CN114094970B - 用于制作薄膜体声波谐振器的方法及谐振器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及谐振器技术领域，公开一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：形成谐振结构；在谐振结构的一侧淀积介质层；在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；在硅材料层形成第一通孔；利用第一通孔在介质层上形成第二通孔，暴露出所述谐振结构；在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔。这样通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。本申请还公开一种薄膜体声波谐振器。
Description
技术领域
本申请涉及谐振器技术领域，例如涉及一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法及谐振器。
背景技术
目前，传统的薄膜体声波谐振器结构包括压电层、上电极结构、下电极结构和衬底；上电极结构设置在压电层一侧；下电极结构设置在压电层另一侧，衬底设置在下电极结构远离压电层的一侧；衬底上设置有谐振空腔；现有技术中，通常是先形成压电层、上电极结构、下电极结构和不包括谐振空腔的衬底后，再在上电极结构、压电层和下电极结构形成释放孔；通过释放孔对衬底进行释放腐蚀，以形成谐振空腔。
在实现本发明实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
由于释放孔很小，而谐振空腔的体积是释放孔体积的400倍以上，因此腐蚀液只能通过释放孔缓慢腐蚀衬底，形成空腔的时间较长。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本发明实施例提供了一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法及谐振器，以能够快速形成空腔。
在一些实施例中，所述用于制作薄膜体声波谐振器的方法包括：形成谐振结构；在所述谐振结构的一侧淀积介质层；在所述介质层远离所述谐振结构的一侧形成硅材料层；在所述硅材料层上形成第一通孔；利用所述第一通孔在所述介质层形成第二通孔，暴露出所述谐振结构；在所述硅材料层远离所述介质层的一侧形成衬底，使得所述谐振结构、所述介质层、所述硅材料层和所述衬底围合形成空腔。
在一些实施例中，所述谐振器通过上述的用于制作薄膜体声波谐振器的方法制得。
本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法及谐振器，可以实现以下技术效果：通过形成谐振结构；并在谐振结构的一侧淀积介质层；然后在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；并在硅材料层上形成第一通孔；利用第一通孔刻蚀介质层，直到暴露出谐振结构，在介质层上形成第二通孔；在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔；这样通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本发明实施例提供的第一个用于制作薄膜体声波谐振器的方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的第二个用于制作薄膜体声波谐振器的方法的示意图；
图3是本发明实施例提供的第三个用于制作薄膜体声波谐振器的方法的示意图；
图4是本发明实施例提供的第四个用于制作薄膜体声波谐振器的方法的示意图；
图5是本发明实施例提供的第五个用于制作薄膜体声波谐振器的方法的示意图；
图6（a）是本发明实施例提供的第一个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（b）是本发明实施例提供的第二个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（c）是本发明实施例提供的第三个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（d）是本发明实施例提供的第四个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（e）是本发明实施例提供的第五个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（f）是本发明实施例提供的第六个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（g）是本发明实施例提供的第七个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（h）是本发明实施例提供的第八个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（i）是本发明实施例提供的第九个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（j）是本发明实施例提供的第十个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（k）是本发明实施例提供的第十一个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（l）是本发明实施例提供的第十二个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（m）是本发明实施例提供的第十三个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（n）是本发明实施例提供的第十四个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（o）是本发明实施例提供的第十五个薄膜体声波谐振器的半成品结构示意图；
图6（p）是本发明实施例提供的一个薄膜体声波谐振器的结构示意图；
图6（q）是本发明实施例提供的一个薄膜体声波谐振器的频率响应示意图。
附图标记：
1、待移除层；11、硅片；12、氧化层；13、氮化铝层；14、上电极层；15、压电层；16、下电极层；17、下电极边缘凸起框架层；18、钝化层；2、下电极结构；3、上电极结构；19、介质层；20、硅材料层；21、第二金属层；22、第一金属层；23、第一键合层；24、支撑层；25、第二键合层；26、衬底。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本发明实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。
结合图1所示，本发明实施例提供一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：
步骤S101，形成谐振结构；
步骤S102，在谐振结构的一侧淀积介质层；
步骤S103，在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；
步骤S104，在硅材料层形成第一通孔；
步骤S105，利用第一通孔在介质层上形成第二通孔，暴露出谐振结构；
步骤S106，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔。
采用本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法，通过形成谐振结构；并在谐振结构的一侧淀积介质层；然后在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；并在硅材料层上形成第一通孔；利用第一通孔刻蚀介质层，直到暴露出谐振结构，在介质层上形成第二通孔；在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔；这样通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。并且，由于现有薄膜体声波谐振器的制造工艺中释放孔较小，因此利用释放孔释放腐蚀衬底后，将腐蚀液清洗出来也比较困难，同时为了保证空腔形状，需要在衬底上设置腐蚀边界层；这样导致空腔的制作工艺比较复杂；而本申请通过第一通孔对介质层进行刻蚀，不需要清洗腐蚀液，也不需要设置腐蚀边界层，简化了空腔的制造工艺。另外，由于现有薄膜体声波谐振器的空腔设置在衬底上，且空腔的高度约3微米；因此在利用释放孔释放腐蚀衬底时由于残留物或者表面张力的原因容易造成结构粘连，而本方案中的空腔由谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成，从而能够避免结构粘连。
可选地，在硅材料层上形成第一通孔，包括：通过深硅刻蚀DRIE工艺在硅材料层上刻蚀，获得第一通孔。
可选地，形成谐振结构，包括：在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层、下电极边缘凸起框架层；刻蚀下电极边缘凸起框架层暴露出下电极层；在下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，直到暴露出压电层的一端，获得下电极结构；移除待移除层；刻蚀氮化铝层和上电极层，直到暴露出压电层不与下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构。这样能够实现上电极结构及下电极结构的精确图形化。
在一些实施例中，上电极层和下电极层由钼Mo、铝Al、铜Cu、铂Pt、钽Ta、钨W、钯Pd或钌Ru制成。
在一些实施例中，压电层由氮化铝AlN、氧化锌ZnO、铌酸锂LiNbO3、钽酸锂LiTaO3、锆钛酸铅PZT、钛酸锶钡BST等具有压电性能的材料或者它们的叠层组合制成。
在一些实施例中，下电极边缘凸起框架层由导电材料制成。
在一些实施例中，钝化层由氮化硅SiN、氮化铝AlN、氧化硅SiO2或氮氧化硅SiNO等材料制成。
在一些实施例中，刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，包括：利用等离子刻蚀工艺或湿式化学品刻蚀工艺，或者两者的组合对钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层进行刻蚀。从而实现下电极结构的精确图形化。
可选地，介质层淀积在下电极结构远离压电层的一侧以及压电层不与下电极结构连接的一端。可选地，介质层由二氧化硅SiO2、磷硅玻璃PSG或参杂磷和硼的二氧化硅制成。
可选地，待移除层通过以下方式获得：在预设的硅片上生成氧化层，获得待移除层。
可选地，移除待移除层包括：利用grinding研磨工艺、等离子干法刻蚀工艺、湿法化学腐蚀工艺中的一种或多种移除待移除层。
可选地，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，包括：利用第二键合层将衬底键合在硅材料层远离介质层的一侧。
可选地，第二键合层上设置有通孔。
可选地，获得上电极结构后，还包括：通过第一金属层与下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于压电层不与上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于氮化铝层外。
可选地，通过第一金属层与下电极结构进行连接，包括：在压电层不与上电极结构连接的一端设置有第三通孔，第一金属层通过第三通孔与下电极结构连接。
可选地，通过第二金属层与上电极结构进行连接，包括：氮化铝层上设置有第四通孔，第二金属层通过第四通孔与上电极结构进行连接。
结合图2所示，本发明实施例提供一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：
步骤S201，在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层；
步骤S202，在下电极层远离压电层的一侧淀积下电极边缘凸起框架层，并对下电极边缘凸起框架层进行刻蚀，直到暴露出下电极层；
步骤S203，在下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；
步骤S204，刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，直到暴露出压电层的一端，获得下电极结构；
步骤S205，在下电极结构远离压电层的一侧及暴露出的压电层上淀积介质层；
步骤S206，在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；
步骤S207，移除待移除层；
步骤S208，刻蚀氮化铝层和上电极层，直到暴露出压电层不与下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构；
步骤S209，通过第一金属层与下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于压电层不与上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于氮化铝层外；
步骤S210在硅材料层形成第一通孔；
步骤S211，利用第一通孔在介质层形成第二通孔，暴露出下电极结构；
步骤S212，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得下电极结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔。
采用本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法，通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。并且，由于现有薄膜体声波谐振器的制造工艺中释放孔较小，因此利用释放孔释放腐蚀衬底后，将腐蚀液清洗出来也比较困难，同时为了保证空腔形状，需要在衬底上设置腐蚀边界层；这样导致空腔的制作工艺比较复杂；而本申请通过第一通孔对介质层进行刻蚀，不需要清洗腐蚀液，也不需要设置腐蚀边界层，简化了空腔的制造工艺。另外，由于现有薄膜体声波谐振器的空腔设置在衬底上，且空腔的高度约3微米；因此在利用释放孔释放腐蚀衬底时由于残留物或者表面张力的原因容易造成结构粘连，而本方案中的空腔由谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成，从而能够避免结构粘连。
可选地，在硅材料层上形成第一通孔前，还包括：在上电极结构远离压电层的一侧、第一金属层远离压电层的一侧、第二金属层远离上电极结构的一侧及压电层不与上电极结构连接的一端形成支撑层。这样，支撑层能够为形成第一通孔做支撑，同时还能够避免损坏上电极结构。
可选地，支撑层由玻璃或蓝宝石制成。
可选地，形成支撑层包括：利用第一键合层将支撑层间隔在上电极结构远离压电层的一侧、第一金属层远离压电层的一侧、第二金属层远离上电极结构的一侧以及压电层不与上电极结构连接的一端。
结合图3所示，本发明实施例提供一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：
步骤S301，在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层；
步骤S302，在下电极层远离压电层的一侧淀积下电极边缘凸起框架层，并对下电极边缘凸起框架层进行刻蚀，直到暴露出下电极层；
步骤S303，在下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；
步骤S304，刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，直到暴露出压电层的一端，获得下电极结构；
步骤S305，在下电极结构远离压电层的一侧及暴露出的压电层上淀积介质层；
步骤S306，在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；
步骤S307，移除待移除层；
步骤S308，刻蚀氮化铝层和上电极层，直到暴露出压电层不与下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构；
步骤S309，通过第一金属层与下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于压电层不与上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于氮化铝层外；
步骤S310，在上电极结构远离压电层的一侧、第一金属层远离压电层的一侧、第二金属层远离上电极结构的一侧及压电层不与上电极结构连接的一端形成支撑层；
步骤S311，在硅材料层形成第一通孔；
步骤S312，利用第一通孔在介质层形成第二通孔，暴露出下电极结构；
步骤S313，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得下电极结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔。
采用本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法，通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。并且，由于现有薄膜体声波谐振器的制造工艺中释放孔较小，因此利用释放孔释放腐蚀衬底后，将腐蚀液清洗出来也比较困难，同时为了保证空腔形状，需要在衬底上设置腐蚀边界层；这样导致空腔的制作工艺比较复杂；而本申请通过第一通孔对介质层进行刻蚀，不需要清洗腐蚀液，也不需要设置腐蚀边界层，简化了空腔的制造工艺。另外，由于现有薄膜体声波谐振器的空腔设置在衬底上，且空腔的高度约3微米；因此在利用释放孔释放腐蚀衬底时由于残留物或者表面张力的原因容易造成结构粘连，而本方案中的空腔由谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成，从而能够避免结构粘连。
可选地，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底后，还包括：移除支撑层。这样使得支撑层能够循环利用。
结合图4所示，本发明实施例提供一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：
步骤S401，在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层；
步骤S402，在下电极层远离压电层的一侧淀积下电极边缘凸起框架层，并对下电极边缘凸起框架层进行刻蚀，直到暴露出下电极层；
步骤S403，在下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；
步骤S404，刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，直到暴露出压电层的一端，获得下电极结构；
步骤S405，在下电极结构远离压电层的一侧及暴露出的压电层上淀积介质层；
步骤S406，在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；
步骤S407，移除待移除层；
步骤S408，刻蚀氮化铝层和上电极层，直到暴露出压电层不与下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构；
步骤S409，通过第一金属层与下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于压电层不与上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于氮化铝层外；
步骤S410，在上电极结构远离压电层的一侧、第一金属层远离压电层的一侧、第二金属层远离上电极结构的一侧及压电层不与上电极结构连接的一端形成支撑层；
步骤S411，在硅材料层形成第一通孔；
步骤S412，利用第一通孔在介质层形成第二通孔，暴露出下电极结构；
步骤S413，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得下电极结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔；
步骤S414，移除支撑层。
采用本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法，通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。并且，由于现有薄膜体声波谐振器的制造工艺中释放孔较小，因此利用释放孔释放腐蚀衬底后，将腐蚀液清洗出来也比较困难，同时为了保证空腔形状，需要在衬底上设置腐蚀边界层；这样导致空腔的制作工艺比较复杂；而本申请通过第一通孔对介质层进行刻蚀，不需要清洗腐蚀液，也不需要设置腐蚀边界层，简化了空腔的制造工艺。另外，由于现有薄膜体声波谐振器的空腔设置在衬底上，且空腔的高度约3微米；因此在利用释放孔释放腐蚀衬底是由于残留物或者表面张力的原因容易造成结构粘连，而本方案中的空腔由谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成，这样能够避免结构粘连。
可选地，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，包括：利用键合层将衬底键合在硅材料层上。
可选地，在谐振结构的一侧淀积介质层后，还包括：对介质层进行平坦化处理。
结合图5所示，本发明实施例提供一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，包括：
步骤S501，在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层；
步骤S502，在下电极层远离压电层的一侧淀积下电极边缘凸起框架层，并对下电极边缘凸起框架层进行刻蚀，直到暴露出下电极层；
步骤S503，在下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；
步骤S504，刻蚀钝化层、下电极边缘凸起框架层和下电极层，直到暴露出压电层的一端，获得下电极结构；
步骤S505，在下电极结构远离压电层的一侧及暴露出的压电层上淀积介质层，对介质层进行平坦化处理；
步骤S506，在介质层远离谐振结构的一侧形成硅材料层；
步骤S507，移除待移除层；
步骤S508，刻蚀氮化铝层和上电极层，直到暴露出压电层不与下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构；
步骤S509，通过第一金属层与下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于压电层不与上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于氮化铝层外；
步骤S510，在上电极结构远离压电层的一侧、第一金属层远离压电层的一侧、第二金属层远离上电极结构的一侧及压电层不与上电极结构连接的一端形成支撑层；
步骤S511，在硅材料层形成第一通孔；
步骤S512，利用第一通孔在介质层形成第二通孔，暴露出下电极结构；
步骤S513，在硅材料层远离介质层的一侧形成衬底，使得下电极结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔；
步骤S514，移除支撑层。
采用本发明实施例提供的用于制作薄膜体声波谐振器的方法，通过硅材料层刻蚀介质层，使得谐振结构暴露，相较于通过释放孔释放腐蚀衬底的方式，能够更快的暴露出谐振结构，从而能够快速形成空腔。并且，由于现有薄膜体声波谐振器的制造工艺中释放孔较小，因此利用释放孔释放腐蚀衬底后，将腐蚀液清洗出来也比较困难，同时为了保证空腔形状，需要在衬底上设置腐蚀边界层；这样导致空腔的制作工艺比较复杂；而本申请通过第一通孔对介质层进行刻蚀，不需要清洗腐蚀液，也不需要设置腐蚀边界层，简化了空腔的制造工艺。另外，由于现有薄膜体声波谐振器的空腔设置在衬底上，且空腔的高度约3微米；因此在利用释放孔释放腐蚀衬底是由于残留物或者表面张力的原因容易造成结构粘连，而本方案中的空腔由谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成，这样能够避免结构粘连。
在一些实施例中，结合图6（a）至图6（p）所示，在预设的硅片11上生成氧化层12，获得如图6（a）所示的待移除层1；在氧化层12远离硅片11的一侧从下到上依次淀积氮化铝层13、上电极层14、压电层15和下电极层16；获得如图6（b）所示的谐振器的半成品结构示意图；在下电极层16远离压电层15的一侧淀积下电极边缘凸起框架层17，并对下电极边缘凸起框架层17进行刻蚀，直到暴露出下电极层16，获得如图6（c）所示的谐振器的半成品结构示意图；在下电极边缘凸起框架层17及暴露出的下电极层16上沉积钝化层18，获得如图6（d）所示的谐振器的半成品结构示意图；刻蚀钝化层18、下电极边缘凸起框架层17和下电极层16，直到暴露出压电层15的一端，获得下电极结构2；获得如图6（e）所示的谐振器的半成品结构示意图；在下电极结构2远离压电层15的一侧以及压电层15不与下电极结构2连接的一端淀积介质层19；获得如图6（f）所示的谐振器的半成品结构示意图；在介质层19远离下电极结构2的一侧形成硅材料层20，获得如图6（g）所示的谐振器的半成品结构示意图；将如图6（g）所示的谐振器的半成品结构翻转180度，并移除待移除层1，获得如图6（h）所示的谐振器的半成品结构示意图；刻蚀氮化铝层13和上电极层14，直到暴露出压电层15不与下电极结构2连接的另一端的另一侧，获得上电极结构3；获得如图6（i）所示的谐振器的半成品结构示意图；在压电层15不与上电极结构3连接的一端形成第三通孔；在氮化铝层13上形成第四通孔，获得如图6（j）所示的谐振器的半成品结构示意图；第一金属层22通过第三通孔与下电极结构2连接；且第一金属层22暴露于压电层15不与上电极结构3连接的一端外；第二金属层21通过第四通孔与上电极层14连接，且第二金属层21暴露于氮化铝层13外；获得如图6（k）所示的谐振器的半成品结构示意图；利用第一键合层23将支撑层24键合在上电极结构3远离压电层15的一侧、第一金属层22远离压电层15的一侧、第二金属层21远离上电极结构3的一侧以及压电层15不与上电极结构3连接的一端；获得如图6（l）所示的谐振器的半成品结构示意图；将如图6（l）所示的谐振器的半成品结构翻转180度，减薄硅材料层20至预设厚度；并在硅材料层20形成第一通孔；获得如图6（m）所示的谐振器的半成品结构示意图；利用第一通孔刻蚀介质层19，直到暴露出谐振结构，在介质层19上形成第二通孔；获得如图6（n）所示的谐振器的半成品结构示意图；利用第二键合层25将衬底26键合在硅材料层20远离介质层19的一侧，使得谐振结构、介质层19、硅材料层20和衬底26围合形成空腔，获得如图6（o）所示的谐振器的半成品结构示意图；将如图6（o）所示的谐振器的半成品结构翻转180度，并移除第一键合层23和支撑层24，获得如图6（p）所示的谐振器的结构示意图。这样，在形成谐振结构后，利用第一通孔对介质层进行刻蚀，进而形成空腔，能够保证上电极结构和下电极结构在谐振结构厚度方向上的重叠区域位于空腔内。
本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器，该薄膜体声波谐振器通过上述用于制作薄膜体声波谐振器的方法制得。采用上述用于制作薄膜体声波谐振器的方法制得的薄膜体声波谐振器的Q值和机电耦合系数大于现有薄膜体声波谐振器的Q值和机电耦合系数。在一些实施例中，结合图6（q）可见，其中，线段a是本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器频率响应，线条b是现有薄膜体声波谐振器频率响应；可见，线条b上有尖刺，而线条a上平滑无尖刺；并且，本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器的并联谐振频率高于现有薄膜体声波谐振器的并联谐振频率；因此，本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器的Q值以及机电耦合系数大于现有薄膜体声波谐振器的Q值和机电耦合系数。
可选地，薄膜体声波谐振器，包括：谐振结构、介质层、硅材料层和衬底；介质层设置在谐振结构的一侧，且介质层设置有第二通孔；硅材料层设置在介质层远离谐振结构的一侧，且硅材料层上设置有第一通孔；第一通孔的孔径小于第二通孔的孔径；衬底设置在硅材料层远离介质层的一侧，使得谐振结构、介质层、硅材料层和衬底围合形成空腔。
可选地，谐振结构包括压电层、下电极结构和上电极结构；下电极结构设置在压电层的一侧；上电极结构设置在压电层的另一侧；上电极结构和下电极结构在谐振结构厚度方向上的重叠区域位于空腔内。
以上描述和附图充分地示出了本发明的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”（a）、“一个”（an）和“所述”（the）旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”（comprise）及其变型“包括”（comprises）和/或包括（comprising）等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品（包括但不限于装置、设备等），可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
Claims (9)
1.一种用于制作薄膜体声波谐振器的方法，其特征在于，包括：
形成谐振结构；
在所述谐振结构的一侧淀积介质层；
在所述介质层远离所述谐振结构的一侧形成硅材料层；
在硅材料层形成第一通孔；
利用所述第一通孔在所述介质层上形成第二通孔，暴露出所述谐振结构；
在所述硅材料层远离所述介质层的一侧形成衬底，使得所述谐振结构、所述介质层、所述硅材料层和所述衬底围合形成空腔；
形成谐振结构，包括：
在预设的待移除层上从下往上依次淀积氮化铝层、上电极层、压电层、下电极层；
在所述下电极层远离所述压电层的一侧淀积下电极边缘凸起框架层，并对所述下电极边缘凸起框架层进行刻蚀，直到暴露出所述下电极层；
在所述下电极边缘凸起框架层及暴露出的下电极层上沉积钝化层；
刻蚀所述钝化层、所述下电极边缘凸起框架层和所述下电极层，直到暴露出所述压电层的一端，获得下电极结构；
移除所述待移除层；
刻蚀所述氮化铝层和所述上电极层，直到暴露出所述压电层不与所述下电极结构连接的另一端的另一侧，获得上电极结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得上电极结构后，还包括：
通过第一金属层与所述下电极结构进行连接，将第一金属层暴露于所述压电层不与所述上电极结构连接的一端外；通过第二金属层与所述上电极结构进行连接，将第二金属层暴露于所述氮化铝层外。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述硅材料层上形成第一通孔前，还包括：在所述上电极结构远离所述压电层的一侧、所述第一金属层远离所述压电层的一侧、所述第二金属层远离所述上电极结构的一侧及所述压电层不与所述上电极结构连接的一端形成支撑层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述硅材料层远离所述介质层的一侧形成衬底后，还包括：移除所述支撑层。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硅材料层远离所述介质层的一侧形成衬底，包括：利用第二键合层将所述衬底键合在所述硅材料层上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述谐振结构的一侧淀积介质层后，还包括：
对所述介质层进行平坦化处理。
7.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述薄膜体声波谐振器通过权利要求1至6任一项所述的用于制作薄膜体声波谐振器的方法制得。
8.根据权利要求7所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：
谐振结构；
介质层，设置在所述谐振结构的一侧，所述介质层设置有第二通孔；
硅材料层，设置在所述介质层远离所述谐振结构的一侧，所述硅材料层上设置有第一通孔；所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径；
衬底，设置在所述硅材料层远离所述介质层的一侧，使得所述谐振结构、所述介质层、所述硅材料层和所述衬底围合形成空腔。
9.根据权利要求8所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述谐振结构包括：
压电层；
下电极结构，设置在压电层的一侧；
上电极结构，设置在所述压电层的另一侧；
所述上电极结构和所述下电极结构在所述谐振结构厚度方向上的重叠区域位于所述空腔内。
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