CN113054941B - 声波谐振器制作方法及声波谐振器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种声波谐振器制作方法及声波谐振器，在压电晶圆衬底上制备第一叠层，将第一叠层远离压电晶圆衬底的一侧键合到承载晶圆上，然后对压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧进行减薄后制备第二叠层，形成声波谐振器。通过该方法制成的声波谐振器，第二叠层、压电晶圆衬底、第一叠层和承载晶圆层叠设置，承载晶圆起到承载作用，压电晶圆衬底减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，第一叠层和第二叠层可以传输电信号和束缚声波信号，使得到的声波谐振器能够在高频下工作，声波谐振器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,低损耗、高品质因数、宽带宽和低温度灵敏度，使用可靠性高。

Description

声波谐振器制作方法及声波谐振器

技术领域

本申请涉及谐振器技术领域，特别是涉及一种声波谐振器制作方法及声波谐振器。

背景技术

在高端射频前端模块中，使用声学器件合成具有低损耗和快速滚降特性的滤波功能的器件，这类器件是基于半导体技术制造的微加工结构，利用声振动来合成与级联电感器和电容器等效的谐振器功能。这些器件通常被称为声表面波(SAW)器件或体声波(BAW)器件，它们可以在与现代电子元件兼容并具有非常小的外形尺寸下获得极高的品质因数Q(与低损耗直接相关)，因此成为高端前端模组射频滤波的主流解决方案。特别地，由于在超过2.5GHz的高频低损耗时，BAW器件的性能优于SAW器件，故BAW器件在高端前端模组的高频滤波技术中应用更为广泛。

传统的BAW器件将压电薄膜层夹在金属电极和其他一些薄膜层之间，用来降低器件的温度敏感度。BAW器件结构主要有两类：一类是基于悬空薄膜，另一类是通过固定在具有反射叠层基底上的薄膜。在这两种情况下，声学器件的谐振频率是由压电层的厚度和与其接触其他薄膜的总厚度来设定的。新的5G标准要求在更高频率(3GHz以上)和更大的带宽上运行。达到高频的要求对BAW器件提出了新的挑战，BAW器件需要利用极薄的膜层或牺牲带宽。在传统的BAW器件中，这两种性能之间存在着不可避免的折衷或取舍，这会导致良品率有限，成本较高，或者对无源组件在声学封装内的制造和集成方面形成更大的挑战，这些无源组件通常用于补偿声学设备的局限性，但是对于5G标准，由于其性能受到拉伸并导致额外的损失，它们还不足以做到这一点。

发明内容

基于此，有必要针对现有的体声波器件性能上局限，提供一种声波谐振器制作方法及声波谐振器。

一种声波谐振器制作方法，包括以下步骤：

提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上制备第一叠层；所述第一叠层用于传输电信号和束缚声波信号；

将所述第一叠层远离所述压电晶圆衬底的一侧键合到承载晶圆上；

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器；所述第二叠层用于传输电信号和声波信号。

一种声波谐振器，根据上述的方法制成。

上述声波谐振器制作方法及声波谐振器，首先提供压电晶圆衬底，在压电晶圆衬底上制备第一叠层，将第一叠层远离压电晶圆衬底的一侧键合到承载晶圆上，然后对压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器，第一叠层用于传输电信号和束缚声波信号，第二叠层用于传输电信号和声波信号。通过该声波谐振器制作方法制作而成的声波谐振器，第二叠层、压电晶圆衬底、第一叠层和承载晶圆层叠设置，承载晶圆起到承载作用，压电晶圆衬底减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，第一叠层和第二叠层可以传输电信号和束缚声波信号，使得到的声波谐振器能够在高频下工作，由于采用该方法制成的声波谐振器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,从而使制成后的器件表现出低损耗、高品质因数、宽带宽和低温度灵敏度，使用可靠性高。

在其中一个实施例中，所述第一叠层包括底部金属层和底部声学反射层，所述提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上制备第一叠层，包括：

提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上沉积所述底部金属层；

在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述底部声学反射层。

在其中一个实施例中，所述底部声学反射层包括低声阻抗层和高声阻抗层，所述在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述底部声学反射层，包括：

在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述高声阻抗层；

将所述低声阻抗层沉积在所述高声阻抗层远离所述底部金属层的一侧。

在其中一个实施例中，当所述底部声学反射层的数量为两个以上时，所述低声阻抗层和所述高声阻抗层交替设置。

在其中一个实施例中，所述底部声学反射层还包括填充反射层，所述将所述低声阻抗层沉积在所述高声阻抗层远离所述底部金属层的一侧之后，还包括：

将所述填充反射层沉积在所述低声阻抗层远离所述底部金属层的一侧。

在其中一个实施例中，所述底部声学反射层还包括键合层，所述将所述填充反射层沉积在所述低声阻抗层远离所述底部金属层的一侧之后，还包括：

将所述键合层沉积在所述填充反射层远离所述低声阻抗层的一侧。

在其中一个实施例中，所述对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄包括：

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧先进行研磨，再进行抛光。

在其中一个实施例中，所述第二叠层包括顶部金属层和顶部声学反射层，所述对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧制备第二叠层，包括：

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧沉积所述顶部金属层；

将所述顶部声学反射层沉积在所述顶部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧。

在其中一个实施例中，所述将所述顶部声学反射层沉积在所述顶部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧之后，还包括：

刻蚀所述顶部声学反射层和所述压电晶圆衬底，以使所述顶部金属层和所述底部金属层可接入电极线。

附图说明

图1为一个实施例中声波谐振器制作方法的流程图；

图2为另一个实施例中声波谐振器制作方法的流程图；

图3为又一个实施例中声波谐振器制作方法的流程图；

图4为一个实施例中声波谐振器的结构示意图；

图5为另一个实施例中声波谐振器的结构示意图；

图6为一个实施例中底部金属层的图形化结果图；

图7为一个实施例中对高声阻抗层和低声阻抗层的图形化结果图；

图8为一个实施例中填充反射层的沉积结果示意图；

图9为一个实施例中沉积二氧化硅层的结果示意图；

图10为一个实施例中二氧化硅键合层的抛光和减薄的结果示意图；

图11为一个实施例中键合到承载晶圆衬底上的结果示意图；

图12为一个实施例中压电晶圆衬底的抛光和减薄的结果示意图；

图13为一个实施例中顶部金属层的图形化的结果示意图；

图14为一个实施例中在顶部金属层图形化后进行顶部声学反射层材料沉积的结果示意图；

图15为一个实施例中在同一技术平台上获取频率偏移谐振器的两种方法示意图；

图16为一个实施例中刻蚀结果示意图；

图17为一个实施例中只用顶部金属层完成所有电气连接的谐振器对示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供一种声波谐振器制作方法，请参见图1，该方法包括以下步骤：

步骤S200：提供压电晶圆衬底，在压电晶圆衬底上制备第一叠层。

其中，压电晶圆衬底10具有任意轴对称性，便于后续加工。压电晶圆衬底10的类型并不是唯一的，在本实施例中，压电晶圆衬底10为单晶压电晶圆衬底。压电晶圆衬底10的结构也不是唯一的，可以为铌酸锂，钽酸锂，氮化铝或石英压，也可以为这些结构的掺杂形式。

一般地，压电晶圆衬底10和第一叠层20均为层状结构，在压电晶圆衬底10上制备第一叠层20可以为在压电晶圆衬底10上沉积第一叠层20，在沉积第一叠层20后，还可以对第一叠层20进行图形化，以使第一叠层20的形状的尺寸满足不同的需求。第一叠层20的结构并不是唯一的，只要可以传输电信号和束缚声波信号即可。一般来说，第一叠层20至少包括两种不同类型的层结构，这两种不同类型的层结构可以分别用于传输电信号和束缚声波信号，以提高传输信号的质量。可以理解，在其他实施例中，第一叠层20也可以为其他结构，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

步骤S400：将第一叠层远离压电晶圆衬底的一侧键合到承载晶圆上。

在压电晶圆衬底10上制备好第一叠层20后，再将压电晶圆衬底10和第一叠层20键合到承载晶圆40上，由于第一叠层20和压电晶圆衬底10是重叠设置的，所以只需将第一叠层20远离压电晶圆衬底10的一侧键合到承载晶圆40上即可，压电晶圆衬底10可不必与承载晶圆40直接接触。承载晶圆40一般也为层状结构，是声波谐振器的承载器件，作为声波谐振器中其他结构的载体，起到承载和固定作用。采用键合的方式将第一叠层20远离压电晶圆衬底10的一侧键合到承载晶圆40上有利于保持第一叠层20的位置固定，保障了声波谐振器的工作性能。

步骤S600：对压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器。

在将第一叠层20制备到压电晶圆衬底10，并将第一叠层20和压电晶圆衬底10键合到承载晶圆40上后，再对压电晶圆衬底10进行减薄，以使压电晶圆的厚度达到所需厚度。然后再在减薄后的压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧沉积第二叠层30，形成声波谐振器，不会使声波谐振器的厚度过大，有利于提高声波谐振器的工作性能。

声波谐振器包括依次设置的第二叠层30、压电晶圆衬底10、第一叠层20和承载晶圆40，一般地，将第二叠层30所处的位置称作声波谐振器的顶部，将承载晶圆40所处的位置称作声波谐振器的底部，则第二叠层30、压电晶圆衬底10、第一叠层20和承载晶圆40呈从顶部到底部，从上到下的依次层叠设置。第二叠层30一般也为层状结构，在压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧制备第二叠层30可以为在压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧沉积第二叠层30。在沉积第二叠层30后，还可以对第二叠层30进行图形化，以使第二叠层30的形状和尺寸满足不同的需求，例如在部分实施例中，第二叠层30可与第一叠层20对齐设置。第二叠层30的结构并不是唯一的，只要可以传输电信号和声波信号即可。一般来说，第二叠层30至少包括两种不同类型的层结构，这两种不同类型的层结构可以分别用于传输电信号和声波信号，以提高传输信号的质量。可以理解，在其他实施例中，第二叠层30也可以为其他结构，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图2，第一叠层20包括底部金属层21和底部声学反射层22，步骤S200包括步骤S220和步骤S240。

步骤S220：提供压电晶圆衬底，在压电晶圆衬底上沉积底部金属层。

具体地，第一叠层20包括底部金属层21和底部声学反射层22，底部金属层21用于传输电信号，底部声学反射层22用于传输声波信号。一般地，底部金属层21也为层状结构，在压电晶圆衬底10上沉积底部金属层21，形成声波谐振器的底部电极。在压电晶圆衬底10上沉积底部金属层21后，还可以对底部金属层21进行图形化，对底部金属的形状、面积和厚度等进行调整，以满足特定需求。底部金属层21的形状并不是唯一的，可以是从正方形、矩形、梯形或具有n个边的任何多边形中提取的任何几何体，其中n从4到无穷大，以类似于圆形或椭圆形。底部金属层21的结构并不是唯一的，可以为Al，AlCu，AlSiCu，Pt，Mo，Ru，W或Cu制成的金属层，也可以为这些金属的合金制成的金属层等，可根据实际需求确定，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

步骤S240：在底部金属层远离压电晶圆衬底的一侧沉积底部声学反射层。

底部声学反射层22一般为层状结构，设置在底部金属层21的另一侧，可以反射声波。底部声学反射层22的类型并不是唯一的，可根据具体需求选择底部声学反射层22的材料。在底部金属层21远离压电晶圆衬底10的一侧沉积底部声学反射层22后，还可以对声学反射层进行图形化，以使底部声学反射层22的形状和尺寸等满足需求。

在一个实施例中，底部声学反射层22包括低声阻抗层222和高声阻抗层221，请参见图3，步骤S240包括步骤S242和步骤S244。

步骤S242：在底部金属层远离压电晶圆衬底的一侧沉积高声阻抗层。

底部声学反射层22包括低声阻抗层222和高声阻抗层221，高声阻抗层221与底部金属层21接触。在底部金属层21远离压电晶圆衬底10的一侧沉积高声阻抗层221后，可以对高声阻抗层221进行图形化，以使高声阻抗层221具有通常比底部金属层21的尺寸宽的尺寸。具体地，高声阻抗层221的形状可以跟随底部金属层21的形状，也可以是包围底部金属层21形状的另一种几何形状。类似地，声波谐振器中放置在第一层下面的层的尺寸和形状都将包含上面的层，及每一层在压电晶圆衬底10上的投影小于其下一层在压电晶圆衬底10上的投影，形成声波谐振器中从顶部到底部呈由小到大、由窄到宽排列。或者，声波谐振器中的所有层也可以具有相同的尺寸，结构一致性好。高声阻抗层221的类型并不是唯一的，例如可以为氮化铝，钨，铂，钼，钌以及相同材料的氧化形式制成的层状结构，也可以由其他类型的材料制作，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

步骤S244：将低声阻抗层沉积在高声阻抗层远离底部金属层的一侧。

沉积好高声阻抗层221后，将将低声阻抗层222沉积在高声阻抗层221远离底部金属层21的一侧。类似地，将低声阻抗层222沉积在高声阻抗层221远离底部金属层21的一侧后，可以对低声阻抗层222进行图形化，以使低声阻抗层222具有通常比底部金属层21的尺寸宽的尺寸。具体地，低声阻抗层222的形状可以跟随高声阻抗层221的形状，也可以是包围高声阻抗层221形状的另一种几何形状。类似地，声波谐振器中放置在第一层下面的层的形状和尺寸都可包含上面的层，及每一层在压电晶圆衬底10上的投影小于其下一层在压电晶圆衬底10上的投影，形成声波谐振器中从顶部到底部呈由小到大、由窄到宽排列。或者，声波谐振器中的所有层也可以具有相同的尺寸，结构一致性好。低声阻抗层222的类型并不是唯一的，例如可以为二氧化硅，自旋玻璃，氧化碲和其他包含其他材料的氧化物族制成的层状结构，也可以由其他类型的材料制作，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

可扩展地，低声阻抗层222和高声阻抗层221可以都被图形化，或者仅高声阻抗层221被图形化，也可能是低声阻抗层222和高声阻抗层221都不被图形化。低声阻抗层222和高声阻抗层221都可以被抛光和减薄，或者只有低声阻抗层222被抛光和减薄，也可以是低声阻抗层222和高声阻抗层221都不被抛光和减薄。合理设置低声阻抗层222和高声阻抗层221的厚度，有利于压电晶圆衬底10产生的纵向和剪切振动的适当反射，提高声波谐振器的工作性能。

在一个实施例中，当底部声学反射层22的数量为两个以上时，低声阻抗层222和高声阻抗层221交替设置。

当底部声学反射层22的数量为两个以上时，可以形成多个频率。低声阻抗层222和高声阻抗层221成对出现，低声阻抗层222和高声阻抗层221交替设置，靠近底部金属层21的结构为高声阻抗层221，以第二叠层30所处的位置称作声波谐振器的顶部，将承载晶圆40所处的位置称作声波谐振器的底部为例，按从顶部到底部的方向来看，底部金属层21、高声阻抗层221、低声阻抗层222、高声阻抗层221、低声阻抗层222……依次设置。进一步地，当底部声学反射层22的数量为两个以上时，各底部声学反射层22的厚度可以不一致，例如更靠近压电晶圆衬底10的底部声学反射层22厚度更厚,远离压电晶圆衬底10的底部声学反射层22更薄。这种设计可以提供更为完全的反射，并且可以降低设计对工艺中不均匀性的敏感度，底部声学反射层22厚度不同可以提供更好的良率，同时还具有抑制杂模的功效。可以理解，在其他实施例中，底部声学反射层22的厚度也可以为其他，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，底部声学反射层22还包括填充反射层223，步骤S244之后，请参见图3，步骤S240还包括步骤S246。

步骤S246：将填充反射层沉积在低声阻抗层远离底部金属层的一侧。

填充反射层223可以看做是底部声学反射层22的一部分，此时将填充反射层223沉积在低声阻抗层222远离底部金属层21的一侧，可以填充低声阻抗层222周围的区域。或者，填充反射层223也可以看作是声波谐振器的一部分，此时将填充反射层223沉积在底部声学反射层22远离底部金属层21的一侧，当底部声学反射层22包括高声阻抗层221和低声阻抗层222时，也就是将填充反射层223沉积在低声阻抗层222远离底部金属层21的一侧。填充反射层223的类型并不是唯一的，例如可以为与高声阻抗层221使用的材料或低声阻抗层222使用的材料一致，例如可以为二氧化硅、氮化硅或自旋玻璃填充反射层223。可扩展地，将填充反射层223沉积在低声阻抗层222远离底部金属层21的一侧后，可以将填充反射层223抛光和减薄到所需的厚度，以满足更多需求，也可以保持不变，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，底部声学反射层22还包括键合层224，请参见图3，步骤S246之后，步骤S240还包括步骤S248。

步骤S248：将键合层沉积在填充反射层远离低声阻抗层的一侧。

键合层224位于填充反射层223远离低声阻抗层222的一侧，键合层224远离填充反射层223的一侧为承载晶圆40。键合层224可以使放置在压电晶圆衬底10上的薄膜堆栈可以键合到承载晶圆40上，在本实施例中，即使填充反射层223更好地键合到承载晶圆40上。键合层224的类型并不是唯一的，例如可以为二氧化硅键合层224，二氧化硅键合层224也可以作为底部声学反射层22的一部分，传输声波信号。键合层224的厚度并不限定，一般比较薄，以使声波谐振器的厚度不会过大。进一步地，在将键合层224沉积在填充反射层223远离低声阻抗层222的一侧后，还可以将键合层224减薄和抛光到所需的厚度，以方便键合到承载晶圆40。

在一个实施例中，对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧进行减薄包括：对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧先进行研磨，再进行抛光。减薄的方式并不是唯一的，在本实施例中，先对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧进行减薄，使压电晶圆衬底10的厚度变小，再对压电晶圆衬底进行抛光，便于压电晶圆衬底10与其他层的结构更好地结合。对压电晶圆衬底10减薄的程度也不是唯一的，可根据实际需求选择，一般可以从500um减到几个um。

在一个实施例中，第二叠层30包括顶部金属层31和顶部声学反射层32，请参见图3，步骤S600包括步骤S640和步骤S660。

步骤S640：对压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底远离第一叠层的一侧沉积顶部金属层。

具体地，第二叠层30包括顶部金属层31和顶部声学反射层32，顶部金属层31用于传输电信号，顶部声学反射层32用于传输声波信号。一般地，顶部金属层31也为层状结构，对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底10上沉积顶部金属层31，形成声波谐振器的顶部电极。在压电晶圆衬底10上沉积顶部金属层31后，还可以对顶部金属层31进行图形化，对顶部金属的形状、面积和厚度等进行调整，以满足特定需求，例如以与底部金属层21适当对齐。顶部金属层31的形状并不是唯一的，可以是从正方形、矩形、梯形或具有n个边的任何多边形中提取的任何几何体，其中n从4到无穷大，以类似于圆形或椭圆形。顶部金属层31的结构并不是唯一的，可以为铝、铝铜、铝硅铜、Pt，Mo，Ru，W或Cu制成的金属层，也可以为这些金属的合金制成的金属层等，可根据实际需求确定，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

步骤S660：将顶部声学反射层沉积在顶部金属层远离压电晶圆衬底的一侧。

顶部声学反射层32一般为层状结构，设置在顶部金属层31的另一侧，可以反射声波。顶部声学反射层32的类型并不是唯一的，可以为低声阻抗反射层，如二氧化硅，沉积在形成顶部电极的顶部金属层31顶部，也可根据具体需求选择顶部声学反射层32的材料。将顶部声学反射层32沉积在顶部金属层31远离压电晶圆衬底10的一侧后，还可以对顶学反射层进行图形化，以使顶部声学反射层32的形状和尺寸等满足需求。

在一个实施例中，请参见图3，步骤S660之后，声波谐振器制作方法还包括步骤S700。

步骤S700：刻蚀顶部声学反射层和压电晶圆衬底，以使顶部金属层和底部金属层可接入电极线。

若将顶部声学反射层32视为顶部金属层31的上层，则顶部金属层31的下层为压电晶圆衬底10，压电晶圆衬底10的下层为底部金属层21。顶部声学反射层32设置于顶部金属层31的上面，将顶部声学反射层32刻蚀后，可使位于下层的顶部金属层31暴露，可接入电极线。此外，将压电晶圆衬底10刻蚀后，可以使位于压电晶圆衬底10下面的底部金属层21暴露，可以接入电极线到底部金属层21。可以理解的是，对顶部声学反射层32刻蚀和对压电晶圆衬底10的刻蚀均为刻蚀对应层的整个厚度，从而使位于该层的下层暴露，便于接入电极线，在特定区域刻蚀整个厚度，保留大部分原来的结构。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。在一个实施例中，声波谐振器为n阶厚度延伸性的纵向声波谐振器，请参见图4和图5，声波谐振器的制作方法包括以下主要步骤：1)在压电晶圆衬底10上制备图形化的叠层，此处的叠层对应上文中的第一叠层20；2)将叠层(第一叠层20)和压电晶圆衬底10键合到承载晶圆40上；3)将压电晶圆衬底10减薄并抛光至所需厚度；4)在减薄的压电晶圆衬底10的顶表面上沉积并图形化堆叠的层，此处的叠层对应上文中的第二叠层30。

具体地，压电晶圆衬底10为压电晶圆衬底10，详细步骤为：首先在压电晶圆衬底10上沉积金属层(底部金属层21)并对其图形化，形成n阶厚度延伸性的纵向声波谐振器的底部电极(可参见图6)。薄金属层可以是以下任何一种材料及其合金：Al，AlCu，AlSiCu，Pt，Mo，Ru，W和Cu。压电晶圆衬底10可以是以下任何材料以及其掺杂形式：铌酸锂，钽酸锂，氮化铝和石英。然后在金属层(底部金属层21)的顶部沉积低声阻抗层222和高声阻抗层221的堆栈并图形化，以形成声学反射层组(底部声学反射层22)，这对层组可有任意数量的层(图7)。在此步骤中，形成声反射层组的两层可以都被图形化，或者仅高声阻抗的层被图形化(图7a)，b)，c)和d))，也可能具有其中两个层都不被图形化的实施例(图7e))。形成声反射层组的两层都可以抛光和变薄，或者只有低声阻抗层222被抛光和变薄，也可以为两个层都不被抛光和减薄。进一步地，低声阻抗层222可以由以下任何材料形成：二氧化硅，自旋玻璃，氧化碲和其他包含其他材料的氧化物族。高声阻抗层221可以由以下任何材料形成：氮化铝，钨，铂，钼，钌以及相同材料的氧化形式。

接着，将填充反射层223沉积在低声阻抗层222远离底部金属层21的一侧，填充反射层223的材料可以是任何高或低声学阻抗的材料(图5)。例如，可以为二氧化硅、氮化硅或自旋玻璃等。填充反射层223也可以是声学反射层组本身的一部分。填充反射层223可以抛光和减薄到所需的厚度，也可以保持不变。

声学反射层组的最后一层需要是一层薄的二氧化硅，以确保放置在压电晶圆衬底10上的薄膜堆栈可以键合到承载晶圆40上(图6)，此层也可以是声学反射层组本身的一部分。最后一个二氧化硅键合层224被减薄和抛光到所需的厚度，以方便键合到承载衬底(承载晶圆40)(图10)。压电晶圆衬底10通过二氧化硅的衔接而键合到承载晶圆40上(图11)。压电晶圆衬底10被减薄并抛光至所需厚度(图12)。

随后，在压电层(压电晶圆衬底10)的顶部表面沉积一个薄金属层(顶部金属层31)，并进行图形化，以确保与形成底部电极的顶部金属层31适当对齐(图13)，也可沉积和图形的其他金属层。这些金属可以是以下任何材料和合金：铝、铝铜、铝硅铜、Pt、Mo、Ru、W和Cu。

另一层低声阻抗材料，如二氧化硅，沉积在形成顶部电极的顶部金属层31顶部(图14)。低声阻抗层222在特定区域刻蚀和修剪(图15a)。或者，其他材料制成的额外层50也可以沉积在谐振器的特定区域(图15b)。这种材料可以是金属，也可以是介电质。通过沉积在顶部电极上的低声阻抗层222刻蚀，可与顶部电极接触。通过沉积在顶部电极和压电层上的低声阻抗层222获得与底部电极的接触。或者，只需将两个或更多(均数)的谐振器(图14)排列，则无需与底部电极接触。

对说明书附图的补充说明如下：在图4中，活动区域的顶视图(a)和横截面(b))显示n阶厚度延伸性的纵向声波谐振器(nT-LAW谐振器)的不同图形图层。所示示例使用两对低阻抗层和高阻抗层(其中仅对高阻抗层进行图形化)。横截面AA'、BB'和CC'也用于后图，以显示nT-LAW谐振器的制造工艺流程。(a)图中平面图形所用填充图形与后续的制成工艺中的所施加层的填充图形相对应。

在图5中，活动区域的顶视图(a)和横截面(b)和c))显示频率偏移的nT-LAW振振器和附加步长的不同图形图层(b的顶层刻蚀)和额外层50的沉积。所示示例使用两对低阻抗层和高阻抗层(其中仅对高阻抗层进行图形化)。横截面A2A2'、BB'和CC'用于以下图，以显示nT-LAW振振器的制造工艺流程。图6为底部电极的图形化结果图。图7显示的是低声阻抗和高声阻抗层221对的图形化。其中，a)为在每个层沉积时，仅对高声阻抗层221进行图形化。b)为在每一层沉积时，对低声阻抗层222和高声阻抗层221的都进行图形化。c)为低声阻抗和高声阻抗层221的图形化。高声阻抗层221在每个层沉积时都进行图形化，在上次高声阻抗层221阵列后，低声阻抗层222将一起进行图形化。d)为低声阻抗和高声阻抗层221的图形化。在沉积最后一个高声阻抗层221后，低声阻抗层222和高声阻抗层221均在一起。e)为低声阻抗层222或高声阻抗层221均未被图形化。

图8显示的是填充反射层223的沉积。图9显示的是沉积二氧化硅层(如果前一层具有不同材料)，用于将薄膜堆栈键合到承载晶圆40。图10为二氧化硅键合层224的抛光和减薄。图11为键合到承载晶圆40衬底上。图12为压电晶圆衬底10的抛光和减薄。图13为顶部金属层31的图形化。图14为在顶部金属层31图形化后进行顶部声学反射层32材料沉积。图15为在同一技术平台上获取频率偏移谐振器的两种方法，其中，a)为在某些位置的低声阻抗材料刻蚀，b)为在某些位置沉积额外层50。图16中，a)为刻蚀低声阻抗顶部材料(顶部声学反射层32)以接入顶部电极，b)为刻蚀低声阻抗顶部材料和压电层(压电晶圆衬底10)以接入底部电极。在图16中，a)为刻蚀顶部声学反射层32材料以接入顶部电极，b)为刻蚀顶部声学反射层32材料和压电晶圆衬底10以接入底部电极。图17显示的是只用顶部金属层31完成所有电气连接的谐振器对。包括电极引出线和钝化层的开窗,开窗用于暴露电极引出线来做电性连接。

上述声波谐振器制作方法，首先提供压电晶圆衬底10，在压电晶圆衬底10上制备第一叠层20，将第一叠层20远离压电晶圆衬底10的一侧键合到承载晶圆40上，然后对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器，第一叠层20用于传输电信号和束缚声波信号，第二叠层30用于传输电信号和声波信号。通过该声波谐振器制作方法制作而成的声波谐振器，第二叠层30、压电晶圆衬底10、第一叠层20和承载晶圆40层叠设置，承载晶圆40起到承载作用，压电晶圆衬底10被减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，第一叠层20和第二叠层30可以传输电信号和束缚声波信号，使得到的声波谐振器能够在高频下工作，由于采用该方法制成的声波谐振器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,从而使制成后的器件表现出低损耗、高品质因数、宽带宽和低温度灵敏度，使用可靠性高。

在一个实施例中，提供一种声波谐振器，根据上述的方法制成。

上述声波谐振器，首先提供压电晶圆衬底10，在压电晶圆衬底10上制备第一叠层20，将第一叠层20远离压电晶圆衬底10的一侧键合到承载晶圆40上，然后对压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧进行减薄后，在压电晶圆衬底10远离第一叠层20的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器，第一叠层20用于传输电信号和束缚声波信号，第二叠层30用于传输电信号和声波信号。通过该声波谐振器制作方法制作而成的声波谐振器，第二叠层30、压电晶圆衬底10、第一叠层20和承载晶圆40层叠设置，承载晶圆40起到承载作用，压电晶圆衬底10被减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，第一叠层20和第二叠层30可以传输电信号和束缚声波信号，使得到的声波谐振器能够在高频下工作，由于采用该方法制成的声波谐振器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,从而使制成后的器件表现出低损耗、高品质因数、宽带宽和低温度灵敏度，使用可靠性高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种声波谐振器制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上沉积第一叠层；所述第一叠层用于传输电信号和束缚声波信号；

将所述第一叠层远离所述压电晶圆衬底的一侧键合到承载晶圆上；

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧制备第二叠层，形成声波谐振器；所述第二叠层用于传输电信号和声波信号；

其中，所述第一叠层包括底部金属层和底部声学反射层，所述底部金属层用于传输电信号和声波信号，所述底部声学反射层用于传输声波信号，所述提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上制备第一叠层，包括：

提供压电晶圆衬底，在所述压电晶圆衬底上沉积所述底部金属层；

在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述底部声学反射层；

所述第二叠层包括顶部金属层和顶部声学反射层，所述顶部金属层用于传输电信号，所述顶部声学反射层用于传输声波信号；所述对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧制备第二叠层，包括：

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄后，在所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧沉积所述顶部金属层；

将所述顶部声学反射层沉积在所述顶部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧；

所述底部金属层、所述底部声学反射层、所述顶部金属层和所述顶部声学反射层均为层状结构。

2.根据权利要求1所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述底部声学反射层包括低声阻抗层和高声阻抗层，所述在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述底部声学反射层，包括：

在所述底部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧沉积所述高声阻抗层；

将所述低声阻抗层沉积在所述高声阻抗层远离所述底部金属层的一侧。

3.根据权利要求2所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，当所述底部声学反射层的数量为两个以上时，所述低声阻抗层和所述高声阻抗层交替设置。

4.根据权利要求2所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述底部声学反射层还包括填充反射层，所述将所述低声阻抗层沉积在所述高声阻抗层远离所述底部金属层的一侧之后，还包括：

将所述填充反射层沉积在所述低声阻抗层远离所述底部金属层的一侧。

5.根据权利要求4所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述底部声学反射层还包括键合层，所述将所述填充反射层沉积在所述低声阻抗层远离所述底部金属层的一侧之后，还包括：

将所述键合层沉积在所述填充反射层远离所述低声阻抗层的一侧。

6.根据权利要求1所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，当所述底部声学反射层的数量为两个以上时，靠近所述压电晶圆衬底的底部声学反射层的厚度厚于远离所述压电晶圆衬底的底部声学反射层。

7.根据权利要求1所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧进行减薄包括：

对所述压电晶圆衬底远离所述第一叠层的一侧先进行研磨，再进行抛光。

8.根据权利要求1所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述将所述顶部声学反射层沉积在所述顶部金属层远离所述压电晶圆衬底的一侧之后，还包括：

刻蚀所述顶部声学反射层和所述压电晶圆衬底，以使所述顶部金属层和所述底部金属层可接入电极线。

9.根据权利要求1所述的声波谐振器制作方法，其特征在于，所述承载晶圆为层状结构。

10.一种声波谐振器，其特征在于，根据权利要求1-9任意一项所述的方法制成。