设置在所述第一支撑层101上的第一电极103、压电层104和第二电极105，所述压电叠层120包括有效工作区001和寄生工作区002，
设置在所述压电叠层120中第一凹槽120a和第二凹槽120b，所述第一凹槽120a和第二凹槽120b，也可称作气隙腔(Air Trench)。参考图4F、图4G和图4H，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b设置在所述第一空腔110a上方，所述第一凹槽120a贯穿所述第一电极103和所述压电层101并与所述第一空腔110a连通，所述第二凹槽120b贯穿所述第二电极105和所述压电层104，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成有效工作区001。
参考图4F和图4G所示，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影为半环形或类似半环形，且所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影可以正好相接或者接近相接，即所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影可以组成一个完全封闭的环或者接近封闭的环，其中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的衔接处包括：第一衔接处150a和第二衔接处105b。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成的环状所在的区域为薄膜体声波谐振器的有效工作区001。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b位于所述有效工作区001的外围，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影大小可以对两者组合而成的环均分(此时所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b分居有效工作区001两侧且所有部分均完全相对)，也可以不均分(此时所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b分居有效工作区001两侧且仅有部分相对)。
所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b沿图4I中EE′轴的截面为梯形或类梯形，本实施例中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成的环状(有效工作区001)为正好相接的五边形环，且所述多边形不包含任何一对相对平行的边。在本发明其他实施例中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影组成的环状也可以是在两处投影衔接处具有开口(第一衔接处开口150a′和第二衔接处开口150b′)的接近闭合的五边形环，如图4G所示。
薄膜体声波谐振器的工作原理可知，所述薄膜体声波谐振器的工作区不仅包括：所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影所围成的环状(五边形环)，即薄膜体声波谐振器有效工作区001，还包括：位于所述第一空腔110a内所述环状区域之外的区域，即薄膜体声波谐振器的寄生工作区002。为降低寄生工作区002中产生的寄生参数，提高器件性能，本实施例在所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上投影衔接处设置分离结构。
具体的，所述分离结构包括第一分离结构和第二分离结构，所述第一分离结构包括第一开口140a′，所述第二分离结构包括第二开口140b′，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′在厚度方向上贯穿所述第一电极103、所述压电层104及所述第二电极105。所述第一开口140a′设置在所述第一衔接处150a，并在水平方向(平行于第一衬底的方向)上延伸至靠近所述第一衔接处150a的第一电极103的边界，所述第二开口140b′设置在所述第二衔接处150b，并在水平方向上延伸至靠近所述第一衔接处150b的第一电极103的边界。本实施例中，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的纵截面形状均为矩形，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的俯视形状均为长条形。但在具体实施时，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的纵截面形状也可以是矩形以外的形状例如正梯形或倒梯形，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的俯视形状也可以是长条形以外的形状例如是五边形、六边形等。所述第一开口140a′在所述压电层104所在的平面上的投影与环状多边形的重叠部分1401，和所述第二开口140b在所述压电层104所在的平面上的投影与环状多边形的重叠部分1402不平行，进而保证所述第一凹槽120a、所述第二凹槽120b及所述投影衔接处的第一开口140a′和第二开口140b′在所述压电层104所在的平面上投影所围成的多边形环不包含任何一对相对平行的边，减少有效工作区内声波的传播损耗。以及，本实施例中，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的形状和线宽相同，但在具体实施时，所述第一开口140a′和所述第二开口140b′的形状可以不同，或者是形状相同但线宽不同。
当所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影组成的环状是在两处投影衔接处具有衔接开口(第一衔接处开口150a′和第二衔接处开口150b′)时，所述第一开口140a′在所述压电层104所在的平面上的投影覆盖第一衔接处开口150a′,所述第二开口140b′在所述述压电层104所在的平面上的投影覆盖第二衔接处开口150b′。而且，所述投影衔接处的所述第一开口140a′和所述第二开口140b′在所述压电层104所在的平面上的投影不平行，进而使所述第一凹槽120a、所述第二凹槽120b及所述投影衔接处的第一开口140a′和第二开口140b′在所述压电层104所在的平面上投影所围成的环状多边形不包含任何一对相对平行的边，减少有效工作区内声波的传播损耗。另外，为防止光刻胶、湿法刻蚀溶剂等进入第一空腔120a，污染、损坏第一空腔120a，影响器件性能，可以通过干法刻蚀所述第一电极103、所述压电层104和所述第二电极105，形成第一开口140a′和第二开口140b′。所述干法刻蚀例如可以为感应耦合等离子体(ICP)刻蚀、反应离子刻蚀(RIE)等。
本实施例中，所述第一空腔110a可以通过刻蚀工艺刻蚀所述第一支撑层101形成。第一空腔110a的底面的形状为矩形、圆形、椭圆形或是矩形以外的多边形，例如五边形、六边形等。
所述第一电极103、压电层104和第二电极105在厚度方向上的重叠区域在所述第一空腔110a的正上方。所述第一支撑层101与所述第一电极103之间还设置有刻蚀停止层102，其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102一方面可以用于增加最终制造的薄膜体声波谐振器的结构稳定性，另一方面，所述刻蚀停止层102与所述第一支撑层101相比具有较低的刻蚀速率，可以在刻蚀所述第一支撑层101形成所述第一空腔110a的过程中防止过刻蚀，保护位于其下的第一电极103的表面不受到损伤，从而提高器件性能与可靠性。需要说明的是，所述第一电极103包括未被所述压电层104和所述第二电极105覆盖的边缘区域103a，以便于后续电信号的输入/输出。
参考图4M和图4N所示，所述第二电极105上还设置有第二支撑层106和第二衬底200，所述第二支撑层106中设置有第二空腔110b。所述第二空腔110b与所述第一空腔110a相对设置，所述第二空腔110b可以通过刻蚀所述第二支撑层106形成。本实施例中，所述第二空腔110b的底面的形状为矩形，但在本发明的其他实施例中，第二空腔110b的底面形状也可以是圆形、椭圆形或是矩形以外的多边形，例如五边形、六边形等。本实施例中，所述第二空腔110b与所述第一空腔110a分别设置于所述压电叠层120的上下两侧，优选的，所述第二空腔110b与所述第一空腔110a相对所述压电叠层120对称设置。所述第二衬底200的材质可以与所述第一衬底100相同，也可以为本领域技术人员熟知的其他合适的底材。需要说明的是，所述第二电极105包括未被所述第二支撑层106覆盖的边缘区域作为第二电极的电连接端105a，以便于后续电信号的输入/输出。
在本实施例中，所述薄膜体声波谐振器还包括：信号输入/输出结构。例如所述信号输入/输出结构为分别连接所述第一电极103和第二电极105的第一焊和第二焊盘。具体的，所述第一焊盘与未被所述压电层104和所述第二电极105覆盖的所述第一电极103的电连接端103a连接，第二焊盘与未被所述第二支撑层106覆盖的所述第二电极105的电连接端105a连接。
本实施例中所述第一分离结构和所述第二分离结构切断了有效工作区001外围的寄生工作区002，有效阻断了横波在寄生工作区002的传播，改善声波损耗，减少寄生参数，使谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。同时，所述第一分离结构和所述第二分离结构的设置使位于所述压电叠层120上下两侧第一空腔110a和第二空腔110b连通，使位于所述压电叠层结构下方的第一空腔压力得到释放，避免薄膜体声波谐振器的有效工作区因压力产生弯曲，保持有效工作区的相对平整，进一步提高薄膜体声波谐振器的品质因子。
实施例三
本实施例提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，图1为本实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法的流程图，请参考图1，所述薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：
S01：提供第三衬底300，在所述第三衬底300上形成压电叠层结构120′，压电叠层结构120′包括依次形成在所述第三衬底300上的第二电极层105′、压电材料层104′及第一电极层103′；
S02：在所述第一电极层103′上形成第一支撑层106，在所述第一支撑层106中形成贯穿所述第一支撑层106的第一空腔110a；
S03：形成所述第一空腔后，刻蚀所述第一电极层103′形成第一开口140a，所述第一开口140a厚度方向上贯穿所述第一电极层103′；
S04：提供第一衬底100，将所述第一衬底100与所述第一支撑层106键合；
S05：去除所述第三衬底300，以及，
S06：对所述压电叠层结构120′进行图形化，以形成第一电极103、压电层104、第二电极105及划分有效工作区001、寄生工作区002，在寄生工作区002，厚度方向所述第一电极103、第二电极105彼此具有相对区域；其中，在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘；
和/或，
刻蚀所述第二电极105形成第二开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。
图2A至2P为本实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的制作方法的相应步骤对应的结构示意图，以下将参考参考图1和图2A至2P详细说明本实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法。
参考图2A和图2B所示，执行步骤S01，提供第三衬底300，在所述第三衬底300上形成压电叠层结构120′。所述压电叠层结构120′包括所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′。所述第三衬底300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 Polished Wafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。所述压电材料层104′位于所述第一电极层103′和所述第二电极层105′之间，且所述第一电极层103′和所述第二电极层105′相对设置。第一电极层103′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105′用作输入电极时，第一电极层103′可用作输出电极，并且当第二电极层105′用作输出电极时，第一电极层103′可用作输入电极，压电材料层104′将通过第一电极层103′或第二电极层105′上输入的电信号转换为体声波。例如，压电材料层104′通过物理振动将电信号转换为体声波。
所述第三衬底300与所述压电叠层结构120′(第二电极105)之间还形成有释放层(图中未示出)。所述释放层可以作为第三衬底300的保护层，避免后续形成的薄膜体声波谐振器的压电叠层结构120′对第三衬底300的影响，同时，在后续剥离工艺中，可以通过去除所述释放层的方式，使所述第三衬底300与后续形成的压电叠层结构120′分离，有助于快速剥离所述第三衬底300，提高工艺制作效率。所述释放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。所述隔离层可通过化学气相沉积、磁控溅射或蒸镀等方式形成。本实施例中所述第三衬底300为单晶硅，例如可以为<100>晶向的P型高阻单晶硅片，所述释放层的材质为二氧化硅(SiO2)。
所述第二电极层105′和所述第一电极层103′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，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。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电极层105′和第一电极层103′。所述压电材料层104′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，压电材料层104′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，当压电材料层104′包括氮化铝(AlN)时，压电材料层104′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材料层104′。优选的，本实施例中，所述第二电极层105′和所述第一电极层103′由金属钼(Mo)制成，所述压电材料层104′由氮化铝(AlN)制成。
所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的形状可以相同也可以不相同，以及，所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的面积可以相同也可以不相同。本实施例，所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的形状和面积相同，均为多边形例如方形。
本实施例中，在形成所述第一支撑层101之前，在所述第一电极层103′上还形成刻蚀停止层102，其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102与后续形成的第一支撑层101相比，具有较低的刻蚀速率，可以在后续刻蚀所述第一支撑层101形成第一空腔110a时防止过刻蚀，保护位于其下的第一电极层103′的表面不受到损伤。其他实施例中，可以不形成刻蚀停止层
参考图2C和图2D所示，执行步骤S02，在所述第一电极层103′上形成第一支撑层110，在所述第一支撑层101中形成贯穿所述第一支撑层101的第一空腔110a。具体的，首先，可以通过化学沉积的方法在所述第一电极103上形成第一支撑层101，如图2C所示，所述第一支撑层101的材质例如为二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)的一种或几种组合。本实施例中所述第一支撑层101的材质为二氧化硅(SiO2)。然后，通过刻蚀工艺刻蚀所述第一支撑层101形成第一开口110a以暴露部分所述第一电极层103′，如图2D所示。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。第一空腔110a的深度和形状均取决于待制造的体声波谐振器所需第一空腔110a的深度和形状，即可以通过形成所述第一支撑层101的厚度来确定所述第一空腔110a的深度。第一空腔110a底面的形状可以为矩形或是矩形以外的多边形，例如五边形、六边形、八边形等，也可以为圆形或椭圆形。本发明的其他实施例中，第一空腔110a的纵截面形状还可以是上宽下窄的球冠，即其纵向截面为U形。
参考图2E至图2G所示，执行步骤S03，形成所述第一空腔110a后，刻蚀所述第一电极层103′形成第一开口140a，所述第一开口140a厚度方向上贯穿所述第一电极层103′。
在形成所述第一开口140a之前，刻蚀所述第一电极层103′和压电材料层104′以在所述第一空腔110a内形成第一凹槽120a，如图2E所示。所述第一凹槽120a在所述压电层104所在平面的投影为一半环形或类似半环形的多边形。图2F为本实施例中刻蚀形成所述第一开口140a之后的俯视图，图2G是沿图2F中的AA′线的剖面结构示意图。
参考图2F和图2G所示，刻蚀所述第一电极层103′形成第一开口140a，所述第一开口140a厚度方向上贯穿所述第一电极层103′。所述第一开口140a可以形成在后续形成第一凹槽120a所在侧，所述第一开口140a也可以形成在第一凹槽120a和后续形成的第二凹槽120b的交界处。本实施例中所述第一开口140a形成在所述第一凹槽120a和后续形成的第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的衔接处，并延伸直至分割开所述第一电极103，如图2F所示。
参考图2H所示，执行步骤S04，将第一衬底100与所述第一支撑层101进行键合。所述第一衬底100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 Polished Wafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。可以通过热压键合的方式实现所述第一衬底100与所述第一支撑层101的键合。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以进行后续步骤。
参考图2I所示，执行步骤S05，去除所述第三衬底300，本实施例中可以通过减薄工艺、热释放工艺、剥离工艺去除所述第三衬底300。例如所述释放层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和所述第三衬底300，如机械研磨；所述释放层为光固化胶，可以通过化学试剂去除所述光固化胶，以去除所述第三衬底300；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，以去除所述第三衬底300。在本发明的其他实施例中也可以采用其他方式将所述第三衬底300去除，在此不再一一列举。
图2J为沿图2K中BB′轴的剖面结构示意图，图2L为沿图2K中CC′轴的剖面结构示意图。参考图2J至图2L所示，执行步骤S06，对所述压电叠层结构120′进行图形化，以形成第一电极103、压电层104、第二电极105及划分有效工作区001、寄生工作区002，在寄生工作区002，厚度方向所述第一电极103、第二电极105和压电层104彼此具有相对区域；其中，在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘，或，刻蚀所述第二电极104形成第二开口140b，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。在其他实施例中，保持所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘的同时，可以在图形化所述压电叠层机构120′后刻蚀所述第二电极104形成第二开口140b，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。
其中，对所述压电叠层机构120′进行图形化包括：刻蚀所述第二电极层105′和所述压电材料层104′形成第二凹槽120b。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影互补围成环状。所述环状之内为有效工作区001，环状之外包括所述寄生工作区002。
参考图2K所示，所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影为半环形或类似半环形的多边形，且所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影可以正好相接或者接近相接，即所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影可以组成一个完全封闭的环或者接近封闭的环，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成的图形(有效工作区001)为正好相接的五边形，且所述多边形不包含任何一对相对平行的边。
参考图2L所示，所述第一开口140a和所述第二开口140b分别位于所述压电层104上下两侧。例如可以干法刻蚀的方法在所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影衔接处形成所述第二开口140b以分割所述第二电极105，并延伸直至分割所述第二电极105。所述第二开口140b可以在所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影衔接处其中之一形成，也可以在两个投影衔接处形成。例如，所述第一开口140a在所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影衔接处其中之一形成,所述第二开口140b在所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的另一投影衔接处形成，如图2M所示。另外，在保证第一电连接端和第二电连接端与有效工作区有效连接的基础上，所述第一开口140a可以位于所述第二凹槽120b所在侧，所述第二开口140b也可以位于所述第一凹槽120a所在侧，如图2N所示。所述第一开口140a和所述第二开口140b可以同时存在薄膜体声波谐振器的结构中，也可以两者存在其一。当然，所述第一开口140a和所述第二开口140b也可以在所述寄生工作区002的其他位置，不限于本实施例所列举。
在所述寄生工作区002，所述第一电极103和所述第二电极105在厚度方向上具有相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103为环绕所述有效工作区001的面电极，所述第一开口140a分离所述第一电极103，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘。所述寄生工作区002的第二电极105为环绕所述有效工作区001的面电极，所述第二开口140b，使所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。所述第一开口140a或所述第二开口140b切断所述寄生工作区002的第一电极103或第二电极105，减弱了寄生工作区002的寄生参数。
最后，参考图2O和图2P，提供第二衬底200，在所述第二电极105上形成第二支撑层106，在所述第二支撑层106上形成第二空腔110b，作为薄膜体声波谐振器的封装腔；提供第二衬底200，盖设于所述第二支撑层106上。所述第二支撑层106与所述第一支撑层101的材质相同，例如为二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)的一种或几种组合。本实施例中所述第二支撑层106的材质为二氧化硅(SiO2)，厚度介于10mm至30mm之间。键合后所述第二电极105的边缘部分未覆盖，暴露出第二电极的电连接端105a，以便于所述第二电极105的信号输入/输出，例如可以在第二电极的电连接端105a上形成第二焊盘。另外，刻蚀所述第二电极层105′和压电材料层104′形成第二凹槽120b的过程中，可以刻蚀部分第二电极层105′(边缘部分)和压电材料层104′暴露所述第一电极层103′一侧的第一电极的电连接端103a，以便于所述第一电极103的信号输入/输出，例如可以在所述第一电极的电连接端103a上形成第一焊盘。
当然所述第二凹槽120b、所述第二开口140b和所述第二空腔110b的形成也可以采用如下方法：在所述第二电极105上形成第二支撑层106，在所述第二支撑层106中形成第二空腔120b；然后，在所述第二空腔120b区域刻蚀对所述压电叠层机构120′进行图形化，并形成所述第二开口140b；最后，提供第二衬底200，将所述第二衬底200与所述第二支撑层106进行键合，在所述第二电极105上形成第二空腔110b。
实施例四
本实施例提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，与实施例三不同的是，本实施例中所述第一开口140a和所述第二开口140b贯穿所述第二电极105、所述压电层104和所述第一电极103，可以在图形化所述压电叠层120后通过干法刻蚀同步形成。本实施例提供的薄膜体声波谐振器的制造方法包括：
S11：提供第三衬底300，在所述第三衬底300上形成压电叠层120，所述压电叠层120包括依次形成在所述第三衬底300上的第二电极层105′、压电材料层104′及第一电极层103′；
S12：在所述第一电极层103′上形成第一支撑层106，在所述第一支撑层106中形成贯穿所述第一支撑层106的第一空腔110a；
S13：提供第一衬底100，将所述第一衬底100与所述第一支撑层106键合；
S14：去除所述第三衬底300，以及，
S15：对所述压电叠层120进行图形化，以形成第一电极103、压电层104、第二电极105及划分有效工作区001、寄生工作区002，在寄生工作区002，厚度方向所述第一电极103、第二电极105彼此具有相对区域；
S16：刻蚀所述第二电极105、所述压电层104及所述第一电极103形成开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。
图4A至4N为本实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的制作方法的相应步骤对应的结构示意图，以下将参考参考图3和图4A至4N详细说明本实施例提供的薄膜体声波谐振器的制作方法。
参考图4A所示，执行步骤S11，提供第三衬底300，在所述第三衬底300上形成压电叠层120。所述电叠层120包括依次设置在所述第三衬底300上的第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′，所述第三衬底300与所述压电叠层120(第二电极105)之间还形成有释放层。所述释放层可以作为第三衬底300的保护层，避免后续形成的薄膜体声波谐振器的压电叠层120对第三衬底300的影响，同时，在后续去除工艺中，可以通过去除所述释放层的方式，使所述第三衬底300与后续形成的压电叠层120分离，有助于快速去除所述第三衬底300，提高工艺制作效率。
所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的形状可以相同也可以不相同，以及，所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的面积可以相同也可以不相同。本实施例，所述第二电极层105′、压电材料层104′和第一电极层103′的形状和面积相同，均为多边形例如方形。
参考图4B至图4C所示，执行步骤S12，在所述第一电极103上形成第一支撑层101，在所述第一支撑层101中形成有第一空腔110a以暴露部分所述第一电极层103′，刻蚀所述第一电极层103′和所述压电材料层104′形成第一凹槽120a，所述第一凹槽120a与所述第一空腔110a连通。第一空腔110a底面的形状可以为矩形或是矩形以外的多边形，例如五边形、六边形、八边形等，也可以为圆形或椭圆形。本发明的其他实施例中，第一空腔110a的纵截面形状还可以是上宽下窄的球冠，即其纵向截面为U形。所述第一凹槽120a的侧壁可以是倾斜或者竖直的。本实施例中，所述第一凹槽120a的侧壁与第二电极层105′所在平面构成一钝角(第一凹槽120a的纵向截面(沿衬底厚度方向的截面)形状为倒梯形)。所述第一凹槽120a在所述压电层104120a所在平面的投影为一半环形或类似半环形的多边形。
参考图4D所示，执行步骤S13，将第一衬底100与所述第一支撑层101进行键合。可以通过热压键合的方式实现所述第一衬底100与所述第一支撑层101的键合。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以进行后续步骤。
参考图4E所示，执行步骤S14，去除所述第三衬底300，本实施例中可以通过减薄工艺、热释放工艺、剥离工艺去除所述第三衬底300。具体去除工艺可参见实施例三。
参考图4F至图4H所示，执行步骤S15，对所述压电叠层120进行图形化，以形成第一电极103、压电层104、第二电极105及划分有效工作区001、寄生工作区002，在寄生工作区002，厚度方向所述第一电极103、第二电极105和压电层104彼此具有相对区域。
刻蚀所述第二电极105所述压电层104及所述第一电极103形成第二开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘，寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘。
其中，对所述压电叠层120进行图形化包括：刻蚀所述第二电极层105′和所述压电材料层104′形成第二凹槽120b。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影互补围成环状。所述环状之内为有效工作区001，环状之外包括所述寄生工作区002。
本发明提供的薄膜体声波谐振器的制作方法还包括：刻蚀所述第二电极105和压电层104形成第二凹槽120b的过程中，刻蚀部分第二电极105(边缘部分)和压电层104暴露所述第一电极103一侧的第一电极的电连接端103a，以便于所述第一电极103的信号输入/输出，例如可以在所述第一电极的电连接端103a上形成第一焊盘。
图4F和图4G为本实施例形成第一凹槽120a和第二凹槽120b后的俯视图，图4H为本实施例中成第一凹槽120a和第二凹槽120b后的剖面结构示意图(沿图4I中EE′轴)。如图4F和4G所示，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影为类似半环形的多边形，且所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影可以正好相接或者接近相接，其中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影的衔接处包括：第一衔接处150a和第二衔接处105b。所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成的环状所在的区域为薄膜体声波谐振器的有效工作区001。本实施例中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影围成的环状(有效工作区001)为正好相接的五边形环，且所述五边形环不包含任何一对相对平行的边。在另一实施中，所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影组成的环状也可以是在两处衔接处具有开口(第一衔接处开口150a′和第二衔接处开口150b′)的接近闭合的五边形环，如图4G所示。
参考图4I至图4K所示，执行步骤S16，刻蚀所述第二电极105、所述压电层104及所述第一电极形105形成开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区002的第一电极103与所述有效工作区001的第一电极103绝缘，所述寄生工作区002的第二电极105与所述有效工作区001的第二电极105绝缘。
所述开口可以包括在所述第一衔接处150a和所述第二衔接处150b形成第一开口140a′和第二开口140b′。当所述第一凹槽120a和所述第二凹槽120b在所述压电层104所在的平面上的投影组成的环状在两处衔接处具有开口(第一衔接处开口150a′和第二衔接处开口150b′)时，所述第一开口140a′在所述述压电层104所在的平面上的投影覆盖第一衔接处开口150a′,所述第二开口140b′在所述述压电层104所在的平面上的投影覆盖第二衔接处开口150b′。
最后，参考图4L至图4N，提供第二衬底200，在所述第二衬底200上形成第二支撑层106，刻蚀所述第一支撑层106暴露出部分所述第二衬底200，进而在所述第二支撑层106中形成第二空腔110b。将所述第二支撑层106与所述第二电极105进行键合，键合后所述第二电极105的边缘部分未覆盖，暴露出第二电极的电连接端105a，以便于所述第二电极105的信号输入/输出，例如可以在第二电极的电连接端105a上形成第二焊盘。
综上所述，本发明提供的薄膜体声波谐振器及其制造方法，本发明提供的薄膜体声波谐振器包括：第一衬底及设置在所述第一衬底上的第一支撑层，所述第一支撑层中设置有第一空腔；盖设于所述第一空腔的顶部开口上的压电叠层，包括依次设置在所述第一支撑层上的第一电极、压电层和第二电极，所述压电叠层包括有效工作区和寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域；第一分离结构，分离所述第一电极使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；和/或，第二分离结构，分离所述第二电极使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。本发明中所述第一分离结构和所述第一分离结构使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极和第二电极与所述有效工作区的第一电极和第二电极绝缘，有效减少了寄生谐振，改善了声波损耗，使薄膜体声波谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。同时，所述第一分离结构和所述第二分离结构使位于压电叠层上下两侧第一空腔和第二空腔连通，进而使位于压电叠层下方的第一空腔压力得到释放，避免薄膜体声波谐振器的有效工作区因压力产生弯曲，保持有效工作区的相对平整，进一步提高薄膜体声波谐振器的品质因子
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，对于结构实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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 (17)

1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：
第一衬底及设置在所述第一衬底上的第一支撑层，所述第一支撑层中设置有第一空腔；
盖设于所述第一空腔的顶部开口上的压电叠层，包括依次设置在所述第一支撑层上的第一电极、压电层和第二电极，所述压电叠层包括有效工作区和包围所述有效工作区的寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域，所述有效工作区与所述寄生工作区之间设有互补围成环状的第一分割结构和第二分割结构，所述第一分割结构沿厚度方向贯穿所述第一电极和所述压电层，所述第二分割结构沿厚度方向贯穿所述第二电极和所述压电层，所述第一电极的电连接端位于所述第二分割结构所在侧，所述第二电极的电连接端位于所述第一分割结构所在侧；
第一分离结构，分离所述第一电极使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；
第二分离结构，分离所述第二电极使在至少部分所述相对区域，部分所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一分离结构包括形成在所述第一电极内的第一开口，所述第一开口分割所述第一电极，使分割后的第一电极各个部分相互断开；或，所述第一分离结构包括形成在所述第一电极的第一开口及填充于所述第一开口的绝缘材料。
3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二分离结构包括形成在所述第二电极内的第二开口，所述第二开口分割所述第二电极，使分割后的第二电极各个部分相互断开；或，所述第二分离结构包括形成在所述第二电极的第二开口及填充于所述第二开口的绝缘材料。
4.根据权利要求3所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一分离结构位于所述第一分割结构所在侧，或者，位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处；和/或，所述第二分离结构位于所述第二分割结构所在侧，或者，位于所述第一分割结构和所述第二分割结构的交界处。
5.根据权利要求3所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一分割结构包括第一凹槽，所述第一凹槽沿厚度方向贯穿所述第一电极和所述压电层；和/或所述第二分割结构包括第二凹槽，所述第二凹槽沿厚度方向贯穿所述第二电极和所述压电层。
6.根据权利要求3所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一空腔上方，所述寄生工作区的第一电极为环绕所述有效工作区的面电极；
所述第一开口在所述第一分割结构和所述第二分割结构交界处分割所述第一电极，并延伸直至分割开所述第一电极。
7.根据权利要求6所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一空腔上方，所述寄生工作区的第二电极为环绕所述有效工作区的面电极；
所述第二开口在所述第一分割结构和所述第二分割结构交界处分割所述第二电极，并延伸直至分割开所述第二电极。
8.根据权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一开口和所述第二开口上下相互贯穿，贯穿所述压电层。
9.根据权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述有效工作区的形状为多边形环，且所述多边形环的任意两边不平行。
10.根据权利要求3所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器还包括：
设置在所述第二电极上的第二支撑层，所述第二支撑层具有第二空腔，所述第二空腔作为封装腔；
设置于所述第二支撑层上的第二衬底。
11.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供第三衬底，在所述第三衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次形成在所述第三衬底上的第二电极层、压电材料层及第一电极层；
在所述第一电极层上形成第一支撑层，在所述第一支撑层中形成贯穿所述第一支撑层的第一空腔；
形成所述第一空腔后，刻蚀所述第一电极层形成第一开口，所述第一开口厚度方向上贯穿所述第一电极层；
提供第一衬底，将所述第一衬底与所述第一支撑层键合；
去除所述第三衬底；
对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区，在寄生工作区，厚度方向所述第一电极、第二电极彼此具有相对区域，所述有效工作区与所述寄生工作区之间设有互补围成环状的第一分割结构和第二分割结构，所述第一分割结构沿厚度方向贯穿所述第一电极和所述压电层，所述第二分割结构沿厚度方向贯穿所述第二电极和所述压电层，所述第一电极的电连接端位于所述第二分割结构所在侧，所述第二电极的电连接端位于所述第一分割结构所在侧；
其中，在至少部分所述相对区域，所述第一开口使所述寄生工作区的至少部分第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；
刻蚀所述第二电极形成第二开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的至少部分第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
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，对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区的步骤包括：
在形成第一空腔之后，形成所述第一开口之前，刻蚀所述第一电极层和所述压电材料层形成第一凹槽；
在去除所述第三衬底之后，形成所述第二开口之前，刻蚀所述第二电极层和所述压电材料层形成第二凹槽；
所述第一凹槽和所述第二凹槽互补围成环状，所述环状之内为有效工作区，环状之外包括所述寄生工作区。
13.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供第三衬底，在所述第三衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次形成在所述第三衬底上的第二电极层、压电材料层及第一电极层；
在所述第一电极层上形成第一支撑层，在所述第一支撑层中形成贯穿所述第一支撑层的第一空腔；
提供第一衬底，将所述第一衬底与所述第一支撑层键合；
去除所述第三衬底；
对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区，在寄生工作区，厚度方向所述第一电极、第二电极彼此具有相对区域，所述有效工作区与所述寄生工作区之间设有互补围成环状的第一分割结构和第二分割结构，所述第一分割结构沿厚度方向贯穿所述第一电极和所述压电层，所述第二分割结构沿厚度方向贯穿所述第二电极和所述压电层，所述第一电极的电连接端位于所述第二分割结构所在侧，所述第二电极的电连接端位于所述第一分割结构所在侧；以及
刻蚀所述第二电极、所述压电层及所述第一电极形成开口，使在至少部分所述相对区域，所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘，所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。
14.根据权利要求13所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，对所述压电叠层结构进行图形化，以形成第一电极、压电层、第二电极及划分有效工作区、寄生工作区的步骤包括：
在形成第一空腔之后，所述第一衬底与所述第一支撑层键合之前，还包括：刻蚀所述第一电极层和所述压电层形成第一凹槽；
在去除所述第三衬底之后，形成所述开口之前，刻蚀所述第二电极层和所述压电材料层形成第二凹槽；
所述第一凹槽和所述第二凹槽互补围成环状，所述环状之内为有效工作区，环状之外为寄生工作区。
15.根据权利要求14所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述开口形成在所述第一凹槽和所述第二凹槽交界处的其中之一。
16.根据权利要求15所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在形成所述开口之后，还包括：
提供第二衬底，
在所述第二衬底上形成第二支撑层，并形成贯穿所述第二支撑层的第二空腔；
将所述第二支撑层键合在所述第二电极上。
17.根据权利要求16所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述有效工作区位于所述第一空腔与所述第二空腔的重叠区域内，且所述开口连通所述第一空腔与所述第二空腔。
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