CN112688661B - 一种体型声波共振腔、制程及通信器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种体型声波共振腔、制程及通信器件，声波共振腔包括固定支撑部件、压电共振腔、衬底；包括：固定支撑部件、压电共振腔以及衬底；固定支撑部件固定在所述衬底上；压电共振腔包括从上至下依次分布的金属上电极、压电薄膜层、金属下电极；固定支撑部件包括分别支撑所述压电共振腔两端的第一固定支撑部件和第二固定支撑部件，其中第一固定支撑部件与金属上电极连接；第二固定支撑部件与金属下电极相连接。本发明将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

Description

一种体型声波共振腔、制程及通信器件

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体是提供了一种体型声波共振腔、制程及通信器件。

背景技术

通讯系统可使用的频带数量和宽度与共振腔的品质参数成正比。以光波为载体的通讯系统为例，波长为1550nm、波宽为2nm的载波，频率介于3*10^8/1549*10^(-9)=19.367*10^12与 3*10^8/1551*10^(-9)=19.342*10^12之间，频宽为25GHz（25*10^9/每秒)，品质参数（Q）约为775。以微波为载体的通讯系统，2GHz、Q=100的元件提供的频宽约为20MHz。在1GHz到3GHz的频率范围内，最多大约可以置入100个频道。每个频道所传输的讯号受到频宽的限制，载波的频率则比讯号要高的多。通讯系统寻求频率愈高、品质参数愈高的共振腔电子元件。

目前使用的声波共振腔有两种：1）表面共振腔，结构与制程简单，技术成熟，面积较大，频率与频宽较低；2）体型声波共振腔，结构与制程复杂，技术不成熟，面积较小，频率与频宽较高。

薄膜体声波谐振器（FBAR）是制作在衬底材料上的电极-压电膜-电极的三明治结构的薄膜器件。FBAR的基本原理是基于压电材料的机械能和电能的转换，其结构有空腔型、布拉格反射型（SMR）和背面刻蚀型；其中空腔型FBAR相对SMR型Q值要高，损耗要小；相对于背面刻蚀FBAR不需要去掉大面积的衬底，机械强度较高。另外，现有的压电共振腔结构在频率提高以后，由于声波阻抗的匹配没有达到最优条件，能量损耗较大，Q值和机电耦合系数低，从而影响器件的性能。

发明内容

为了解决上述背景技术中所存在的问题，本发明提供一种体型声波共振腔、制程及通信器件，其中将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

一种体型声波共振腔，包括：固定支撑部件、压电共振腔以及衬底；

固定支撑部件固定在所述衬底上；

压电共振腔包括从上至下依次分布的金属上电极、压电薄膜层、金属下电极；

固定支撑部件包括分别支撑所述压电共振腔两端的第一固定支撑部件和第二固定支撑部件，其中第一固定支撑部件与金属上电极连接；第二固定支撑部件与金属下电极相连接；

其中衬底为声波共振腔的腔底，第一、第二固定支撑部件与压电共振腔形成的空腔为声波共振腔的腔体，第一、第二固定支撑部件形成声波共振腔的腔壁。

进一步地方案是，固定支撑部件包括固定桩和支撑柱；所述固定桩的上端与所述支撑柱连接，所述固定桩的下端与衬底连接；所述支撑柱的上端与金属电极连接，所述支撑柱的下端与固定桩连接。

进一步地方案是，固定桩包括有介电质保护层和支柱层，所述支撑柱与所述支柱层连接。

进一步地方案是，金属下电极为钨，压电薄膜层为氮化铝，金属上电极为钨。

进一步地方案是，支撑柱的材料为非陶瓷性绝缘体。

进一步地方案是，支撑柱的材料为聚酰亚胺或环氧树脂玻璃纤维丝。

进一步地方案是，支柱层的材料为钛钨，介电质保护层为氧化硅或氮化硅。

进一步地方案是，金属下电极为氮化钛、铌以及氮化铌中的一种或多种；压电薄膜层为锆钛酸铅；金属上电极为氮化钛、铌以及氮化铌中的一种或多种。

进一步地方案是，压电薄膜层的厚度为金属上电极或金属下电极厚度的2倍；所述压电薄膜层的长度比金属上下电极的长度短2-4μm，所述压电薄膜层的宽度比金属上下电极的宽度宽0.2-0.4μm。

一种通信器件，包括上述方案中任一所述的体型声波共振腔。

一种体型声波共振腔制程，包括以下步骤：制备衬底，在衬底上表面制备第一、第二固定支撑部件；在第一、第二固定支撑部件的上表面制备压电共振腔；使得衬底为声波共振腔的腔底，第一、第二固定支撑部件与压电共振腔形成的空腔为声波共振腔的腔体，第一、第二固定支撑部件形成声波共振腔的腔壁。

进一步地方案是，固定支撑部件包括固定桩和支撑柱；所述固定桩包括支柱层和介电质保护层；

制备固定支撑部件的步骤为：

在衬底上制备支柱层，在支柱层的表面制备介电质保护层；在所述介电质保护层的表面涂覆光刻胶，刻蚀凹槽，填充所述凹槽制得支撑柱；刻蚀掉多余的支柱层和介电质保护层；并在暴露支柱层的表面涂覆介电质保护层。

进一步地方案是，压电共振腔的制备步骤为：在支撑柱的表面由下到上制备金属下电极、压电薄膜层、金属上电极。

进一步地方案是，支撑柱的材料为非陶瓷性绝缘体，优选地，支撑柱的材料为聚酰亚胺或环氧树脂玻璃纤维丝。

优选地，金属上电极、金属下电极、压电薄膜层的制造方法选自分子束外延、脉冲激光沉积、射频溅射和原子沉积。

进一步地方案是，支柱层、介电质保护层、支撑柱的制造方法为物理气相沉积或化学气相沉积。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移；其中压电与上下极材料之声波阻抗匹配，支撑柱以声速较低的有机物将压电共振腔与支柱层隔离，防止声波在界面之间的能量传递，以减低共振腔能耗。由于结构与平面压电声波共振腔的差异，薄膜厚度远比其它两个方向大小的差别，三个不同方向的基频差异，不会产生任何能量的传递，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

附图说明

图1为本实施例1的体型声波共振腔的结构示意图；

图2为本实施例1的压电薄膜层的结构示意图；

图3-图17为本实施例2体型声波共振腔制程图；

图中：11-支柱层；12-介电质保护层；2-支撑柱；21-第一支撑柱；22-第二支撑柱；3-压电共振腔；31-金属上电极；32-压电薄膜层；33-金属下电极；4-芯圆衬底；5-光刻胶。

实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

本实施例提供一种体型声波共振腔，如图1所示，包括芯圆衬底4、固定支撑部件、压电共振腔3；

固定支撑部件包括第一固定支撑部件和第二固定支撑部件，均设置于芯圆衬底上，用于支撑压电薄膜共振腔的两端；压电共振腔3包括从上至下依次分布的金属上电极31、压电薄膜层32、金属下电极33，其中第一固定支撑部件与金属上电极31相连接；第二固定支撑部件与金属下电极33相连接；进一步地，固定支撑部件包括固定桩和支撑柱2；固定桩设置在芯圆衬底4表面；进一步地，固定桩包括支柱层11和介电质保护层12；支柱层11与芯圆衬底4相连接，介电质保护层12分布于支柱层11的外表面；支撑柱2的高度与压电共振腔3的结构垂直高度效果匹配，从而起到支撑的目的；支撑柱2设置在固定桩上，并与固定桩上的支柱层11相连接；支撑柱包括第一支撑柱21和第二支撑柱22，第一支撑柱21与金属上电极31相连接，第二支撑柱22与金属下电极33相连接。

芯圆衬底4为声波共振腔的腔底，第一、第二固定支撑部件与压电共振腔3形成的空腔为声波共振腔的腔体，第一、第二固定支撑部件形成声波共振腔的腔壁，从而构成声波共振腔结构。

固定桩的支柱层的材料为一般地耐热金属；优选地，固定桩的支柱层11的材料为钛钨。

介电质保护层的材料可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、聚酰亚胺等；优选地，介电质保护层12的材料为二氧化硅或碳化硅；

支撑柱的材料可以为非陶瓷体绝缘体；优选地，支撑柱2的材料为聚酰亚胺或环氧树脂玻璃纤维丝。

压电共振腔3包括从上至下依次分布的金属上电极31、压电薄膜层32、金属下电极33，如图2所示。

金属电极材料可以为钨、钛钨、钛、氮化钛、铌、氮化铌、铜等；压电薄膜层可以为氮化铝（AlN）、锆钛酸铅（PZT）、聚偏氟乙烯膜（PVDF）、钛酸钡、石英等；优选地，金属下电极33的材料为钨；压电薄膜层32为氮化铝；金属上电极31的材料为钨；

压电薄膜层的厚度为金属上电极或金属下电极厚度的2倍；压电薄膜层的长度比金属上下电极的长度短2-4μm，压电薄膜层的宽度比金属上下电极的宽度宽0.2-0.4μm。优选地，金属上电极与金属下电极厚度可选为0.1-0.2μm；压电薄膜层厚度可选为0.2-0.4μm；金属上电极、压电薄膜层、金属下电极的长度可选为10-20μm，宽度则为长度的0.08-0.12倍。

更优选地，金属上电极31的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm；压电薄膜层32的厚度为0.30μm，长度为10.0μm，宽度为1.2μm；金属下电极33的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm。

进一步地方案是，在如图1所示的声波共振腔的基础上，在支柱层11与金属下电极33相连接的上表面设置有压电薄膜层和金属上电极，使得金属下电极33垫高到与金属上电极31至一样的平面，如图16所示；并得到如图17所示的声波共振腔结构。

本实施例所得声波共振腔的共振频率介于6-12GHz；Q值在800-1200之间。

本实施例通过增加固定支撑部件，将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移；其中压电薄膜层与上下极材料之声波阻抗匹配，固定桩与电极间以声速较低的有机物隔离，以减低共振腔能耗；由于结构与平面压电声波共振腔的差异，薄膜厚度远比其它两个方向大小的差别，三个不同方向的基频差异，不会产生任何能量的传递，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

一种通信器件，所述通信器件包括实施例1所述的体型声波共振腔。

所述通信器件采用将压电共振腔与其他结构隔离的声波共振腔，减少了任何共振腔能量的消耗和转移，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求，从而提高了通信器件的质量。

实施例2

本实施例公开一种体型声波共振腔制程，具体如图1、图3-15所示。其中，本实施例制得的体型声波共振腔具体结构参见实施例1。

具体包括以下步骤：

制备芯圆衬底4，在衬底上射频溅射钛钨作为支柱层11，在支柱层的表面沉积氧化硅或者碳化硅作为介电质保护层12，如图3所示。射频溅射钛钨的条件：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min；沉积氧化硅或碳化硅的条件：沉积速率0.05-0.1μm/min，工作气压1.0-6.0Pa，沉积电压600-800V，靶电流密度0.2-1.0mA/cm²。

在介电质保护层表面涂覆适当厚度的光刻胶5，图案化所述光刻胶5，如图4所示；在所述图案中刻蚀沉积的氧化硅或碳化硅至其与钛钨的界面，使其形成两个凹槽，刻蚀氧化硅或碳化硅的条件为：通入CF4或CHF3气体，气体的流量为150sccm-300sccm；气体压力为10mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-600W，如图5所示；在所述两个凹槽中旋转涂布聚酰亚胺至相同高度作为支撑柱2，此时在光刻胶上留有很薄的聚酰亚胺，如图6所示；刻蚀上述光刻胶上的聚酰亚胺的条件为：通入CF4或CF4/O2气体，气体的流量为100sccm-200sccm；气体压力为30mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-400W。

继续图案化剩余光刻胶，如图7所示；在所述图案中刻蚀掉多余的支柱层11和介电质保护层12，如图8所示；刻蚀钨钛的条件：使用化学湿刻液，70% H2O2或商用钨钛湿刻液100/200 （德国GmbH有限公司）。刻蚀氧化硅或碳化硅的条件为：通入CF4或CHF3气体，气体的流量为150sccm-300sccm；气体压力为10mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为300W-600W。

并剥除多余的光刻胶；在支柱层两侧暴露的部分沉积氧化硅或碳化硅，如图9所示。沉积氧化硅或碳化硅的条件：沉积速率0.05-0.1μm/min，工作气压1.0-6.0Pa，沉积电压600-800V，靶电流密度0.2-1.0mA/cm²。

继续涂覆适当厚度的光刻胶，如图10所示；图案化所述光刻胶，如图11所示；在图案中溅射金属钨作为金属下电极33，如图12所示；溅射金属钨的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

继续在适当位置涂覆适当光刻胶，如图13所示；在图案中溅射氮化铝作为压电薄膜层32，并继续涂覆适当的光刻胶并图案化，预留出溅射所需的凹槽，如图14所示；溅射氮化铝或制备压电薄膜的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

旋转涂布聚酰亚胺填充凹槽，使得第一支撑柱21至适当的高度，且可与金属上电极31相连接，此时在光刻胶上留有很薄的聚酰亚胺，再进行下一步骤前，需要先将光刻胶上留有的聚酰亚胺刻蚀掉，其中刻蚀薄层聚酰亚胺的条件为：通入CF4或CF4/O2气体，气体的流量为100sccm-200sccm；气体压力为30mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-400W，如图15所示；暴露所需层结构后，再进行下一步工艺，曝光多余的光刻胶，在图案中溅射金属钨作为金属上电极31；剥除所有光刻胶，得到体型薄膜共振腔，如图1所示。溅射金属钨的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

需要说明的是，实施例1所述体型声波共振腔结构所用到的材料及结构尺寸同样适用本实施例。例如，固定桩的支柱层的材料为一般地耐热金属；本实施例优选地，固定桩的支柱层11的材料为钛钨。

介电质保护层的材料可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、聚酰亚胺等；优选地，介电质保护层12的材料为二氧化硅或碳化硅；

支撑柱的材料可以为非陶瓷体绝缘体；优选地，支撑柱2的材料为聚酰亚胺或环氧树脂玻璃纤维丝。

压电共振腔3包括从上至下依次分布的金属上电极31、压电薄膜层32、金属下电极33，如图2所示。

金属电极材料可以为钨、钛钨、钛、氮化钛、铌、氮化铌、铜等；压电薄膜层可以为氮化铝（AlN）、锆钛酸铅（PZT）、聚偏氟乙烯膜（PVDF）、钛酸钡、石英等；优选地，金属下电极33的材料为钨；压电薄膜层32为氮化铝；金属上电极31的材料为钨；

压电薄膜层的厚度为金属上电极或金属下电极厚度的2倍；压电薄膜层的长度比金属上下电极的长度短2-4μm，压电薄膜层的宽度比金属上下电极的宽度宽0.2-0.4μm。优选地，金属上电极与金属下电极厚度可选为0.1-0.2μm；压电薄膜层厚度可选为0.2-0.4μm；金属上电极、压电薄膜层、金属下电极的长度可选为10-20μm，宽度则为长度的0.08-0.12倍。

更优选地，金属上电极31的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm；压电薄膜层32的厚度为0.30μm，长度为10.0μm，宽度为1.2μm；金属下电极33的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm。

本实施例所述结构各部件的制备并不仅限于上述制备方法，如金属上电极、金属下电极、压电薄膜层的制造方法可选自分子束外延、脉冲激光沉积、射频溅射和原子沉积等，支柱层、介电质保护层、支撑柱的制造方法为物理气相沉积或化学气相沉积。

本实施例所得声波共振腔的共振频率介于6-12GHz；Q值在800-1200之间。

本实施例通过增加固定支撑部件，将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移；其中压电薄膜层与上下极材料之声波阻抗匹配，固定桩与电极间以声速较低的有机物隔离，以减低共振腔能耗；由于结构与平面压电声波共振腔的差异，薄膜厚度远比其它两个方向大小的差别，三个不同方向的基频差异，不会产生任何能量的传递，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

实施例3

本实施例公开一种体型声波共振腔制程，具体如图3-17所示。其中，本实施例制得的体型声波共振腔具体结构参见实施例1。

具体包括以下步骤：

制备芯圆衬底4，在衬底上射频溅射钛钨作为支柱层11，在支柱层的表面沉积氧化硅或者碳化硅作为介电质保护层12，如图3所示。射频溅射钛钨的条件：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min；沉积氧化硅或碳化硅的条件：沉积速率0.05-0.1μm/min，工作气压1.0-6.0Pa，沉积电压600-800V，靶电流密度0.2-1.0mA/cm²。

在介电质保护层表面涂覆适当厚度的光刻胶5，图案化所述光刻胶5，如图4所示；在所述图案中刻蚀沉积的氧化硅或碳化硅至其与钛钨的界面，使其形成两个凹槽，刻蚀氧化硅或碳化硅的条件为：通入CF4或CHF3气体，气体的流量为150sccm-300sccm；气体压力为10mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-600W。如图5所示；在所述两个凹槽中旋转涂布聚酰亚胺至相同高度作为支撑柱2，此时光刻胶上留有很薄的聚酰亚胺，如图6所示；刻蚀上述光刻胶上的聚酰亚胺的条件为：通入CF4或CF4/O2气体，气体的流量为100sccm-200sccm；气体压力为30mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-400W。

继续图案化剩余光刻胶，如图7所示；在所述图案中刻蚀掉多余的支柱层11和介电质保护层12，如图8所示；刻蚀钨钛的条件：使用化学湿刻液，70% H2O2或商用钨钛湿刻液100/200 （德国GmbH有限公司）。刻蚀氧化硅或碳化硅的条件为：通入CF4或CHF3气体，气体的流量为150sccm-300sccm；气体压力为10mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为300W-600W。

并剥除多余的光刻胶；在支柱层两侧暴露的部分沉积氧化硅或碳化硅，如图9所示。沉积氧化硅或碳化硅的条件：沉积速率0.05-0.1μm/min，工作气压1.0-6.0Pa，沉积电压600-800V，靶电流密度0.2-1.0mA/cm²。

继续涂覆适当厚度的光刻胶，如图10所示；图案化所述光刻胶，如图11所示；在图案中溅射金属钨作为金属下电极33，如图12所示；溅射金属钨的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

继续在适当位置涂覆适当光刻胶，如图13所示；在图案中溅射氮化铝作为压电薄膜层32，并继续涂覆适当的光刻胶并图案化，预留出溅射所需的凹槽，如图14所示；溅射氮化铝或制备压电薄膜的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

旋转涂布聚酰亚胺填充凹槽，使得第一支撑柱21至适当的高度，且可与金属上电极31相连接，此时在光刻胶上留有很薄的聚酰亚胺，刻蚀薄层聚酰亚胺的条件为：通入CF4或CF4/O2气体，气体的流量为100sccm-200sccm；气体压力为30mT-100mT；刻蚀腔室的射频功率为200W-400W，如图15所示；暴露所需层结构后，再进行下一步工艺，曝光多余的光刻胶。

在图案中溅射金属钨作为金属上电极31；并在第二支撑柱22与金属下电极33相连接的上表面溅射钨作为金属上电极，使得金属下电极33垫高到与金属上电极31至一样的平面，如图16所示；剥除所有的光刻胶，得到体型薄膜共振腔，如图17所示。溅射金属钨的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。溅射氮化铝或制备压电薄膜的条件为：工作气压1.0-6.0Pa，溅射电压400-800V，靶电流密度0.5-2.0mA/cm²,溅射速率为0.1-0.2μm/min。

需要说明的是，实施例1所述体型声波共振腔结构所用到的材料及结构尺寸同样适用本实施例。例如，固定桩的支柱层的材料为一般地耐热金属；本实施例优选地，固定桩的支柱层11的材料为钛钨。

介电质保护层的材料可以为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、聚酰亚胺等；优选地，介电质保护层12的材料为二氧化硅或碳化硅；

支撑柱的材料可以为非陶瓷体绝缘体；优选地，支撑柱2的材料为聚酰亚胺或环氧树脂玻璃纤维丝。

压电共振腔3包括从上至下依次分布的金属上电极31、压电薄膜层32、金属下电极33，如图2所示。

金属电极材料可以为钨、钛钨、钛、氮化钛、铌、氮化铌、铜等；压电薄膜层可以为氮化铝（AlN）、锆钛酸铅（PZT）、聚偏氟乙烯膜（PVDF）、钛酸钡、石英等；优选地，金属下电极33的材料为钨；压电薄膜层32为氮化铝；金属上电极31的材料为钨；

压电薄膜层的厚度为金属上电极或金属下电极厚度的2倍；压电薄膜层的长度比金属上下电极的长度短2-4μm，压电薄膜层的宽度比金属上下电极的宽度宽0.2-0.4μm。优选地，金属上电极与金属下电极厚度可选为0.1-0.2μm；压电薄膜层厚度可选为0.2-0.4μm；金属上电极、压电薄膜层、金属下电极的长度可选为10-20μm，宽度则为长度的0.08-0.12倍。

更优选地，金属上电极31的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm；压电薄膜层32的厚度为0.30μm，长度为10.0μm，宽度为1.2μm；金属下电极33的厚度为0.15μm，长度为12.0μm，宽度为1.0μm。

本实施例所述结构各部件的制备并不仅限于上述制备方法，如金属上电极、金属下电极、压电薄膜层的制造方法可选自分子束外延、脉冲激光沉积、射频溅射和原子沉积等，支柱层、介电质保护层、支撑柱的制造方法为物理气相沉积或化学气相沉积。

本实施例所得声波共振腔的共振频率介于6-12GHz；Q值在800-1200之间。

本实施例通过增加固定支撑部件，将压电共振腔与其它结构隔离，以减少任何共振腔能量之消耗和转移；其中压电薄膜层与上下极材料之声波阻抗匹配，固定桩与电极间以声速较低的有机物隔离，以减低共振腔能耗；由于结构与平面压电声波共振腔的差异，薄膜厚度远比其它两个方向大小的差别，三个不同方向的基频差异，不会产生任何能量的传递，薄膜厚度可以精确控制共振频率；结合频率和阻抗的控制，达到高品质参数的要求。

本具体的实施例仅仅是对本发明的解释，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (11)

1.一种体型声波共振腔，其特征在于，包括：固定支撑部件、压电共振腔以及衬底；

所述固定支撑部件固定在所述衬底上；

所述压电共振腔包括从上至下依次分布的金属上电极、压电薄膜层、金属下电极；

所述固定支撑部件包括分别支撑所述压电共振腔两端的第一固定支撑部件和第二固定支撑部件，其中第一固定支撑部件与金属上电极连接；第二固定支撑部件与金属下电极相连接；

其中衬底为声波共振腔的腔底，第一、第二固定支撑部件与压电共振腔形成的空腔为声波共振腔的腔体，第一、第二固定支撑部件形成声波共振腔的腔壁，所述第一固定支撑部件和第二固定支撑部件包括固定桩和支撑柱；所述固定桩的上端与所述支撑柱连接，所述固定桩的下端与衬底连接；所述支撑柱的上端与金属电极连接，所述支撑柱的下端与固定桩连接；所述支撑柱的材料为环氧树脂玻璃纤维丝或聚酰亚胺。

2.根据权利要求1所述的体型声波共振腔，其特征在于，所述固定桩包括有介电质保护层和支柱层，所述支撑柱与所述支柱层连接。

3.根据权利要求2所述的体型声波共振腔，其特征在于，所述金属下电极为钨，压电薄膜层为氮化铝，金属上电极为钨。

4.根据权利要求2所述的体型声波共振腔，其特征在于，所述支柱层的材料为钛钨，介电质保护层为氧化硅或氮化硅。

5.根据权利要求2所述的体型声波共振腔，其特征在于，所述金属下电极为氮化钛、铌以及氮化铌中的一种或多种；压电薄膜层为锆钛酸铅；金属上电极为氮化钛、铌以及氮化铌中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的体型声波共振腔，其特征在于，所述压电薄膜层的厚度为金属上电极或金属下电极厚度的2倍；所述压电薄膜层的长度比金属上下电极的长度短2-4μm，所述压电薄膜层的宽度比金属上下电极的宽度宽0.2-0.4μm。

7.一种通信器件，包括权利要求1-6任一所述的体型声波共振腔。

8.一种体型声波共振腔制程，所述体型声波共振腔为权利要求1所述的体型声波共振腔，其特征在于，包括以下步骤：制备衬底，在衬底上表面制备第一、第二固定支撑部件；在第一、第二固定支撑部件的上表面制备压电共振腔；使得衬底为声波共振腔的腔底，第一、第二固定支撑部件与压电共振腔形成的空腔为声波共振腔的腔体，第一、第二固定支撑部件形成声波共振腔的腔壁。

9.根据权利要求8所述的体型声波共振腔制程，其特征在于，所述固定支撑部件包括固定桩和支撑柱；所述固定桩包括支柱层和介电质保护层；

制备固定支撑部件的步骤为：

在衬底上制备支柱层，在支柱层的表面制备介电质保护层；在所述介电质保护层的表面涂覆光刻胶，刻蚀凹槽，填充所述凹槽制得支撑柱；刻蚀掉多余的支柱层和介电质保护层；并在暴露支柱层的表面涂覆介电质保护层。

10.根据权利要求9所述的体型声波共振腔制程，其特征在于，所述压电共振腔的制备步骤为：在支撑柱的表面由下到上制备金属下电极、压电薄膜层、金属上电极。

11.根据权利要求10所述的体型声波共振腔制程，其特征在于，所述支柱层、介电质保护层、支撑柱的制造方法为物理气相沉积或化学气相沉积。

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