CN114513180A - 薄膜表声波谐振器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄膜表声波谐振器及其制造方法，其中，薄膜表声波谐振器包括：具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，第一叉指与第二叉指间隔设置；第一连接线，至少位于第一叉指的其中一端，与第一叉指电连接；第二连接线，至少位于第二叉指的其中一端，与第二叉指电连接；第一连接线与第一叉指之间具有第一间隙，第一连接线与第一叉指通过跨越第一间隙的第一互连电极连接；和/或，第二连接线与第二叉指之间具有第二间隙，第二连接线与第二叉指通过跨越第二间隙的第二互连电极连接。本发明将叉指与相应连接线通过相应间隙隔开，以降低叉指之外的金属结构对叉指的振动阻碍，同时避免对叉指端部的表面声波造成扰动。

Description

薄膜表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，尤其涉及一种薄膜表声波谐振器及其制造方法。

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。SAW器件(表面声波器件)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。SAW器件(表面声波器件)是将电信号转换为表面波并进行信号处理的电路元件，作为滤波器、谐振器等而被广泛使用。

通常，表面声波谐振器实在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个叉指换能器，分别作为发射换能器和接收换能器。发射换能器将RF信号转换为声表面波，在基片表面上传播，经过一定的延迟后，接收换能器将声信号转换为电信号输出，滤波过程是在电到声和声到电的压电转换中实现。

但是，目前制作出的表声波谐振器，其叉指电极的端部通过传统金属引线电连，容易对叉指电极端部的表面声波造成扰动，使得品质因子(Q)无法进一步提高、成品率低，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表声波谐振器及其制造方法，能够提高薄膜表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，本发明提供了一种薄膜表声波谐振器，包括：

具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，第一叉指与第二叉指间隔设置；

第一连接线，至少位于第一叉指的其中一端，与第一叉指电连接；

第二连接线，至少位于第二叉指的其中一端，与第二叉指电连接；

第一连接线与第一叉指之间具有第一间隙，第一连接线与第一叉指通过跨越第一间隙的第一互连电极连接；

和/或，

第二连接线与第二叉指之间具有第二间隙，第二连接线与第二叉指通过跨越第二间隙的第二互连电极连接。

本发明还提供了一种薄膜表声波谐振器的制造方法，包括：

提供压电层；

在压电层上形成具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，第一叉指和第二叉指间隔设置；

形成第一连接线，第一连接线至少形成于第一叉指的其中一端，且与第一叉指之间具有第一间隙；

和/或，

形成第二连接线，第二连接线至少形成于第二叉指的其中一端，且与第二叉指之间具有第二间隙；

形成第一互连电极，第一互连电极跨越第一间隙并电连接第一叉指和第一连接线；

形成第二互连电极，第二互连电极跨越第二间隙并电连接第二叉指和第二连接线。

本发明的薄膜表声波谐振器的有益效果在于：

在第一叉指的至少一端形成第一连接线，且第一连接线和第一叉指之间形成第一间隙，以将第一叉指和第一连接线间隔开，再通过第一互连电极将被间隔开的第一叉指和第一连接线电连，与传统结构相比，可以降低叉指之外的金属结构对叉指的振动阻碍，同时避免对第一叉指端部的表面声波造成扰动，此外，第一叉指和第一连接线在第一间隙处形成阻抗失配区，从而有效抑制杂波的泄露，进而提升谐振器的Q值；同理，在第二叉指的至少一端形成第二连接线，且第二连接线和第二叉指之间形成第二间隙，以将第二叉指和第二连接线间隔开，再通过第二互连电极将被间隔开的第二叉指和第二连接线电连，与传统结构相比，可以降低叉指之外的金属结构对叉指的振动阻碍，同时避免对第二叉指端部的表面声波造成扰动，此外，第二叉指和第二连接线在第二间隙处形成阻抗失配区，从而有效抑制杂波的泄露，进而提升谐振器的Q值。

进一步地，通过拱形桥结构，以将断开的第一叉指与第一连接线电连接，从而便于第一叉指与外部电连，同样的通过第二拱形桥结构将断开的第二叉指与第二连接线电连接，从而便于第二叉指与外部电连；另外，拱形桥结构可以使相应叉指及连接线的端部完全被暴露于第一间隙内的气体中，从而较好的避免连接线对叉指端部的振动拽，避免对叉指端部的表面声波造成扰动。进一步地，当第一子拱桥包含至少一个时，需要对相邻子拱桥之间的连接部位下方设置支撑结构，以对第一拱形桥结构形成支撑，避免由于第一间隙过大造成的结构强度较差情况，进而提高谐振器的Q值；同理，将第二子拱桥包含至少一个时，需要对相邻子拱桥之间的连接部位下方设置支撑结构，以避免由于第二间隙过大造成第二拱形桥结构的结构强度较差情况，进而提高谐振器的Q值。

进一步地，第一互连电极、第二互连电极的阻抗分别低于第一叉指、第二叉指的阻抗，可以以降低第一叉指和第二叉指的阻抗，使第一叉指电极和第二叉指电极具有较好的导电性，提高导电率。

进一步地，叉指换能器，采用电阻率更低且导热性较好的金属材料，能够减小阻抗并增强导热。

进一步地，第一叉指和/或第二叉指的两端均设有连接线，且均通过连接线向第一叉指和/或第二叉指的两端供电，以提高供电效率。

本发明的薄膜表声波谐振器的制造方法的有益效果在于：

形成第一叉指和第一连接线，并在第一叉指和第一连接线之间形成第一间隙，以将第一叉指的端部和第一连接线的端部间隔开，再形成第一互连电极将间隔开的第一叉指和第一连接线的端部连接起来，以在第一间隙处将第一叉指的端部和第一连接线的端部暴露于第一间隙中，从而便于抑制第一连接线产生杂波，进而避免其对第一叉指端部的表面声波造成扰动；同理，形成第二叉指和第二连接线，并在第二叉指和第二连接线之间形成第二间隙，以将第二叉指的端部和第二连接线的端部间隔开，再形成第二互连电极将间隔开的第二叉指和第二连接线的端部连接起来，从而避免第二连接线产生的杂波对第二叉指端部的表面声波造成扰动。

进一步地，在形成相应叉指电极和相应连接线时，叉指电极可以与连接线同步形成，也可以在形成连接线之前或之后形成，当叉指电极与连接线同步形成时，可以节省工艺步骤，提高效率。

进一步地，当相应互连电极包括至少一子拱桥时，可以在相应间隙中形成支撑结构，以对相应拱形桥结构形成支撑，提高谐振器的结构强度，当支撑结构与叉指电极、连接线同步形成时，可以节省工艺步骤，提高效率。

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示出了本发明实施例1提供的一种薄膜表声波谐振器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例1中沿A-A、B-B的薄膜表声波谐振器的剖视图；

图3示出了本发明实施例2提供的一种薄膜表声波谐振器的剖面结构示意图；

图4示出了本发明实施例3提供的一种薄膜表声波谐振器的结构示意图；

图5示出了本发明实施例3提供的另一种薄膜表声波谐振器的结构示意图；

图6至图15示出了本发明实施例4的薄膜表声波谐振器的制造方法不同步骤对应的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一叉指电极；11、第一叉指；2、第二叉指电极；21、第二叉指；3、第一连接线；4、第二连接线；5、第一间隙；6、第二间隙；7、第一互连电极；71、第一拱形桥结构；72、第一空隙；8、第二互连电极；81、第二拱形桥结构；82、第二空隙；91、基板；92、压电层；93、支撑结构；94、隔离层；95、牺牲层；96、第一凸起；97、第二凸起；98、第一焊盘；99、第二焊盘。

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表声波谐振器及其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，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1

实施例1提供了一种薄膜表声波谐振器，图1为本发明实施例1提供的一种薄膜表声波谐振器的剖面示意图，请参考图1和图2，该薄膜表声波谐振器包括：

具有多个第一叉指11的第一叉指电极1、具有多个第二叉指21的第二叉指电极2，第一叉指11与第二叉指21间隔设置；

第一连接线3，至少位于第一叉指11的其中一端，与第一叉指11电连接；

第二连接线4，至少位于第二叉指21的其中一端，与第二叉指21电连接；

第一连接线3与第一叉指11之间具有第一间隙5，第一连接线3与第一叉指11通过跨越第一间隙5的第一互连电极7连接；

和/或，

第二连接线4与第二叉指21之间具有第二间隙6，第二连接线4与第二叉指21通过跨越第二间隙6的第二互连电极8连接。

在本实施例中，在第一叉指11的两端分别形成第一连接线3，在第二叉指21的两端分别形成第二连接线4，使得第一连接线3与第一叉指11端部之间具有的第一间隙5、第二连接线4与第二叉指21端部之间具有的第二间隙6，从而通过第一间隙5和第二间隙6分别将相应连接线和相应叉指间隔开，从而降低叉指之外的金属结构对叉指的振动阻碍，同时避免连接线产生的杂波在电连时对叉指端部的表面声波造成扰动；相应连接线和叉指电极在相应的间隙处形成阻抗失配区，通过互连电极连接连接线和叉指电极，可以有效抑制杂波的泄露。另外，通过在相应叉指的两端分别设置连接线，以使相应叉指的两端处于平衡状态，从而提高器件结构的稳定性。相应为互连电极、间隙、连接线、叉指相应之间相互对应，即第一互连电极与第一间隙5、第一连接线3、第一叉指11相应；第二互连电极与第二间隙6、第二连接线4、第二叉指21相应。

位于第一叉指11和第二叉指21同一侧的第一连接线3和第二连接线4，其中之一位于另一的外侧，位于内侧的连接线穿过外侧的连接线与相应的叉指之间的间隙，从而使第一叉指电极1和第二叉指电极2的两端处于较好的平衡状态，进而提高器件结构的稳固度。具体而言，当位于一同一侧的第一连接线3位于第二连接线4的内侧时，位于另一同一侧的第一连接线3位于第二连接线4的外侧。需要说明的是，第一连接线3、第二连接线4的材料可参照第一叉指电极1、第二叉指电极2的材料，具体参见下文。在其他实施例中，第一连接线3、第二连接线4的材料可采用导电材料，如钼、铝、铜、钨、钽、铂、钌、铑、铱、铬、钛、金、锇、铼或钯中的一种或多种的组合。

在本实施例中，为便于形成第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极1和第二叉指电极2，简化制作工艺，第一连接线3面向第一互连电极7的一面与第一叉指11面向第一互连电极7的一面齐平；和/或，第二连接线4面向第二互连电极8的一面与第二叉指21面向第二互连电极8的一面齐平。

第一互连电极7跨越第一间隙5以连接第一叉指11和第一连接线3，可以将断开的第一叉指11和第一连接线3电连接，第二互连电极8跨越第二间隙6以连接第二叉指21和第二连接线4，可以将断开的第二互连电极8跨越第二间隙6电连接。在本实施例中，第一互连电极7的阻抗低于第一叉指电极1的阻抗，第二互连电极8的阻抗低于第二叉指电极2的阻抗，从而在通过互连电极电连相应连接线和叉指电极时，降低相应叉指电极的阻抗，使第一叉指电极1和第二叉指电极2具有较好的导电性，提高导电率。第一互连电极7、第二互连电极8的材料为金属材料，金属材料包括金、银、钨、铂、铝、铜、钛、锡、镍中的一种或多种。

第一互连电极7的数量为至少一个。当第一互连电极7为整体结构时，第一互连电极7覆盖第一叉指11并向第一叉指11两端延伸，并分别跨越其两端的第一间隙5以延伸至第一连接线3上，从而将位于第一叉指11两端的第一连接线3电连至第一叉指11上；当第一互连电极7的数量为至少两个时，第一互连电极7分设于第一叉指11的两端，以分别将第一叉指11两端的第一连接线3与第一叉指11的端部相连。需要说明的是，第二互连电极8的数量可参照第一互连电极7设置，此处不再赘述。另外，在本实施例中，第一互连电极7和第二互连电极8的数量均包括至少两个，且分别设置于相应叉指的两端，以分别连接相应叉指的端部和位于该端部的相应连接线。

在本实施例中，第一互连电极7包括远离第一间隙5凸起的第一拱形桥结构71，第一拱形桥结构71内表面围成第一空隙72，第一空隙72与第一间隙3相对；和/或，第二互连电极8包括远离第二间隙6凸起的第二拱形桥结构81，第二拱形桥结构81内表面围成第二空隙82，第二空隙82与第二间隙6相对，通过在互连电极上形成相应拱形桥结构，以使相应叉指的端部被充分暴露于间隙中，从而可以较好的避免连接线与相应叉指电连时对其端部的表面声波造成扰动，还可以有效抑制声波的泄露。具体地，第一拱形桥结构71至少包括一子拱桥，相邻子拱桥之间连接部位下方设置支撑结构93；和/或，第二拱形桥结构81至少包括一子拱桥，相邻子拱桥之间连接部位下方设置支撑结构93。

需要注意的是，第一空隙72与第一间隙5相对，即第一间隙5在第一连接线3表面所在平面的投影位于第一空隙72在第一连接线3表面所在平面的投影范围内，或第一间隙5在第一连接线3表面所在平面的投影与第一空隙72在第一连接线3表面所在平面的投影部分重叠。当第一间隙5在第一连接线3表面所在平面的投影位于第一空隙72在第一连接线3表面所在平面的投影范围内时，抑制声波泄露效果较佳，且有效避免泄露的杂波对第一叉指11端部的扰动。第二空隙82与第二间隙6相对可参照第一空隙72与第一间隙5相对设置，此处不再赘述。

另外，支撑结构93设置于相应间隙内，支撑结构93可以将该间隙分隔成至少两个相互隔离的子间隙，或者，支撑结构93可以将该间隙分隔成至少两个连通的子间隙。由于支撑结构93需在相应互连电极跨越间隙时对互连电极起支撑作用，因此对其结构不作具体限定，通过支撑结构93隔离的相邻子间隙可以部分连通或完全隔离，子拱桥内表面围成空隙，空隙与子间隙一一相对。支撑结构93可以采用与第一连接线3、第二连接线4相同的材料，也可以采用介电材料，包括但不限于氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅等材料中的一种。

由于位于外侧的连接线与相应叉指之间的间隙可能较大，以影响跨越间隙的相应互连电极的稳定性，因此，位于外侧的连接线与相应的叉指连接的互连电极包括第一子拱桥和第二子拱桥，第一子拱桥和第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构93，第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构93以与外侧的连接线连接。以位于同一侧的第一连接线3位于第二连接线4的外侧为例，则连接位于外侧的第一连接线3和第一叉指11的第一互连电极7包括第一子拱桥和第二子拱桥，第一子拱桥和第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构93，第一子拱桥位于内侧且横跨内侧的第一叉指11与外侧的支撑结构93连接，第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构93与外侧的连接线连接，连接位于内侧的第二连接线4和第二叉指21的第二互连电极8包括第三子拱桥，第三子拱桥横跨内侧的第二叉指21与外侧的第二连接线4连接。需要说明的是，当另一同一侧的第一连接线3位于第二连接线4的内侧时，即该侧的第二连接线4位于第一连接线3的外侧时，参照上文所述的第一连接线3位于第二连接线4的外侧的设置，此处不再赘述。

在本实施例中，第一叉指11的两端分别通过第一互连电极7与第一连接线3电连接，第二叉指21的两端分别通过第二互连电极8与第二连接线4电连接。具体地，将设置于第一叉指11两端的第一连接线7连接至同一第一焊盘98上，以便于通过两第一连接线3分别向第一叉指11的两端输入信号或分别从第一叉指11的两端输出信号，从而提高供电效率，将设置于第二叉指21两端的第二连接线8连接至同一第二焊盘99上，以便于通过两第二连接线4分别向第二叉指21的两端输入信号或分别从第二叉指21的两端输出信号，从而提高信号输入或输出的效率，当第一叉指电极1作为信号输入端时，第二叉指电极2作为信号输出端，在实际使用过程中，第一叉指电极1和第二叉指电极2接入交流电后，第一叉指电极1和第二叉指电极2分别作为信号输入端和信号输出端并处于动态变化的过程。

在其他实施例中，第一叉指11的一端通过第一互连电极7与第一连接线3的一端电连接，另一端与第一连接线3伪互连，即将位于第一叉指11一端的第一连接线3与外部第一焊盘98电连，不向位于第一叉指11另一端的第一连接线3供电，第二叉指21与第二互连电极8、第二连接线4、第二焊盘99的连接结构参照第一叉指11与第一互连电极7、第一连接线3、第一焊盘98的连接结构，此处不再赘述。

在其他实施例中，第一叉指11的一端通过第一互连电极7与第一连接线3的一端电连接，另一端与第一连接线3接触电连接。

同样的，位于第二叉指21两端的第二连接线4的电连接可参照上述位于第一叉指11两端的第一连接线3的电连接设置，此处不再赘述。

一般的，第一叉指电极1和第二叉指电极2可以使用本领域技术人员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，半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。第一叉指11和第二叉指21的材料可以为阻抗小的导电材料，比如为金、银、钨、铂、铝、铜中的一种或多种。

在本实施例中，叉指电极和连接线均设置于压电层92上，压电层92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92包括氮化铝(AlN)时，压电层92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，当压电层92包括氮化铝(AlN)时，压电层92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层。

压电层92设置于基板91上，压电层92可以采用沉积或键合的方式与基板91结合。键合的方式包括：共价键键合、粘结键合或熔融键合，沉积的方式可以为化学气相沉积或物理气相沉积。在其他实施例中，基板91与压电层92还可以通过键合层实现键合，键合层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅或硅酸乙酯。此外，键合层还可以采用光固化材料或热固化材料等黏结剂，例如粘片膜(Die Attach Film，DAF)或干膜(Dry Film)等。基板91的材质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。需要说明的是，基板91可以包括声反射区，也可以不包括声反射区，当基板91上设有声反射区时，声反射区可以为空腔或布拉格反射层。

实施例2

实施例2提供了一种薄膜表声波谐振器，图3为本发明实施例2的薄膜表声波谐振器的剖面结构示意图，本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中的连接位于同一侧内侧的连接线和相应叉指的互连电极包括第三子拱桥，而实施例2中连接位于同一侧内侧的连接线和相应叉指的互连电极包括第三子拱桥和第四子拱桥，可以较好的降低叉指之外的金属结构对叉指的振动阻碍，同时避免对叉指电极端部的表面声波造成扰动。具体为：

以位于同一侧的第一连接线3位于第二连接线4的外侧为例，连接位于外侧的第一连接线3和第一叉指11的第一互连电极7包括第一子拱桥和第二子拱桥，第一子拱桥和第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构93，第一子拱桥位于内侧且横跨内侧的第一叉指11与外侧的支撑结构93连接，第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构93与外侧的连接线连接，连接位于内侧的第二连接线4和第二叉指21的第二互连电极8包括第三子拱桥和第四子拱桥，第三子拱桥位于内侧且横跨内侧的第二叉指21与其外侧的支撑结构93连接，第二子拱桥位于外侧且横跨其内侧的支撑结构93与外侧的第二连接线4连接。本实施例薄膜表声波谐振器的其它结构特征与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3

实施例3提供了一种薄膜表声波谐振器，图4-图5为本发明实施例3的薄膜表声波谐振器的剖面结构示意图，本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中第一叉指11、第二叉指21的两端分别设有连接线，而实施例3中在第一叉指11、第二叉指21的一端设置连接线。具体为：

第一叉指11的一端设有第一连接线3，第二叉指21的一端设有第二连接线4，第一连接线3与第二连接线4位于第一叉指11、第二叉指21的同一侧或不同侧。

参照图4，当第一连接线3与第二连接线4位于同一侧时，第一连接线3可以位于第二连接线4的外侧，其与相应互连电极的具体结构参照上述实施例1；或者，第一连接线可以位于第二连接线4的内侧，其与相应互连电极的具体结构参照上述实施例2。

参照图5，当第一连接线3与第二连接线4位于不同侧时，连接第一连接线3和第一叉指11的第一互连电极7包括第一子拱桥和第二子拱桥；或者，连接第一连接线3和第一叉指11的第一互连电极7包括第三子拱桥，其具体结构参照上述实施例1。同样的，连接第二连接线4和第二叉指21的第二互连电极8包括第一子拱桥和第二子拱桥；或者，连接第二连接线4和第二叉指21的第二互连电极8包括第三子拱桥，其具体结构参照上述实施例1。

实施例4

实施例4提供了一种薄膜表声波谐振器的制造方法，薄膜表声波谐振器的制造方法包括：

S01：提供压电层；

S02：在压电层上形成具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，第一叉指和第二叉指间隔设置；

形成第一连接线，第一连接线至少形成于第一叉指的其中一端，且与第一叉指之间具有第一间隙；

和/或，

形成第二连接线，第二连接线至少形成于第二叉指的其中一端，且与第二叉指之间具有第二间隙；

S03：形成第一互连电极，第一互连电极跨越第一间隙并电连接第一叉指和第一连接线；形成第二互连电极，第二互连电极跨越第二间隙并电连接第二叉指和第二连接线。

步骤S0N不代表先后顺序。

图6至图15为本实施例的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图，参考图6至15详细说明本实施例提供的薄膜体声波谐振器的制造方法。

参考图6，提供压电层92。

在本实施例中，压电层92的厚度小于0.3微米，此时，在提供压电层92之前，还需先提供基板91，再在基板91上沉积形成薄压电层92。压电层92的材料参照实施例1中所述，此处不再赘述。在其他实施例中，压电层92为厚的压电晶圆，厚度大于20微米，在后期工艺中还包括对压电晶圆减薄处理的步骤，使其厚度满足产生谐振的要求。

参考图7-11，在压电层92上形成第一叉指电极、形成第二叉指电极、形成第一连接线3、形成第二连接线4。

参照图7-图10，在另一种可能的实现方式中，第一连接线3、第二连接线4和第一叉指电极、第二叉指电极的材料不同，形成第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极和第二叉指电极的方法包括：在压电层92上形成第一导电层，图形化第一导电层以形成第一叉指电极、第二叉指电极；在压电层92上形成第二导电层，图形化第二导电层以形成第一连接线3和第二连接线4。

具体而言，参照图7-图8，可以先形成第一叉指电极1、第二叉指电极2，再利用剥离工艺形成第一连接线3、第二连接线4。形成第一叉指电极1、第二叉指电极2的方法包括：在压电层92上沉积形成第一导电层；对第一导电层表面涂光刻胶以形成光刻胶层；根据所需第一叉指电极1和第二叉指电极2图形定义光罩图形，再对其进行曝光，以将光罩图形转移至光刻胶层上；对光刻胶层进行显影；以显影后的光刻胶层作为掩膜，通过干法刻蚀工艺刻蚀第一导电层，形成第一叉指电极1和第二叉指电极；去除光刻胶层。

具体地，在形成第一叉指电极1、第二叉指电极2后，先沉积形成隔离层94，以覆盖第一叉指电极1、第二叉指电极2和第一叉指电极1、第二叉指电极2以外的压电层92，参照图7。再图形化隔离层94，形成第一成型孔；形成第二导电层，填充第一成型孔并覆盖隔离层94，参照图8。最后去除位于隔离层94上的第二导电层、去除隔离层，形成第一连接线3和第二连接线4。

需要说明的是，在图形化隔离层94之前，需要先对隔离层94进行平整。在形成第二导电层之后，需要对沉积形成的隔离层94和第二导电层进行平整，以暴露被隔离层94覆盖的第一叉指电极1、第二叉指电极2，从而使得第二导电层面向后续形成互连电极的一面与第一叉指电极1、第二叉指电极2面向后续形成互连电极的一面齐平，即形成的第一连接线3、第二连接线4面向后续形成互连电极的一面与第一叉指电极1、第二叉指电极2面向后续形成互连电极的一面齐平。第一成型孔可以根据第一连接线线3、第二连接线4所需的形成位置确定，以使第一叉指11的至少一端形成第一连接线3；和/或，使第二叉指21的至少一端形成第二连接线4。另外，形成的第一连接线3、第二连接线4可以位于叉指电极的同一侧或不同侧。

为了便于去除隔离层，隔离层的材质包括但不限于二氧化硅、氮化硅、氧化铝和氮化铝中或热膨胀胶带中的至少一种；或者，隔离层的材质包括磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、碳、聚酰亚胺或光阻剂；或者，隔离层的材质可以为光刻胶。通过在形成叉指电极之后、形成连接线之前，形成隔离层，以将连接线和叉指电极隔离，从而有效避免后形成的连接线将先形成的叉指电极覆盖。

另外，参照图9-图10，也可以先形成第一连接线3、第二连接线4，再利用剥离工艺形成第一叉指电极1、第二叉指电极2。形成第一连接线3、第二连接线4的方法可参照上述形成第一叉指电极1和第二叉指电极2的方法，应当注意，在定义光罩图形图案时，需根据第一连接线3、第二连接线4定义光罩图形。另外，第一连接线3、第二连接线4的形成位置与图形化有关，可以通过定义光罩图形确定。

具体地，形成第一连接线3、第二连接线4之后，先沉积形成隔离层94，覆盖第一连接线3、第二连接线4和压电层92，参照图9。再图形化隔离层94，形成第二成型孔；形成第二导电层，填充第二成型孔并覆盖隔离层94。最后去除位于隔离层上的第二导电层、去除隔离层；图形化位于第二成型孔内的第二导电层，形成第一叉指电极1和第二叉指电极2，参照图10。

需要说明的是，在图形化隔离层94之前，需要先对隔离层94进行平整；在形成第二导电层之后，需要对沉积形成的隔离层94和第二导电层进行平整，以暴露被隔离层94覆盖的第一连接线3、第二连接线4，从而使得第二导电层面向后续形成互连电极的一面与第一连接线3、第二连接线4面向后续形成互连电极的一面齐平，即形成的第一叉指电极1、第二叉指电极2面向后续形成互连电极的一面与第一连接线3、第二连接线4面向后续形成互连电极的一面齐平。第二成型孔可以根据第一叉指电极1、第二叉指电极2的形状进行设置，图形化第一叉指电极1、第二叉指电极2的过程可参照前文所述，此处不再赘述。

继续参照图10，在一种可能的实现方式中，第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极和第二叉指电极的材料相同，则第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极1和第二叉指电极2可以同步形成，具体为：在压电层92上形成导电层；图形化导电层以形成第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极1和第二叉指电极2。形成第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极1和第二叉指电极2的方法可参照上述形成第一叉指电极1和第二叉指电极2的方法。应当注意，在定义光罩图形图案时，需根据第一连接线3、第二连接线4、第一叉指电极1和第二叉指电极2定义光罩图形。需要说明的是，第一连接线3、第二连接线4的形成位置与图形化有关，如可以通过定义光罩图形图案，使得第一叉指11的两端分别形成第一连接线3，或使得第一叉指11的一端形成第一连接线3，同样的，可以通过定义光罩图形图案，使得第二叉指21的两端分别形成第二连接线4，或使得第二叉指21的一端形成第二连接线4，形成的第一连接线3、第二连接线4可以位于叉指电极的同一侧或不同侧。

参考图11-图15，形成第一互连电极7，形成第二互连电极8。

具体地，在形成第一叉指电极1、第二叉指电极2、第一连接线3和第二连接线4后，形成第一互连电极7、第二互连电极8，第一互连电极7和/或第二互连电极8包括至少一子拱桥，相邻子拱桥之间形成支撑结构93。

参照图11-图13，在本实施例中，支撑结构93与第一叉指电极1、第二叉指电极2的材料相同，则形成第一互连电极7、第二互连电极8的方法包括：先在形成第一叉指电极1、第二叉指电极2和/或在形成第一连接线3、第二连接线4时，形成支撑结构93。再形成牺牲层95，填充第一间隙、第二间隙并覆盖第一叉指电极1、第二叉指电极2、第一连接线3和第二连接线4，参照图11。再刻蚀牺牲层95，形成第一凸起96和第二凸起97并暴露相应凸起四周的支撑结构93、叉指电极和连接线，第一凸起96位于第一连接线3和第一叉指11的端部之间，第二凸起97位于第二连接线4和第二叉指21的端部之间，参照图12。再形成相应的互连电极，覆盖相应凸起以及相应凸起外周被暴露的叉指电极和连接线或叉指电极、连接线和支撑结构。最后，去除第一凸起、第二凸起和牺牲层，参照图13。

应当注意，刻蚀牺牲层95形成第一凸起96和第二凸起97时，被暴露的相应叉指可以为相应凸起四周的部分相应叉指或全部相应叉指，从而使得形成的互连电极在相应叉指上断开或在相应叉指上连续相接。

形成的第一互连电极7包括凸起的第一拱形桥结构71，形成的第二互连电极8包括凸起的第二拱形桥结构81，去除第一凸起96之后，形成第一间隙5和第一空隙72，第一间隙5和第一空隙72相对，第一间隙5位于第一叉指11的端部和第一连接线3之间，第一空隙72位于第一拱形桥71内表面；去除第二凸起97之后，形成第二间隙6和第二空隙82，第二间隙6和第二空隙82相对，第二间隙6位于第二叉指21的端部和第二连接线4之间，第二空隙82位于第二拱形桥结构81的内表面，具体参照实施例1所述，此处不再赘述。

牺牲层95的材料可以为磷硅玻璃、低温二氧化硅、硼磷硅玻璃、锗、非晶碳、聚酰亚胺或光阻剂。另外，在去除牺牲层95时，需要先在互连电极上形成释放孔，再根据牺牲层95的材料选择相对应的去除方法，比如当牺牲层95材料为聚酰亚胺或光阻剂时，采用灰化的方法去除，灰化的方法具体为在250摄氏度的温度下，氧气通过空气与牺牲层95发生化学反应，生成气体物质通过释放孔挥发掉。

需要说明的是，当第一连接线3和第二连接线4位于同一侧时，位于外侧的连接线与相应叉指端部之间需要形成支撑结构93，由此可以光罩图形以确定支撑结构93的形成位置，从而避免间隙过大造成的结构不稳定的情形；在形成牺牲层95之后，需要对其进行平整；形成支撑结构93时，即在图形化形成第一叉指电极1、第二叉指电极2和/或第一连接线3、第二连接线4的过程中，还需要根据支撑结构93定义光照图形。另外，形成的支撑结构93将相应间隙分隔成多个子间隙；对应覆盖相应凸起及其四周被暴露的叉指电极和连接线的互连电极包括至少一子拱桥，对应覆盖相应凸起及其四周被暴露的叉指电极、连接线和支撑结构93的互连电极包括至少两子拱桥。牺牲层的材料及作用可参照上述隔离层的材料及作用，此处不再赘述。

参照图14-图15，在其他实施例中，支撑结构93与第一叉指电极1、第二叉指电极2、第一连接线3、第二连接线4的材料不同，则形成第一互连电极7、第二互连电极8的方法包括：先形成牺牲层95，填充第一间隙、第二间隙并覆盖第一叉指电极1、第二叉指电极2、第一连接线3和第二连接线4；再刻蚀牺牲层95，形成第三成型孔；填充第三成型孔，形成支撑材料层，参照图14。再刻蚀牺牲层95，形成第一凸起96、第二凸起97和支撑结构93，并暴露相应凸起四周的支撑结构93、叉指电极和连接线。再形成相应的互连电极，覆盖相应凸起以及相应凸起外周被暴露的叉指电极和连接线或叉指电极、连接线和支撑结构，参照图15。最后，去除第一凸起、第二凸起和牺牲层。

应当注意，支撑结构93还可以在形成第一凸起96、第二凸起97之后，形成第一互连电极7、第二互连电极8之前，刻蚀第一凸起96和/或第二凸起97，形成第三成型孔；形成支撑结构93，填充第三成型孔。去除第一凸起、第二凸起和牺牲层参照前文所述，此处不再赘述。

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 (25)

1.一种薄膜表声波谐振器，其特征在于，包括：

具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，所述第一叉指与所述第二叉指间隔设置；

第一连接线，至少位于所述第一叉指的其中一端，与所述第一叉指电连接；

第二连接线，至少位于所述第二叉指的其中一端，与所述第二叉指电连接；

所述第一连接线与所述第一叉指之间具有第一间隙，所述第一连接线与所述第一叉指通过跨越第一间隙的第一互连电极连接；

和/或，

所述第二连接线与所述第二叉指之间具有第二间隙，所述第二连接线与所述第二叉指通过跨越第二间隙的第二互连电极连接。

2.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一叉指的两端分别设有所述第一连接线，所述第一叉指的一端通过所述第一互连电极与所述一端的第一连接线电连接，或者，所述第一叉指的一端与所述第一连接线伪互连，或者，所述第一叉指的一端与第一连接线接触电连接。

3.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第二叉指的两端分别设有所述第二连接线，所述第二叉指的一端通过所述第二互连电极与所述一端的第二连接线电连接，或者，所述第二叉指的一端与所述第二连接线通过所述第二互连电极伪互连，或者，所述第二叉指的一端与第二连接线接触电连接。

4.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一互连电极包括远离所述第一间隙凸起的第一拱形桥结构，所述第一拱形桥结构内表面围成第一空隙，所述第一空隙与所述第一间隙相对；

和/或，

所述第二互连电极包括远离所述第二间隙凸起的第二拱形桥结构，所述第二形桥结构内表面围成第二空隙，所述第二空隙与所述第二间隙相对。

5.根据权利要求4所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一拱形桥结构至少包括一子拱桥，相邻子拱桥之间连接部位下方设置支撑结构；

和/或，

所述第二拱形桥结构至少包括一子拱桥，相邻子拱桥之间连接部位下方设置支撑结构。

6.根据权利要求5所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述支撑结构将相应间隙分隔为至少两个相邻的子间隙，所述子拱桥内表面围成空隙，所述空隙与所述子间隙一一相对。

7.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，与所述第一叉指电连接的第一连接线、与所述第二叉指电连接的第二连接线位于同一侧或不同侧。

8.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，位于同一侧的第一连接线、第二连接线，其中之一位于另一的外侧，位于内侧的连接线穿过外侧的连接线与相应的叉指之间的间隙；

位于外侧的连接线与相应的叉指连接的互连电极包括第一子拱桥和第二子拱桥，所述第一子拱桥和所述第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构，所述第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构与外侧的连接线连接。

9.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一叉指的两端分别设有所述第一连接线，所述第二叉指的两端分别设有所述第二连接线，位于第一同侧的所述第一连接线设置于所述第二连接线的内侧，位于第二同侧的所述第一连接线设置于所述第二连接线的外侧。

10.根据权利要求9所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，设置于外侧的连接线与相应叉指连接的互连电极包括第一子拱桥和第二子拱桥，所述第一子拱桥和所述第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构，所述第一子拱桥位于内侧且横跨内侧的叉指与外侧的支撑结构连接，所述第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构与外侧的连接线连接；

设置于内侧的连接线与相应叉指连接的互连电极包括第三子拱桥，所述第三子拱桥横跨内侧的叉指与外侧的连接线连接；

或者，

设置于外侧的连接线与相应叉指连接的互连电极包括第一子拱桥和第二子拱桥，所述第一子拱桥和所述第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构，所述第一子拱桥位于内侧且横跨内侧的叉指与外侧的支撑结构连接，所述第二子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构与外侧的连接线连接；

设置于内侧的连接线与相应叉指连接的互连电极包括第三子拱桥和第四子拱桥，所述第一子拱桥和所述第二子拱桥相邻部位下方设支撑结构，所述第三子拱桥位于内侧且横跨内侧的叉指与外侧的支撑结构连接，所述第四子拱桥位于外侧且横跨内侧的支撑结构与外侧的连接线连接。

11.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一互连电极的阻抗低于所述第一叉指的阻抗，所述第二互连电极的阻抗低于所述第二叉指的阻抗。

12.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一互连电极、所述第二互连电极的材料为金属材料，所述金属材料包括金、银、钨、铂、铝、铜、钛、锡、镍中的一种或多种。

13.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一连接线面向所述第一互连电极的一面与所述第一叉指面向所述第一互连电极的一面齐平；和/或，

所述第二连接线面向所述第二互连电极的一面与所述第二叉指面向所述第二互连电极的一面齐平。

14.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述第一叉指、所述第二叉指的材料包括金、银、钨、铂、铝、铜中的一种或多种的组合。

15.根据权利要求1所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，还包括压电层，所述第一互连电极、所述第二互连电极、所述第一连接线和所述第二连接线均设置于所述压电层上。

16.根据权利要求15所述的薄膜表声波谐振器，其特征在于，所述压电层的材料包括氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅、铌酸锂、石英、铌酸钾或钽酸锂。

17.根据权利要求15所述的表声波谐振器，其特征在于，还包括与所述压电层键合设置的基板。

18.一种薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：

提供压电层；

在所述压电层上形成具有多个第一叉指的第一叉指电极、具有多个第二叉指的第二叉指电极，所述第一叉指和所述第二叉指间隔设置；

形成第一连接线，所述第一连接线至少形成于所述第一叉指的其中一端，且与所述第一叉指之间具有第一间隙；

和/或，

形成第二连接线，所述第二连接线至少形成于所述第二叉指的其中一端，且与所述第二叉指之间具有第二间隙；

形成第一互连电极，所述第一互连电极跨越所述第一间隙并电连接所述第一叉指和所述第一连接线；

形成第二互连电极，所述第二互连电极跨越所述第二间隙并电连接所述第二叉指和所述第二连接线。

19.根据权利要求18所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一连接线、所述第二连接线、所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料相同，形成第一连接线、所述第二连接线、所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的方法包括：

在所述压电层上形成导电层；

图形化所述导电层以形成所述第一连接线、所述第二连接线、所述第一叉指电极和所述第二叉指电极。

20.根据权利要求18所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一连接线、所述第二连接线、所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的材料不同，形成所述第一连接线、所述第二连接线、所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的方法包括：

在所述压电层上形成第一导电层，图形化所述第一导电层以形成所述第一叉指电极、所述第二叉指电极；

在所述压电层上形成第二导电层，图形化所述第二导电层以形成所述第一连接线和所述第二连接线。

21.根据权利要求20所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成所述第一叉指电极、所述第二叉指电极后，利用剥离工艺形成所述第一连接线、所述第二连接线，包括：

沉积形成隔离层，覆盖所述第一叉指电极、所述第二叉指电极和所述压电层；

图形化所述隔离层，形成第一成型孔；

形成所述第二导电层，填充所述第一成型孔并覆盖所述隔离层；

去除位于所述隔离层上的第二导电层、去除所述隔离层，形成所述第一连接线和所述第二连接线。

22.根据权利要求20所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成所述第一连接线、所述第二连接线之后，利用剥离工艺形成所述第一叉指电极、所述第二叉指电极，包括：

沉积形成隔离层，覆盖所述第一连接线、所述第二连接线和所述压电层；

图形化所述隔离层，形成第二成型孔；

形成所述第二导电层，填充所述第二成型孔并覆盖所述隔离层；

去除位于所述隔离层上的第二导电层、去除所述隔离层；

图形化位于所述第二成型孔内的第二导电层，形成所述第一叉指电极和所述第二叉指电极。

23.根据权利要求18所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成叉指电极和所述连接线后，形成所述第一互连电极、所述第二互连电极，所述第一互连电极和/或所述第二互连电极包括至少一子拱桥，相邻子拱桥之间形成支撑结构，形成方法包括：

形成支撑结构，以将相应间隙分隔成多个子间隙；

形成牺牲层，填充所述第一间隙、所述第二间隙并覆盖所述第一叉指电极、所述第二叉指电极、所述第一连接线和所述第二连接线；

刻蚀所述牺牲层，形成第一凸起和第二凸起并暴露相应凸起四周的叉指电极和连接线或叉指电极、连接线和所述支撑结构；

形成相应互连电极，覆盖相应凸起以及相应凸起外周被暴露的叉指电极和所述连接线或叉指电极、连接线和所述支撑结构；

去除所述第一凸起、所述第二凸起和所述牺牲层。

24.根据权利要求23所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述支撑结构与所述第一叉指电极、所述第二叉指电极和/或形成所述第一连接线、所述第二连接线的材料相同，形成所述支撑结构的方法包括：

在形成所述第一叉指电极、所述第二叉指电极和/或形成所述第一连接线、所述第二连接线时，形成所述支撑结构。

25.根据权利要求23所述的薄膜表声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述支撑结构与所述第一叉指电极、所述第二叉指电极、所述第一连接线、所述第二连接线的材料不同，形成所述支撑结构的方法包括：

在形成所述第一凸起、第二凸起之前，刻蚀所述牺牲层，形成第三成型孔；

填充所述第三成型孔，形成支撑材料层；

在形成所述第一凸起、第二凸起时，刻蚀所述支撑材料层，形成所述支撑结构；或者，

在形成所述第一凸起、第二凸起之后，形成所述第一互连电极、所述第二互连电极之前，刻蚀所述第一凸起和/或所述第二凸起，形成第三成型孔；

形成支撑结构，填充所述第三成型孔。

Images