CN113810012A - 一种谐振器 - Google Patents
一种谐振器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113810012A CN113810012A CN202111114980.4A CN202111114980A CN113810012A CN 113810012 A CN113810012 A CN 113810012A CN 202111114980 A CN202111114980 A CN 202111114980A CN 113810012 A CN113810012 A CN 113810012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- etching area
- area
- buffer structure
- lithium niobate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 199
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 63
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 62
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012826 global research Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
- H03H9/02338—Suspension means
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
- H03H2009/02283—Vibrating means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
一种谐振器，涉及半导体技术领域，该谐振器包括衬底以及依次设置于衬底上的二氧化硅层和铌酸锂薄膜层，其中，铌酸锂薄膜层上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域，对铌酸锂薄膜层的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域分别刻蚀并穿透二氧化硅层至露出衬底，在第一刻蚀区域和第二刻蚀区域内填充保护墙，保护墙至少超出二氧化硅层的上表面。该谐振器能够有效控制空腔的形状，从而避免影响器件性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种谐振器。
背景技术
基于铌酸锂(LiNbO3)薄膜的微机电系统(MEMS)射频谐振器，由于可以实现满足5G、6G的通讯频段，因而成为全球的研究热点。现有技术中，如图1和图2所示，一般在包含铌酸锂薄膜层101、二氧化硅层104和衬底105的晶圆上，进行MEMS射频谐振器100的制备。具体地，首先在铌酸锂薄膜层101的上表面沉积电极106并图案化，然后再刻蚀释放孔107，最后利用气体或者液体等刻蚀介质从释放孔107进入，通过各向同性反应把二氧化硅层104腐蚀掉，形成空腔108。
但是，在利用气体或者液体等刻蚀介质从释放孔进入并腐蚀二氧化硅层104形成空腔108的过程中，存在各向同性释放现象，导致空腔108的形状无法控制，容易导致空腔108的形状与设计不符的问题，最终严重影响器件性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种谐振器，能够有效控制空腔的形状，从而避免影响器件性能。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例提供一种谐振器，包括衬底以及依次设置于所述衬底上的二氧化硅层和铌酸锂薄膜层，其中，所述铌酸锂薄膜层上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域，对所述铌酸锂薄膜层的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域分别刻蚀并穿透所述二氧化硅层至露出所述衬底，在所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域内填充保护墙，所述保护墙至少超出所述二氧化硅层的上表面。该谐振器能够有效控制空腔的形状，从而避免影响器件性能。
可选地，还包括依次形成于所述铌酸锂薄膜层上的下电极层、压电层和上电极层，其中，所述衬底的上表面形成有声反射结构，所述声反射结构、所述下电极、所述压电层和所述上电极在层叠方向上的交叠区域形成谐振区域；所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域环绕于所述谐振区域的外周。
可选地，在所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域的对接位置，所述第一刻蚀区域和/或所述第二刻蚀区域的端部形成有缓冲结构，以在对接位置形成用于限定刻蚀介质的路径的缓冲通道。
可选地，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为U形，所述第一刻蚀区域设置有缓冲结构，所述第二刻蚀区域的端部伸入所述第一刻蚀区域的缓冲结构之间，或者，所述第二刻蚀区域设置有缓冲结构，所述第一刻蚀区域的端部伸入所述第二刻蚀区域的缓冲结构之间。
可选地，所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域均设置有缓冲结构，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构相配合。
可选地，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为U形，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构呈交错设置。
可选地，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为圆弧形或蜗壳形，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构呈同心设置。
可选地，所述铌酸锂薄膜层上形成有释放孔，所述释放孔穿透所述铌酸锂薄膜层至露出所述二氧化硅层；所述第一刻蚀区域的缓冲结构和/或所述第二刻蚀区域的缓冲结构位于远离所述释放孔的一侧。
可选地，所述保护墙的上表面与所述铌酸锂薄膜层的上表面相平齐。
可选地，所述保护墙的材料包括二氧化硅、碳化硅和氮化硅中任意一种或至少两种的组合。
本发明实施例的有益效果包括：
该谐振器包括衬底以及依次设置于衬底上的二氧化硅层和铌酸锂薄膜层，其中，铌酸锂薄膜层上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域，以使第一刻蚀区域和第二刻蚀区域之间既能够形成预设区域，第一刻蚀区域的端部和第二刻蚀区域的端部又不会对应连接发生闭合(即预设区域不会封闭而是具有开口)，从而避免形成空腔后铌酸锂薄膜层发生塌陷。对铌酸锂薄膜层的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域分别刻蚀并穿透二氧化硅层至露出衬底，在第一刻蚀区域和第二刻蚀区域内填充保护墙，保护墙至少超出二氧化硅层的上表面，以通过保护墙起到限制和保护的作用，从而使得后续步骤中通过释放孔通入气体或者液体等刻蚀介质时，刻蚀介质只能对第一刻蚀区域和第二刻蚀区域之间(预设区域内)的二氧化硅层进行刻蚀，而不能对保护墙以及保护墙背后(预设区域外)的二氧化硅层进行刻蚀，进而有效控制空腔的形状使其与预设形状相符合，最终能够避免影响器件性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为现有技术提供的谐振器的制备示意图；
图2为现有技术提供的谐振器的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的谐振器的结构示意图之一；
图4为图3中A-A′处的剖视图；
图5为本发明一实施例提供的谐振器的结构示意图之二；
图6为图5中A-A′处的剖视图；
图7为本发明一实施例提供的谐振器的结构示意图之三；
图8为图7中A-A′处的剖视图；
图9为本发明一实施例提供的谐振器的结构示意图之四；
图10为图9中A-A′处的剖视图；
图11为本发明一实施例提供的谐振器的结构示意图之五；
图12为本发明另一实施例提供的谐振器的结构示意图之一；
图13为本发明另一实施例提供的谐振器的结构示意图之二；
图14为本发明另一实施例提供的谐振器的结构示意图之三。
图标：100、500-谐振器；101、501-铌酸锂薄膜层；102-无定形层；103-铌酸锂体介质；104、504-二氧化硅层；105、505-衬底；106、506-电极；107、507-释放孔；108、508-空腔；509-保护墙；510-缓冲结构；511-缓冲通道；512-第一刻蚀区域；513-第二刻蚀区域。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，现有技术中，铌酸锂薄膜层一般通过离子束剪切方法获得，具体制备方法如下：为获取高质量铌酸锂薄膜层101，首先，在铌酸锂体介质103的上表面进行氦离子注入，获得无定形层102。与此同时，在衬底105的上表面沉积一定厚度的二氧化硅层104。随后，将两者的上表面粘合在一起，经过退火处理后，粘合后的样品会在无定形层102处劈裂，这样就获取到了包含铌酸锂薄膜层101、二氧化硅层104和衬底105的晶圆。
如图1和图2所述，现有技术中，基于铌酸锂(LiNbO3)薄膜的微机电系统(MEMS)射频谐振器，具体制备方法如下：一般在包含铌酸锂薄膜层101、二氧化硅层104和衬底105的晶圆上，进行MEMS射频谐振器100的制备。具体地，首先在铌酸锂薄膜层101的上表面沉积电极106并图案化，然后再刻蚀释放孔107，最后利用气体或者液体等刻蚀介质从释放孔107进入，通过各向同性反应把二氧化硅层104腐蚀掉，形成空腔108。
但是，在利用气体或者液体等刻蚀介质从释放孔进入并腐蚀二氧化硅层104形成空腔108的过程中，存在各向同性释放现象，导致空腔108的形状无法控制，容易导致空腔108的形状与设计不符的问题，最终严重影响器件性能。
为此，请结合参照图3至图14，本实施例提供一种谐振器500，包括衬底505以及依次设置于衬底505上的二氧化硅层504和铌酸锂薄膜层501，其中，铌酸锂薄膜层501上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513，对铌酸锂薄膜层501的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513分别刻蚀并穿透二氧化硅层504至露出衬底505，在第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内填充保护墙509，保护墙509至少超出二氧化硅层504的上表面。该谐振器500能够有效控制空腔508的形状，从而避免影响器件性能。
需要说明的是，该谐振器500包括衬底505以及依次设置于衬底505上的二氧化硅层504和铌酸锂薄膜层501，换句话说，该谐振器500的制备是在包含铌酸锂薄膜层501、二氧化硅层504和衬底505的晶圆上进行的，其中，该晶圆的制备可以采用离子束剪切方法，该方法本领域技术人员应当能够从前述内容或者现有技术中获取并知晓，这里不再赘述。
铌酸锂薄膜层501上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513，换句话说，铌酸锂薄膜层501上划分有第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513，第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513呈间隔设置，且第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间具有预设距离。这样一来，第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间既能够形成预设区域，第一刻蚀区域512的端部和第二刻蚀区域513的端部又不会对应连接发生闭合(即预设区域不会封闭而是具有开口)，以避免形成空腔508后铌酸锂薄膜层501发生塌陷。此外，预设距离可以根据所需的谐振区域进行合理的选择和设计，这里不作具体限制，只需使得预设区域等于或者略大于谐振区域即可。
对铌酸锂薄膜层501的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513分别刻蚀并穿透二氧化硅层504至露出衬底505的上表面，以使位于第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内的二氧化硅层504被刻蚀完全，具体刻蚀的方法可以采用现有技术中常用的刻蚀方法，这里不再赘述。当位于第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内的二氧化硅层504被刻蚀完全以后，在第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内分别填充保护墙509，保护墙509至少超出二氧化硅层504的下表面，或者说，保护墙509的上表面至少与铌酸锂薄膜层501的下表面相平齐，可选地，保护墙509的上表面与铌酸锂薄膜层501的上表面相平齐，以通过保护墙509起到限制和保护的作用，从而使得后续步骤中通过释放孔507通入气体或者液体等刻蚀介质时，刻蚀介质只能对第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间(预设区域内)的二氧化硅层504进行刻蚀，而不能对保护墙509以及保护墙509背后(预设区域外)的二氧化硅层504进行刻蚀，进而有效控制空腔508的形状使其与预设形状相符合，最终能够避免影响器件性能。
可选地，保护墙509的材料包括二氧化硅、碳化硅和氮化硅中任意一种或至少两种的组合，例如，保护墙509的材料包括二氧化硅，或者，保护墙509的材料包括二氧化硅和氮化硅，或者，保护墙509的材料包括二氧化硅、碳化硅和氮化硅等等，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制，只需使得保护墙509能够不被刻蚀介质刻蚀即可。
如上所述，该谐振器500包括衬底505以及依次设置于衬底505上的二氧化硅层504和铌酸锂薄膜层501，其中，铌酸锂薄膜层501上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513，以使第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间既能够形成预设区域，第一刻蚀区域512的端部和第二刻蚀区域513的端部又不会对应连接发生闭合(即预设区域不会封闭而是具有开口)，从而避免形成空腔508后铌酸锂薄膜层501发生塌陷。对铌酸锂薄膜层501的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513分别刻蚀并穿透二氧化硅层504至露出衬底505，在第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内填充保护墙509，保护墙509至少超出二氧化硅层504的上表面，以通过保护墙509起到限制和保护的作用，从而使得后续步骤中通过释放孔507通入气体或者液体等刻蚀介质时，刻蚀介质只能对第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间(预设区域内)的二氧化硅层504进行刻蚀，而不能对保护墙509以及保护墙509背后(预设区域外)的二氧化硅层504进行刻蚀，进而有效控制空腔508的形状使其与预设形状相符合，最终能够避免影响器件性能。
可选地，该谐振器500还包括依次形成于铌酸锂薄膜层501上的下电极层、压电层和上电极层(共同组成电极506)，其中，衬底505的上表面形成有声反射结构，声反射结构、下电极506、压电层和上电极506在层叠方向上的交叠区域形成谐振区域；第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513环绕于谐振区域的外周，从而保证对应位于谐振区域内的二氧化硅层504能够被完全刻蚀。示例地，第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513的内周在衬底505上的正投影与谐振区域的外周在衬底505上的正投影相互重合。
由于第一刻蚀区域512的端部和第二刻蚀区域513的端部没有对应连接发生闭合(即预设区域具有开口)，因此，后续步骤中通过释放孔507通入气体或者液体等刻蚀介质时，刻蚀介质在将第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513之间(预设区域内)的二氧化硅层504的刻蚀以后，还是会通过第一刻蚀区域512的端部和第二刻蚀区域513的端部之间(即预设区域的开口处)继续向外流动对此处的二氧化硅层504进行刻蚀，此时，操作者可以停止向释放孔507内继续通入刻蚀介质。为了尽可能地延缓刻蚀介质向外流动的速度，以使操作者能够具有一定的反应时间，如图3至图14所示，在本实施例中，在第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513的对接位置(即第一刻蚀区域512的端部和第二刻蚀区域513的端部相对应的位置，亦即预设区域的开口处)，第一刻蚀区域512和/或第二刻蚀区域513的端部形成有缓冲结构510，以在对接位置形成用于限定刻蚀介质的路径的缓冲通道511，从而能够尽可能少地对预设区域外的二氧化硅层504进行刻蚀。
可选地，第一刻蚀区域512或第二刻蚀区域513设置有缓冲结构510，例如，第一刻蚀区域512设置有缓冲结构510，第二刻蚀区域513的端部与第一刻蚀区域512的缓冲结构510相配合，或者，第二刻蚀区域513设置有缓冲结构510，第一刻蚀区域512的端部与第二刻蚀区域513的缓冲结构510相配合。
示例地，如图3至图11所示，在一实施例中，第二刻蚀区域513设置有缓冲结构510，缓冲结构510在衬底505上的正投影为U形，第一刻蚀区域512的端部伸入第二刻蚀区域513的缓冲结构510之间，即可在对接位置形成呈U形的缓冲通道511。当然，在其他实施例中，还可以是第一刻蚀区域512设置有缓冲结构510，缓冲结构510在衬底505上的正投影为U形，第二刻蚀区域513的端部伸入第一刻蚀区域512的缓冲结构510之间，即可在对接位置形成呈U形的缓冲通道511。在没有缓冲通道511(或者说缓冲结构510)的情况，刻蚀介质可以经由预设区域的开口处直接流出，在上述两种具有U形缓冲通道511的情况下，刻蚀介质需要经由缓冲通道511以U形路径逐渐流出，能够延长刻蚀介质的流动路径，延缓刻蚀介质的流动速度，从而能够尽可能少地对预设区域外的二氧化硅层504进行刻蚀。
可选地，第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513均设置有缓冲结构510，第一刻蚀区域512的缓冲结构510与第二刻蚀区域513的缓冲结构510相配合。
示例地，如图12至图14所示，在另一实施例中，缓冲结构510在衬底505上的正投影为圆弧形，第一刻蚀区域512的缓冲结构510与第二刻蚀区域513的缓冲结构510呈同心设置，即可在对接位置形成呈圆弧形的缓冲通道511。当然，在其他实施例中，还可以是缓冲结构510在衬底505上的正投影为蜗壳形，第一刻蚀区域512的缓冲结构510与第二刻蚀区域513的缓冲结构510呈同心设置，即可在对接位置形成呈蜗壳形的缓冲通道511。在没有缓冲通道511(或者说缓冲结构510)的情况，刻蚀介质可以经由预设区域的开口处直接流出，在上述具有圆弧形缓冲通道511以及具有蜗壳形缓冲通道511的情况下，刻蚀介质需要经由缓冲通道511以弧形路径逐渐流出，能够延长刻蚀介质的流动路径，延缓刻蚀介质的流动速度，从而能够尽可能少地对预设区域外的二氧化硅层504进行刻蚀。
示例地，在又一实施例中，缓冲结构510在衬底505上的正投影为U形，第一刻蚀区域512的缓冲结构510与第二刻蚀区域513的缓冲结构510呈交错设置，即可在对接位置形成呈S形的缓冲通道511。在没有缓冲通道511(或者说缓冲结构510)的情况，刻蚀介质可以经由预设区域的开口处直接流出，在上述具有S形缓冲通道511的情况下，刻蚀介质需要经由缓冲通道511以S形路径逐渐流出，能够延长刻蚀介质的流动路径，延缓刻蚀介质的流动速度，从而能够尽可能少地对预设区域外的二氧化硅层504进行刻蚀。
值得注意的是，上述U形缓冲通道511、弧形缓冲通道511、蜗壳形缓冲通道511以及S形缓冲通道511，均是对缓冲结构510的具体形式以及第一刻蚀区域512(的端部或缓冲结构510)和第二刻蚀区域513(的端部或缓冲结构510)相配合的具体形式进行的举例说明，并不用于限制缓冲结构510的实际形式以及第一刻蚀区域512(的端部或缓冲结构510)和第二刻蚀区域513(的端部或缓冲结构510)相配合的实际形式，缓冲通道511还可以呈除直线以外的其他形状，例如W形、Y形、Z形等等。
如图7、图9和图11所示，铌酸锂薄膜层501上形成有释放孔507，释放孔507穿透铌酸锂薄膜层501至露出二氧化硅层504；第一刻蚀区域512的缓冲结构510和/或第二刻蚀区域513的缓冲结构510位于远离释放孔507的一侧，以使刻蚀介质通过释放孔507进入后能够优先将预设区域内的二氧化硅层504刻蚀完全，从而避免发生刻蚀介质通过释放孔507进入后未能够将预设区域内的二氧化硅层504刻蚀完全就经由预设区域的开口处(或者说缓冲通道511)流向预设区域外的情况。值得注意的是，附图中释放孔507的具体形式仅用于说明示意，并不用于限制释放孔507的具体形式。
如图3至图10所示，该谐振器500的制备方法包括以下步骤：在包含铌酸锂薄膜层101、二氧化硅层104和衬底105的铌酸锂晶圆上，对铌酸锂薄膜层101以预设距离划分相间隔的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513；对铌酸锂薄膜层501的第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513分别刻蚀并穿透二氧化硅层504至露出衬底505，在第一刻蚀区域512和第二刻蚀区域513内填充保护墙509，保护墙509至少超出二氧化硅层504的上表面，并化学机械抛光；在铌酸锂薄膜层501上沉积电极(包括依次形成于铌酸锂薄膜层501上的下电极层、压电层和上电极层)并图案化；对铌酸锂薄膜层501刻蚀并穿透铌酸锂薄膜层501至露出二氧化硅层504；向释放孔507内通入气体或者液体等刻蚀介质，以与预设区域内的二氧化硅层504反应，形成对应位于谐振区域下方的空腔508。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种谐振器，其特征在于，包括衬底以及依次设置于所述衬底上的二氧化硅层和铌酸锂薄膜层，其中，所述铌酸锂薄膜层上划分有以预设距离相间隔的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域，对所述铌酸锂薄膜层的第一刻蚀区域和第二刻蚀区域分别刻蚀并穿透所述二氧化硅层至露出所述衬底，在所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域内填充保护墙，所述保护墙至少超出所述二氧化硅层的上表面。
2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，还包括依次形成于所述铌酸锂薄膜层上的下电极层、压电层和上电极层，其中，所述衬底的上表面形成有声反射结构，所述声反射结构、所述下电极、所述压电层和所述上电极在层叠方向上的交叠区域形成谐振区域；
所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域环绕于所述谐振区域的外周。
3.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，在所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域的对接位置，所述第一刻蚀区域和/或所述第二刻蚀区域的端部形成有缓冲结构，以在对接位置形成用于限定刻蚀介质的路径的缓冲通道。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其特征在于，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为U形，所述第一刻蚀区域设置有缓冲结构，所述第二刻蚀区域的端部伸入所述第一刻蚀区域的缓冲结构之间，或者，所述第二刻蚀区域设置有缓冲结构，所述第一刻蚀区域的端部伸入所述第二刻蚀区域的缓冲结构之间。
5.根据权利要求3所述的谐振器，其特征在于，所述第一刻蚀区域和所述第二刻蚀区域均设置有缓冲结构，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构相配合。
6.根据权利要求5所述的谐振器，其特征在于，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为U形，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构呈交错设置。
7.根据权利要求5所述的谐振器，其特征在于，所述缓冲结构在所述衬底上的正投影为圆弧形或蜗壳形，所述第一刻蚀区域的缓冲结构与所述第二刻蚀区域的缓冲结构呈同心设置。
8.根据权利要求3-7中任意一项所述的谐振器，其特征在于，所述铌酸锂薄膜层上形成有释放孔，所述释放孔穿透所述铌酸锂薄膜层至露出所述二氧化硅层；
所述第一刻蚀区域的缓冲结构和/或所述第二刻蚀区域的缓冲结构位于远离所述释放孔的一侧。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的谐振器，其特征在于，所述保护墙的上表面与所述铌酸锂薄膜层的上表面相平齐。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的谐振器，其特征在于，所述保护墙的材料包括二氧化硅、碳化硅和氮化硅中任意一种或至少两种的组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111114980.4A CN113810012B (zh) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 一种谐振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111114980.4A CN113810012B (zh) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 一种谐振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113810012A true CN113810012A (zh) | 2021-12-17 |
| CN113810012B CN113810012B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=78940346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111114980.4A Active CN113810012B (zh) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 一种谐振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113810012B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116032233A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-04-28 | 武汉敏声新技术有限公司 | 谐振器的制备方法及谐振器 |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5801069A (en) * | 1995-09-11 | 1998-09-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating thin film piezoelectric device |
| EP1180494A2 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Agere Systems Guardian Corporation | Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing |
| US20050012571A1 (en) * | 2003-05-29 | 2005-01-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Film bulk acoustic resonator having supports and manufacturing method therefore |
| WO2008001253A2 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Nxp B.V. | Integrated single-crystal mems device |
| JP2008131356A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振子およびその製造方法 |
| US20160153856A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Seiko Epson Corporation | Electronic device, physical quantity sensor, pressure sensor, vibrator, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
| CN107528561A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-29 | 电子科技大学 | 一种空腔型薄膜体声波谐振器及其制备方法 |
| US20190245509A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Zhuhai Crystal Resonance Technologies Co., Ltd. | Method for fabricating single crystal piezoelectric rf resonators and filters with improved cavity definition |
| CN111294007A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-06-16 | 武汉大学 | 一种超高频压电谐振器及其制备方法 |
| US20200204147A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Samsung Electro-Mechanics., CO., LTD. | Acoustic resonator |
| US20200350891A1 (en) * | 2018-06-15 | 2020-11-05 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with etch-stop layer |
| CN212163295U (zh) * | 2020-04-01 | 2020-12-15 | 河源市众拓光电科技有限公司 | 基于铌酸锂薄膜的空气隙型剪切波谐振器 |
| US20200412329A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-31 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with lateral etch stop |
| US20210013859A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-01-14 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with etched conductor patterns |
| US20210067123A1 (en) * | 2016-03-11 | 2021-03-04 | Akoustis, Inc. | Rf acoustic wave resonators integrated with high electron mobility transistors including a shared piezoelectric/buffer layer and methods of forming the same |
| WO2021102640A1 (zh) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | 开元通信技术（厦门）有限公司 | 声波器件及其制作方法 |
| US20210250012A1 (en) * | 2018-07-20 | 2021-08-12 | Global Communication Semiconductors, Llc. | Support Structure for Bulk Acoustic Wave Resonator |
| CN113328722A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-31 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及制备方法 |
-
2021
- 2021-09-23 CN CN202111114980.4A patent/CN113810012B/zh active Active
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5801069A (en) * | 1995-09-11 | 1998-09-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating thin film piezoelectric device |
| EP1180494A2 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Agere Systems Guardian Corporation | Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing |
| US6355498B1 (en) * | 2000-08-11 | 2002-03-12 | Agere Systems Guartian Corp. | Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing |
| US20050012571A1 (en) * | 2003-05-29 | 2005-01-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Film bulk acoustic resonator having supports and manufacturing method therefore |
| WO2008001253A2 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Nxp B.V. | Integrated single-crystal mems device |
| JP2008131356A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振子およびその製造方法 |
| US20160153856A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Seiko Epson Corporation | Electronic device, physical quantity sensor, pressure sensor, vibrator, altimeter, electronic apparatus, and moving object |
| US20210067123A1 (en) * | 2016-03-11 | 2021-03-04 | Akoustis, Inc. | Rf acoustic wave resonators integrated with high electron mobility transistors including a shared piezoelectric/buffer layer and methods of forming the same |
| CN107528561A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-29 | 电子科技大学 | 一种空腔型薄膜体声波谐振器及其制备方法 |
| US20190245509A1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-08 | Zhuhai Crystal Resonance Technologies Co., Ltd. | Method for fabricating single crystal piezoelectric rf resonators and filters with improved cavity definition |
| US20200350891A1 (en) * | 2018-06-15 | 2020-11-05 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with etch-stop layer |
| US20210013859A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-01-14 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with etched conductor patterns |
| US20210250012A1 (en) * | 2018-07-20 | 2021-08-12 | Global Communication Semiconductors, Llc. | Support Structure for Bulk Acoustic Wave Resonator |
| US20200204147A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Samsung Electro-Mechanics., CO., LTD. | Acoustic resonator |
| US20200412329A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-31 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with lateral etch stop |
| WO2021102640A1 (zh) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | 开元通信技术（厦门）有限公司 | 声波器件及其制作方法 |
| CN111294007A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-06-16 | 武汉大学 | 一种超高频压电谐振器及其制备方法 |
| CN212163295U (zh) * | 2020-04-01 | 2020-12-15 | 河源市众拓光电科技有限公司 | 基于铌酸锂薄膜的空气隙型剪切波谐振器 |
| CN113328722A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-31 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种薄膜体声波谐振器及制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116032233A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-04-28 | 武汉敏声新技术有限公司 | 谐振器的制备方法及谐振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113810012B (zh) | 2023-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10911021B2 (en) | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with lateral etch stop | |
| EP1523096B1 (en) | Method for manufacturing a film bulk acoustic resonator | |
| US6663231B2 (en) | Monolithic nozzle assembly formed with mono-crystalline silicon wafer and method for manufacturing the same | |
| EP1974465B1 (en) | A mems resonator, a method of manufacturing thereof, and a mems oscillator | |
| EP1180494B1 (en) | Thin film resonators fabricated on membranes created by front side releasing | |
| US7544531B1 (en) | Ground strap for suppressing stiction during MEMS fabrication | |
| JP2007221588A (ja) | 薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器の製造方法 | |
| CN110636422A (zh) | 半导体器件及其形成方法 | |
| KR20050066104A (ko) | Ｆｂａｒ 소자 및 그 제조방법 | |
| JP2022507325A (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| JP2012096316A (ja) | 電子装置および電子装置の製造方法 | |
| CN113810012A (zh) | 一种谐振器 | |
| KR101710714B1 (ko) | 테라헤르츠 발진기용 멤스 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP2022507219A (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| JP2022507223A (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| US20230238933A1 (en) | Cavity structure of bulk acoustic resonator, and manufacturing process | |
| CN111294007A (zh) | 一种超高频压电谐振器及其制备方法 | |
| JP2010041153A (ja) | 圧電共振器およびその製造方法 | |
| CN111377389A (zh) | 超声换能器件及制备方法 | |
| US6846691B2 (en) | Method for making micromechanical structures having at least one lateral, small gap therebetween and micromechanical device produced thereby | |
| EP1568655B1 (en) | Micromachine and method of producing the same | |
| JP2022507306A (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| US6406933B1 (en) | Production method for micromechanical components | |
| JP2008072209A (ja) | 振動子、これをもちいた電気機械共振器及びその製造方法 | |
| JP2022507221A (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |