CN114679144A - 体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 - Google Patents

体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备 Download PDF

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CN114679144A CN202011550945.2A CN202011550945A CN114679144A CN 114679144 A CN114679144 A CN 114679144A CN 202011550945 A CN202011550945 A CN 202011550945A CN 114679144 A CN114679144 A CN 114679144A
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Abstract

本发明涉及一种体声波谐振器及其制造方法。该体声波谐振器包括:谐振结构,所述谐振结构包括压电层以及设置在压电层的电极;基底;声学镜空腔,设置在谐振结构与基底之间;和介质层以及金属键合层,介质层与金属键合层同层且同厚度的设置在谐振结构与基底之间,其中:所述金属键合层包括限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分,且在水平方向上所述介质层处于所述限定部分的外侧。本发明还涉及一种滤波器以及一种电子设备。

Description

体声波谐振器及其制造方法、滤波器及电子设备
技术领域
本发明的实施例涉及半导体领域,尤其涉及一种体声波谐振器及其制造方法、一种具有该谐振器的滤波器,以及一种电子设备。
背景技术
随着5G通信技术的日益发展,对通信频段的要求越来越高。传统的射频滤波器受结构和性能的限制,不能满足高频通信的要求。薄膜体声波谐振器(FBAR)作为一种新型的MEMS器件,具有体积小、质量轻、插入损耗低、频带宽以及品质因子高等优点,很好地适应了无线通信系统的更新换代,使FBAR技术成为通信领域的研究热点之一。
薄膜体声波谐振器的结构主体为由电极-压电薄膜-电极组成的“三明治”结构,即两层金属电极层之间夹一层压电材料。通过在两电极间输入正弦信号,FBAR利用逆压电效应将输入电信号转换为机械谐振,并且再利用压电效应将机械谐振转换为电信号输出。
FBAR与横向振动谐振腔器件,对于压电材料的质量要求很高。传统工艺需要考虑压电材料生长前的表面特性,如平整度、晶体方向等,这需要非常严苛的工艺控制,加工难度很高。
有些压电材料无法通过沉积方式生长在器件上,或者工艺难度大,如LiNbO3,LiTaO3等。目前普遍采用生长一整个晶柱,随后进行特定晶向切割完成,接着采用智能切割(smart-cut)技术将特定可用厚度(0.01-50um)的材料附着在辅助基底上。
基于以上两点问题,需要将辅助基底上符合要求的高质量压电材料转移到器件中。在此转移过程中,最重要的步骤是键合,即将带有压电层的辅助基底与器件基底键合。键合有键合强度的要求,以满足在后续工艺过程中器件基底能够与器件很好结合,金属键合是常用的键合方法,但键合金属一般为活性较大的物质,其容易污染机台,而大部分机台例如沉积、刻蚀等机台不允许裸露的键合金属进入,这对于后续工艺有很多限制。
另外,FBAR和横向振动谐振腔器件需要在器件基底与声学器件之间形成声学反射空腔(即声学镜空腔),因器件制作需要多步工艺。
对于生长压电层技术来说,为了形成谐振器下方的空腔,需要在基底上形成凹槽、在凹槽内填充牺牲材料层,以及利用基底和牺牲层的材料不同只去除牺牲材料层而形成空腔。但较早工步形成声学反射空腔易导致器件机械强度低,在后续工艺中限制较多,器件容易损坏。
对于转移压电层技术来说,因为需要与基底键合,较简单的方案是直接用金属键合,直接利用了金属键合层之间的空间,这种方式就会先形成空腔,导致机械强度差的问题。
发明内容
为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面,提出本发明。
本发明的实施例涉及一种体声波谐振器,包括:
谐振结构,所述谐振结构包括压电层以及设置在压电层的电极;
基底;
声学镜空腔,设置在谐振结构与基底之间;和
介质层以及金属键合层,介质层与金属键合层同层且同厚度的设置在谐振结构与基底之间,
其中:
所述金属键合层包括限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分,且在水平方向上所述介质层处于所述限定部分的外侧。
本发明的实施例还涉及一种体声波谐振器的制造方法,包括步骤:
提供辅助基底组件,所述辅助基底组件包括辅助基底和设置在辅助基底上的压电层,所述压电层具有面对辅助基底的第一表面和在压电层的厚度方向上与所述第一表面相对的第二表面,且在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成有同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层,所述第一金属键合层在水平方向上处于所述第一待释放介质层与所述第一介质层之间;
提供器件基底组件,所述器件基底组件包括器件基底和设置在器件基底一侧的同层布置的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层,所述第二金属键合层在水平方向上处于所述第二待释放介质层与所述第二介质层之间:
将辅助基底组件与器件基底组件彼此键合连接,即将辅助基底组件的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层分别与器件基底组件的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层分别接合,其中第一金属键合层与第二金属键合层彼此键合连接;
移除整个所述辅助基底,以露出所述压电层的第一表面的至少一部分;
形成所述体声波谐振器的电极结构;
释放所述第一待释放介质层的至少一部分和所述第二待释放介质层的至少一部分,以形成所述体声波谐振器的声学镜空腔,所述第一金属键合层和所述第二金属键合层共同限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界。
本发明的实施例还涉及一种滤波器,包括上述的体声波谐振器。
本发明的实施例也涉及一种电子设备,包括上述的滤波器或者上述体声波谐振器。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点,图中相同的附图标记始终表示相同的部件,其中:
图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图;
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的AA’线截得的截面示意图;
图2B为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的BB’线截得的截面示意图,其中示出了释放孔;
图2C和图2D分别显示了图2A和图2B中的第一金属键合层和第二金属键合层的放大示意图;
图3A-3O为示例性示出制造图1所示的体声波谐振器的过程的截面示意图;
图4为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图;
图5为根据本发明的再一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图;
图6为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中,相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。发明的一部分实施例,而并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
首先,本发明的附图中的附图标记说明如下:
100:基底,其为器件基底,可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
101:压电层,可选氮化铝,氧化锌,PZT等材料并包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料,以及单晶氮化铝、单晶氮化镓、单晶铌酸锂、单晶锆钛酸铅、单晶铌酸钾、单晶石英薄膜、或者单晶钽酸锂等材料,还可包含上述材料的一定原子比的稀土元素掺杂材料,例如可以是掺杂氮化铝,掺杂氮化铝至少含一种稀土元素,如钪(Sc)、钇(Y)、镁(Mg)、钛(Ti)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等。
102:底电极(包括电极引出端),材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜,钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
104:顶电极(包括电极引出端),其材料可与底电极相同,也可以不同,顶电极的材料可选钼、钌、金、铝、镁、钨、铜,钛、铱、锇、铬或以上金属的复合或其合金等。
1010、1020、1010A、1010B、1020A、1020B:金属键合层,材料可选钼,钌,金,铝,镁,钨,铜,钛,铱,锇,铬或以上金属的符合或其合金等。
103A、103B:介质层或介质层,其材料可选氧化硅、氮化硅、氮化铝等。
1030:声学镜空腔。
105:钝化层,一般为介质材料,如二氧化硅、氮化铝、氮化硅等。
106:电学隔离层,其材料可以是二氧化硅、氮化硅等不导电材料。
107:外接引线,可选材料包括金、铜、铝等高电导率材料。
108:释放孔,与声学镜空腔相通,用于供释放或刻蚀声学镜空腔内的牺牲材料的刻蚀剂或释放剂通过。
200:基底,其为辅助基底,可选材料为单晶硅、氮化镓、砷化镓、蓝宝石、石英、碳化硅、金刚石等。
201:绝缘层,可以是二氧化硅及其掺杂物、氮化硅、碳化硅、蓝宝石等。
图1为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的俯视示意图;图2A为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的AA’线截得的截面示意图;图2B为根据本发明的一个示例性实施例的体声波谐振器的沿图1中的BB’线截得的截面示意图,其中示出了释放孔108。
如图1、2A和2B所示,在图示的实施例中,该体声波谐振器包括:基底100、声学镜空腔1030、底电极102、顶电极104和压电层101。压电层101设置在底电极102与顶电极104之间。
如图1、2A和2B所示,在图示的实施例中,在底电极102一侧设置有同层布置的第一介质层103A和第一金属键合层1020。在基底100一侧设置有同层布置的第二介质层103B和第二金属键合层1010。第一介质层103A与第二介质层103B对应并彼此键合在一起。第一金属键合层1020与第二金属键合层1010对应并彼此键合在一起。
如本领域技术人员能够理解的,虽然在本发明的实施例中第一介质层103A与第二介质层103B以彼此键合的方式彼此连接,但是两者也可以采用键合连接之外的方式,例如粘接等。
如图1、2A和2B所示,在图示的实施例中,基底100侧的介质层103B与压电层101侧的介质层103A键合在一起,且基底100侧的金属键合层1010与压电层101侧的金属键合层1020键合在一起,这可以实现金属键合与介质层键合,从而提高了体声波谐振器的器件与基底100之间的键合强度。
如图1、2A和2B所示,在图示的实施例中,键合在一起的第一金属键合层1020和第二金属键合层1010将声学镜空腔1030与第一介质层103A和第二介质层103B隔离开,在图2A和2B所示的实施例中,第一金属键合层1020和第二金属键合层1010一起构成限定声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分。这种结构的好处是在去除第一金属键合层1020和第二金属键合层1010内侧的牺牲材料层时能够保护位于第一金属键合层1020和第二金属键合层1010外侧的介质层103A、103B使其不会被去除。对于如何去除牺牲材料层,在稍后的制造过程中将更加详细地说明。
图2C显示了图2A和图2B中的第一金属键合层的放大示意图;图2D显示了图2A和图2B中的第二金属键合层的放大示意图。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,第一金属键合层1020包括:第一主体部分10201和第一可变形结构10202。第一主体部分10201具有平坦顶面。第一可变形结构10202形成在第一主体部分10201的平坦顶面上。
如图2A、2B、2C和2D所示,在本发明的一个实例性的实施例中,第一主体部分10201的材料与第一可变形结构10202的材料可以相同也可以不同。如果第一主体部分10201的材料与第一可变形结构10202的材料相同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第一主体部分10201,随后可变形结构10202可以通过金属刻蚀方式制作。如果第一主体部分10201的材料与第一可变形结构10202的材料不同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第一主体部分10201,随后采用剥离(lift-off)方法在第一主体部分10201上制作第一可变形结构10202。需要指出的是,第一金属键合层1020的制作方法不局限于前述实施例,也可以采用其他任何合适的方式制成。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,第二金属键合层1010包括:第二主体部分10101和第二可变形结构10102。第二主体部分10101具有平坦顶面。第二可变形结构10102形成在第二主体部分10101的平坦顶面上。
如图2A、2B、2C和2D所示,在本发明的一个实例性的实施例中,第二主体部分10101的材料与第二可变形结构10102的材料可以相同也可以不同。如果第二主体部分10101的材料与第二可变形结构10102的材料相同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第二主体部分10101,随后可变形结构10102可以通过金属刻蚀方式制作。如果第二主体部分10101的材料与第二可变形结构10102的材料不同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第二主体部分10101,随后采用剥离(lift-off)方法在第二主体部分10101上制作第二可变形结构10102。需要指出的是,第二金属键合层1010的制作方法不局限于前述实施例,也可以采用其他任何合适的方式制成。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,第一可变形结构10202与第二可变形结构10102的结构适于彼此配合而键合在一起。第一可变形结构10202包括形成在第一主体部分10201的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第一凸起。第二可变形结构10102包括形成在第二主体部分10101的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第二凸起。第一可变形结构10202的多个第一凸起与第二可变形结构10102的多个第二凸起彼此啮合,并以啮合的状态彼此键合在一起。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,为了保证在第一金属键合层1020与第二金属键合层1010彼此键合在一起时,第一介质层103A与第二介质层103B能够彼此接触并键合或接合在一起,第一金属键合层1020与第二金属键合层1010在高度方向(即基底100的厚度方向)上的尺寸需满足一定的条件。下面将参照附图说明这些尺寸关系。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,第一金属键合层1020的第一主体部分10201的高度小于第一介质层103A的高度,使得第一介质层103A与第一主体部分10201之间具有第一高度差。类似地,第二金属键合层1010的第二主体部分10101的高度小于第二介质层103B的高度,使得第二介质层103B与第二主体部分10101之间具有第二高度差。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,在第一金属键合层1020和第二金属键合层1010彼此键合在一起之后,即,第一金属键合层1020和第二金属键合层1010在键合在一起之后的高度应当等于前述第一高度差和第二高度差之和,这样才能保证在第一金属键合层1020和第二金属键合层1010彼此键合在一起之后,第一介质层103A与第二介质层103B能够彼此接触并键合在一起。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,声学镜空腔1030经由穿过底电极102和压电层101的释放孔108与外部连通。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,体声波谐振器还包括设置在底电极102和顶电极104之间的电学隔离层106,该电学隔离层106用于将底电极102和顶电极104电隔离开,防止底电极102与顶电极104电连接。如图2A所示,电学隔离层106至少覆盖底电极的非电极连接端的端面以使得底电极与顶电极电学隔离。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,体声波谐振器还包括设置在顶电极104的外表面上的钝化层105。
如图2A、2B、2C和2D所示,在图示的实施例中,体声波谐振器还包括分别与底电极102和顶电极104电连接的两个外接引线107。体声波谐振器的顶电极和底电极可以分别通过这两个外接引线与外部电路连接。
图3A-3O为示例性示出了制造图1、2A和2B中的体声波谐振器的过程的一系列示意截面图。下面将参照图3A-3O详细说明图1、2A和2B中的体声波谐振器的制造过程。
第一,提供如图3E所示的辅助基底组件。
如图3E所示,在图示的实施例中,该辅助基底组件包括:辅助基底200、形成在辅助基底200上的绝缘层201(绝缘层201也可以没有)、形成在绝缘层201上的压电层101、形成在压电层101上的底电极102、同层设置在底电极102上的第一介质层103A和第一金属键合层1020。
下面将参照附图3A-3E详细说明制备辅助基底组件的过程。
首先,如图3A所示,提供一个辅助基底200,在辅助基底200上形成有绝缘层201,以及在绝缘层201上形成有压电层101。
如图3A所示,在图示的实施例中,在辅助基底200上制作压电层101,其中绝缘层201为中间层,作用是便于压电层101与辅助基底200分离,绝缘层201可以为SiO2等介质层,绝缘层201不是必须的,也可以没有。
然后,如图3B所示,在压电层101的第一侧的表面(即底面)上形成用于底电极102的第一电极材料层(其以102来表示)。第一电极材料层可以以沉积的方式或任何其他合适的方式形成在压电层101上。
接着,如图3C所示,在底电极102上形成第一介质层103A。第一介质层103A可以以沉积的方式或任何其他合适的方式形成在底电极102上。
然后,如图3D所示,刻蚀第一介质层103A,以在第一介质层103A形成第一沟槽G1。刻蚀第一介质层103A可以采用任何合适的刻蚀方法,例如,光刻或化学蚀刻方法。如能够理解的,第一沟槽G1为用于限定声学镜空腔的水平方向的边界的环形沟槽,第一沟槽G1的深度与第一介质层的厚度一致。
最后,如图3E所示,在第一沟槽G1中形成第一金属键合层1020,从而形成辅助基底组件。
如图2C所示,在图示的实施例中,第一金属键合层1020包括第一主体部分10201和形成在第一主体部分10201的顶部的第一可变形结构10202。在本发明的一个实施例中,如果第一金属键合层1020的第一主体部分10201的材料与第一可变形结构10202的材料相同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第一主体部分10201,随后可变形结构10202可以通过金属刻蚀方式制作。如果第一金属键合层1020的第一主体部分10201的材料与第一可变形结构10202的材料不同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第一主体部分10201,随后采用剥离(lift-off)方法在第一主体部分10201上制作第一可变形结构10202。
第二,提供如图3F所示的器件基底组件。
如图3F所示,在图示的实施例中,该器件基底组件包括:器件基底100和同层设置在器件基底100上的第二介质层103B和第二金属键合层1010。
下面将参照附图3F详细说明制备基底组件的过程。
首先,提供如图3F所示的器件基底100。
然后,如图3F所示,在基底100上形成第二介质层103B。第二介质层103B可以以沉积的方式或任何其他合适的方式形成在基底100上。
接着,如图3F所示,刻蚀第二介质层103B,以在第二介质层103B形成第二沟槽G2。刻蚀第二介质层103B可以采用任何合适的刻蚀方法,例如,光刻或化学蚀刻方法。如能够理解的,第二沟槽G2为用于限定声学镜空腔的水平方向的边界的的环形沟槽,第二沟槽G2的深度与第二介质层的厚度一致。
最后,如图3F所示,在第二沟槽G2中形成第二金属键合层1010,从而形成器件基底组件。
如图2D所示,在图示的实施例中,第二金属键合层1010包括第二主体部分10101和形成在第二主体部分10101的顶部的第二可变形结构10102。在本发明的一个实例性的实施例中,如果第二金属键合层1010的第二主体部分10101的材料与第二可变形结构10102的材料相同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第二主体部分10101,随后可变形结构10102可以通过金属刻蚀方式制作。如果第二金属键合层1010的第二主体部分10101的材料与第二可变形结构10102的材料不同,可以先通过电镀方式制作整体高度的第二主体部分10101,随后采用剥离(lift-off)方法在第二主体部分10101上制作第二可变形结构10102。
第三,如图3G所示,将图3E所示的辅助基底组件和图3F所示的基底组件键合连接在一起。
如图3G所示,在图示的实施例中,键合的过程是将辅助基底组件上的第一介质层103A与基底组件上的第二介质层103B键合在一起,以及将辅助基底组件上的第一金属键合层1020与基底组件上的第二金属键合层1010键合在一起。
如图3G所示,在图示的实施例中,位于第一和第二金属键合层1020、1010内侧的第一和第二介质层103A、103B(即位于压电层101的有效区域的下方的介质层)被称为牺牲材料层或待释放介质层,该牺牲材料层在后续步骤中将被去除以形成声学镜空腔。
第四,移除辅助基底200和绝缘层201。
如图3H所示,去除辅助基底200。可以采用研磨及干法刻蚀的方式,此时绝缘层201可以保护压电层101不在此步骤中受到损伤。也可以采用湿法方式去除辅助基底200。若此步中所采取的工艺对于压电层101无损伤,则绝缘层201可以不用存在(即最开始就可不制作绝缘层201)。
如图3I所示,在图3H结构的基础上去除绝缘层201(如果没有绝缘层201,则可以省略此步骤),以外露出压电层101。
不过,不论压电层101在移除辅助基底200的过程中是否会有损伤,均可以设置绝缘层201。可以在谐振器的非有效区域保留部分绝缘层201。
第五,如图3J所示,图形化压电层101。
第六,如图3K所示,图形化第一电极材料层以形成底电极102。
第七,如图3L所示,制作电学隔离层106,该电学隔离层106至少覆盖底电极的非电极连接端的端面,用于将底电极102与随后将形成的顶电极104电隔离开。
第八,如图3M所示,制作顶电极104和覆盖在顶电极104上的钝化层105。
第九,如图3N所示,制作分别与底电极102和顶电极104电连接的外接引线107。
第十,如图3O所示,移除位于第一和第二金属键合层1020、1010内侧的第一和第二介质层103A、103B(即牺牲材料层或待释放介质层)以形成声学镜空腔1030。如图3O所示,在图示的实施例中,用于去除牺牲材料层的药液或者反应气体(刻蚀剂)可以经由释放孔108进入,并与牺牲材料层反应,反应副产物从释放孔108流出,最终形成声学镜空腔1030。如能够理解的,可以将在第一和第二金属键合层1020、1010内侧的第一和第二介质层103A、103B(即待释放介质层)移除至少一部分以形成声学镜空腔。同样,也如能够理解的,即使保留部分待释放介质层未被移除,其厚度也小于在第一和第二金属键合层1020、1010外侧的介质层(作为支撑层)的厚度。
如图3O所示,在图示的实施例中,位于第一和第二金属键合层1020、1010外侧的第一和第二介质层103A、103B也可以称为支撑层。支撑层与牺牲材料层或待释放介质层被键合在一起的第一和第二金属键合层1020、1010在水平方向上隔离开,这有利于保证在去除牺牲材料层时支撑层不受损害。
图4为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。
图4所示的实施例的体声波谐振器与图2B所示的实施例的体声波谐振器的不同点仅在于金属键合层的结构不同。
如图4所示,在图示的实施例中,第一金属键合层1020和第二金属键合层1010都被分成了两部分。第一金属键合层1020包括彼此间隔开的第一金属键合部分1020A(即第一内侧金属键合部分)和第二金属键合部分1020B(即第一外侧金属键合部分)。第二金属键合层1010包括彼此间隔开的第三金属键合部分1010A(即第二内侧金属键合部分)和第四金属键合部分1010B(即第二外侧金属键合部分)。第一金属键合部分1020A与第三金属键合部分1010A对应并彼此键合在一起。第二金属键合部分1020B与第四金属键合部分1010B对应并彼此键合在一起。
如图4所示,在图示的实施例中,键合在一起的第一和第三金属键合部分1020A、1010A围绕声学镜空腔1030或限定声学镜空腔1030的边界,并将声学镜空腔1030与第一和第二介质层103A、103B隔离开。这有利于保护位于第一和第三金属键合部分1020A、1010A外侧的介质层在去除位于第一和第三金属键合部分1020A、1010A内侧的牺牲材料层时不受损伤。
如图4所示,在图示的实施例中,第一金属键合部分1020A和第三金属键合部分1010A在与基底100的厚度方向垂直的水平方向上具有的宽度,小于第二金属键合部分1020B和第四金属键合部分1010B在水平方向上的宽度;第二金属键合部分1020B和第四金属键合部分1010B的在水平方向上的宽度大于第一金属键合部分1020A和第三金属键合部分1010A的在水平方向上的宽度。
第二金属键合部分1020B和第四金属键合部分的主要目的是键合连接,为了满足键合强度,其宽度尺寸较大。第一金属键合部分1020A和第三金属键合部分1010A的主要目的是在形成声学镜空腔时,隔离牺牲材料层和在外侧的介质层。因此,第一金属键合部分1020A和第三金属键合部分1010A的宽度尺寸可以较小,这样可以减小其对于有效区边缘的干扰(可能形成能量泄露途径)。
在本发明的一个实施例中,内侧的金属键合部分的宽度不小于5μm,外侧的金属键合部分的宽度不小于8μm,更进一步的,内侧的金属键合部分的宽度在5-100μm的范围内,而外侧的金属键合部分的宽度在6-100μm的范围内。
图4所示的实施例的体声波谐振器与图2B所示的实施例的体声波谐振器的其他技术特征基本相同,为了简洁起见,这里不再赘述。
此外,图4所示的实施例的体声波谐振器的制造过程也可以参考图2B所示的实施例,这里不再赘述。
虽然在图4所示的实施例中,设置了内侧的金属键合部分和外侧的金属键合部分,但是如能够理解的,外侧的金属键合部分可以不限于一个层,还可以为2层或更多层。
在图4所示的实施例中,内侧的金属键合部分对应于限定声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分。很明显,介质层在水平方向上均处于该限定部分的外侧。
图5为根据本发明的另一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。
图5所示的实施例的体声波谐振器与图2B所示的实施例的体声波谐振器的不同点仅在于金属键合层的结构不同。
如图5所示,在图示的实施例中,在第一金属键合层1020的顶部形成倾斜的第一键合斜面。在第二金属键合层1010的顶部形成倾斜的第二键合斜面。第一键合斜面与第二键合斜面配合并可相对滑动,第一键合斜面和第二键合斜面在压力的作用下彼此键合在一起。
如图5所示,在图示的实施例中,由于第一金属键合层1020上的第一键合斜面和第二金属键合层1010上的第二键合斜面可以彼此相对滑动,因此,能够保证在第一键合斜面和第二键合斜面彼此键合在一起时,第一介质层103A与第二介质层103B能够彼此接触并彼此键合在一起。
如图5所示,在本发明的一个实例性的实施例中,第一金属键合层1020在与基底100的厚度方向垂直的水平方向上的宽度尺寸与第二金属键合层1010在水平方向上的宽度尺寸可以相同或不同。例如,在图示的实施例中,第一金属键合层1020在水平方向上的宽度尺寸大于第二金属键合层1010在水平方向上的宽度尺寸。但是,本发明不局限于此,第一金属键合层1020在水平方向上的宽度尺寸也可以等于或小于第二金属键合层1010在水平方向上的宽度尺寸。
图5所示的实施例的体声波谐振器与图2B所示的第一实施例的体声波谐振器的其他技术特征基本相同,为了简洁起见,这里不再赘述。
此外,图5所示的实施例的体声波谐振器的制造过程也可以参考图2B所示的第一实施例,这里不再赘述。
图6为根据本发明的还一个示例性实施例的体声波谐振器的截面示意图。
图6所示的实施例的体声波谐振器是电场调制频率体声波谐振器(横向振动谐振腔),其电极结构不同于图1至图5所示的体声波谐振器。
如图6所示,在图示的实施例中,该电场调制频率体声波谐振器包括:基底100、声学镜空腔1030、压电层101、多个第一电极301和多个第二电极302。多个第一电极301和多个第二电极302以交替的方式设置在压电层101的上表面。
如图6所示,在图示的实施例中,在压电层101的底面上设置有同层布置的第一介质层103A和第一金属键合层1020。在基底100上设置有同层布置的第二介质层103B和第二金属键合层1010。第一介质层103A与第二介质层103B对应并彼此键合在一起。第一金属键合层1020与第二金属键合层1010对应并彼此键合在一起。
如图6所示,在图示的实施例中,键合在一起的第一和第二金属键合层1020、1010将声学镜空腔1030与第一和第二介质层103A、103B隔离开。
需要指出的是,前述图1至图5所示的实施例中的金属键合层的结构均可以应用于图6所示的电场调制频率体声波谐振器,这对本领域的技术人员而言是显而易见的。为了简洁起见,这里不再重复说明,可以参考图1至图5所示的实施例。
在本发明中,上和下是相对于谐振器的基底的底面而言的,对于一个部件,其靠近该底面的一侧为下侧,远离该底面的一侧为上侧。
在本发明中,对于例如图1-5所示的体声波谐振器,内和外是相对于谐振器的有效区域(压电层、顶电极、底电极和声学镜在谐振器的厚度方向上的重叠区域构成有效区域)的中心(即有效区域中心)在横向方向或者径向方向上而言的,一个部件的靠近有效区域中心的一侧或一端为内侧或内端,而该部件的远离有效区域中心的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言,位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与有效区域中心之间,位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离有效区域中心。
在本发明中,对于例如图6所示的体声波谐振器,内和外是相对于谐振器的声学镜空腔在俯视图中的形心在横向方向或者径向方向上而言的,一个部件的靠近该形心的一侧或一端为内侧或内端,而该部件的远离该形心的一侧或一端为外侧或外端。对于一个参照位置而言,位于该位置的内侧表示在横向方向或径向方向上处于该位置与该形心之间,位于该位置的外侧表示在横向方向或径向方向上比该位置更远离该形心。
如本领域技术人员能够理解的,根据本发明的体声波谐振器可以用于形成滤波器或其他半导体器件。
在本发明的技术方案中,采用金属键合层与介质层同层布置使得介质层与金属键合层平齐、之后再移除用于形成声学镜空腔的一部分介质层的方式,不仅提出了填充金属键合层之间形成水平空间的技术方案,也解决了转移压电层技术中的如下技术问题:直接利用了金属键合层之间的空间,这种方式就会先形成空腔,导致机械强度差的问题。
此外,采用本发明的技术方案,在执行了键合步骤之后,并没有金属裸露在外,从而也解决了现有技术中的“大部分机台例如沉积、刻蚀等机台不允许裸露的键合金属进入,这对于后续工艺有很多限制”这样的技术问题。
基于以上,本发明提出了如下技术方案:
1、一种体声波谐振器,包括:
谐振结构,所述谐振结构包括压电层以及设置在压电层的电极;
基底;
声学镜空腔,设置在谐振结构与基底之间;和
介质层以及金属键合层,介质层与金属键合层同层且同厚度的设置在谐振结构与基底之间,
其中:
所述金属键合层包括限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分,且在水平方向上所述介质层处于所述限定部分的外侧。
2、根据1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括单个金属键合层,所述单个金属键合层为所述限定部分,所述单个金属键合层在水平方向上的内侧为所述声学镜空腔,所述单个金属键合层在水平方向上的外侧为所述介质层。
3、根据1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括内侧金属键合层以及外侧金属键合层,所述内侧金属键合层为所述限定部分;
所述介质层包括在水平方向上处于内侧金属层与外侧金属层之间的内侧介质层,以及在水平方向上处于外侧金属层外侧的外侧介质层。
4、根据3所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层在水平方向上的宽度小于所述外侧金属键合层在水平方向上的宽度。
5、根据4所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层的宽度不小于5μm,所述外侧金属键合层的宽度不小于6μm。
6、根据5所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层的宽度不大于100μm,所述外侧金属键合层的宽度不大于100μm。
7、根据1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括设置在谐振结构一侧的第一键合金属部和设置在基底一侧的第二键合金属部,所述介质层包括设置在谐振结构一侧的第一介质部和设置在基底一侧的第二介质部;
所述第一介质部与所述第二介质部对应并彼此结合在一起,所述第一金属键合部与所述第二金属键合部对应并彼此键合在一起。
8、根据7所述的体声波谐振器,其中:
所述第一金属键合部包括第一主体部分和第一可变形结构,第一可变形结构形成在所述第一主体部分的平坦顶面上;
所述第二金属键合部包括第二主体部分和第二可变形结构,第二可变形结构形成在所述第二主体部分的平坦顶面上;
所述第一可变形结构与所述第二可变形结构适于彼此配合而键合在一起。
9、根据8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一可变形结构包括形成在第一主体部分的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第一凸起;
所述第二可变形结构包括形成在第二主体部分的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第二凸起;
所述多个第一凸起与所述多个第二凸起彼此啮合,并以啮合的状态彼此键合在一起。
10、根据8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一主体部分的高度小于所述第一介质部的高度,使得所述第一介质部与所述第一主体部分之间具有第一高度差;并且
所述第二主体部分的高度小于所述第二介质部的高度,使得所述第二介质部与所述第二主体部分之间具有第二高度差。
11、根据8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一主体部分的材料与所述第一可变形结构的材料相同或不同;和/或
所述第二主体部分的材料与所述第二可变形结构的材料相同或不同。
12、根据7所述的体声波谐振器,其中:
在所述第一金属键合部的顶部形成有第一键合斜面,在所述第二金属键合部的顶部形成有第二键合斜面,第一键合斜面与第二键合斜面的斜度相同;
所述第一键合斜面与所述第二键合斜面配合并可相对滑动,所述第一键合斜面和所述第二键合斜面在压力的作用下彼此键合在一起。
13、根据12所述的体声波谐振器,其中:
第一键合斜面的斜面宽度不同于第二键合斜面的斜面宽度。
14、根据1所述的体声波谐振器,其中:
所述体声波谐振器还包括释放孔,所述释放孔经沿谐振器的厚度方向延伸穿过所述谐振结构的至少压电层以与所述声学镜空腔相通。
15、根据1所述的体声波谐振器,其中:
所述压电层为单晶压电层。
16、根据1-15中任一项所述的体声波谐振器,其中:
所述谐振结构的电极包括顶电极和底电极,且压电层在谐振器的厚度方向上处于顶电极与底电极之间;
所述介质层与金属键合层同层的设置在谐振结构的底电极与基底之间。
17、根据16所述的体声波谐振器,其中:
所述体声波谐振器还包括设置在所述底电极和所述顶电极之间的电学隔离层,所述电学隔离层至少覆盖所述底电极的非电极连接端的端部,以将所述底电极和所述顶电极电隔离开。
18、根据1-15中任一项所述的体声波谐振器,其中:
所述谐振结构的电极包括多个第一电极和多个第二电极,第一电极和第二电极以交替的方式设置在压电层的一侧;
所述介质层与金属键合层同层的设置在谐振结构的压电层与基底之间。
19、一种体声波谐振器的制造方法,包括步骤:
提供辅助基底组件,所述辅助基底组件包括辅助基底和设置在辅助基底上的压电层,所述压电层具有面对辅助基底的第一表面和在压电层的厚度方向上与所述第一表面相对的第二表面,且在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成有同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层,所述第一金属键合层在水平方向上处于所述第一待释放介质层与所述第一介质层之间;
提供器件基底组件,所述器件基底组件包括器件基底和设置在器件基底一侧的同层布置的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层,所述第二金属键合层在水平方向上处于所述第二待释放介质层与所述第二介质层之间:
将辅助基底组件与器件基底组件彼此键合连接,即将辅助基底组件的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层分别与器件基底组件的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层分别接合,其中第一金属键合层与第二金属键合层彼此键合连接;
移除整个所述辅助基底,以露出所述压电层的第一表面的至少一部分;
形成所述体声波谐振器的电极结构;
释放所述第一待释放介质层和所述第二待释放介质层以形成所述体声波谐振器的声学镜空腔,所述第一金属键合层和所述第二金属键合层共同限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界。
20、根据19所述的方法,其中:
以如下步骤形成同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层:在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成第一介质材料层;刻蚀所述第一介质材料层以形成第一沟槽,所述第一沟槽在水平方向上将所述第一介质材料层分为所述第一待释放介质层与所述第一介质层;在所述第一沟槽内形成第一金属键合层,其中第一沟槽的深度与第一介质材料层的厚度一致;且
“提供器件基底组件”的步骤包括:在器件基底的一侧形成第二介质材料层;刻蚀所述第二介质材料层以形成第二沟槽,所述第二沟槽在水平方向上将所述第二介质材料层分为所述第二待释放介质层与所述第二介质层;在所述第二沟槽内形成第二金属键合层,其中第二沟槽的深度与第二介质材料层的厚度一致。
21、根据20所述的方法,其中:
第一介质层为第一内侧介质层,第二介质层为第二内侧介质层;
以如下步骤形成同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层:在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成第一介质材料层;刻蚀所述第一介质材料层以形成在水平方向上间隔开的第一沟槽和第三沟槽,所述第一沟槽和第三沟槽在水平方向上将所述第一介质材料层从内侧到外侧分为所述第一待释放介质层、所述第一内侧介质层和第一外侧介质层;在所述第一沟槽内形成第一金属键合层,以及在第三沟槽内形成第三金属键合层,其中第三沟槽的深度与第一介质材料层的厚度一致;
“提供器件基底组件”的步骤包括:在器件基底的一侧形成第二介质材料层;刻蚀所述第二介质材料层以形成在水平方向上间隔开的第二沟槽和第四沟槽,所述第二沟槽和第四沟槽在水平方向上将所述第二介质材料层从内侧到外侧分为所述第二待释放介质层、所述第二内侧介质层和第二外侧介质层;在所述第二沟槽内形成第二金属键合层,在所述第四沟槽内形成第四金属键合层,其中第四沟槽的深度与第二介质材料层的厚度一致;
“将辅助基底组件与器件基底组件彼此键合连接”包括将辅助基底组件的第一待释放介质层、第一金属键合层、第一内侧介质层、第三金属键合层和第一外侧介质层分别与器件基底组件的第二待释放介质层、第二金属键合层、第二内侧介质层、第四金属键合层和第二外侧介质层分别接合,其中第一金属键合层与第二金属键合层彼此键合连接,第三金属键合层与第四金属键合层彼此键合连接。
22、根据21所述的方法,其中:
使得第三沟槽在水平方向上的宽度大于第一沟槽在水平方向上的宽度;且
使得第四沟槽在水平方向上的宽度大于第二沟槽在水平方向上的宽度。
23、根据19所述的方法,其中:
所述辅助基底组件还包括形成在所述辅助基底和所述压电层之间的绝缘层;
“移除整个所述辅助基底,以露出所述压电层的第一表面的至少一部分”包括步骤:在移除所述辅助基底之后,或者在移除所述辅助基底的同时,移除所述绝缘层的至少一部分以露出所述压电层的第一表面的至少一部分。
24、根据19所述的方法,其中:
所述压电层为单晶压电层。
25、根据19-24中任一项所述的方法,其中:
所述体声波谐振器包括顶电极、底电极和设置在顶电极与底电极之间的所述压电层;
所述辅助基底组件的压电层的第二表面设置有第一电极材料层,第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层布置在所述第一电极材料层的一侧;
“形成所述体声波谐振器的电极结构”的步骤包括:对所述第一电极材料层图形化以形成所述底电极,以及在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧形成所述顶电极。
26、根据25所述的方法,其中:
在“在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧形成所述顶电极”之前,所述方法包括步骤:设置至少覆盖所述底电极的非电极连接端的端部的电学隔离层,所述电学隔离层用于将所述底电极和所述顶电极电隔离开。
27、根据19-24中任一项所述的方法,其中:
所述体声波谐振器包括多个第一电极和多个第二电极,第一电极和第二电极以交替的方式设置在压电层的第二表面;
“形成所述体声波谐振器的电极结构”的步骤包括:在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧的所述多个第一电极和多个第二电极。
28、一种滤波器,包括根据1-18中任一项所述的体声波谐振器。
29、一种电子设备,包括根据28所述的滤波器,或者根据1-18中任一项所述的体声波谐振器。
这里的电子设备,包括但不限于射频前端、滤波放大模块等中间产品,以及手机、WIFI、无人机等终端产品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (29)

1.一种体声波谐振器,包括:
谐振结构,所述谐振结构包括压电层以及设置在压电层的电极;
基底;
声学镜空腔,设置在谐振结构与基底之间;和
介质层以及金属键合层,介质层与金属键合层同层且同厚度的设置在谐振结构与基底之间,
其中:
所述金属键合层包括限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界的限定部分,且在水平方向上所述介质层处于所述限定部分的外侧。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括单个金属键合层,所述单个金属键合层为所述限定部分,所述单个金属键合层在水平方向上的内侧为所述声学镜空腔,所述单个金属键合层在水平方向上的外侧为所述介质层。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括内侧金属键合层以及外侧金属键合层,所述内侧金属键合层为所述限定部分;
所述介质层包括在水平方向上处于内侧金属层与外侧金属层之间的内侧介质层,以及在水平方向上处于外侧金属层外侧的外侧介质层。
4.根据权利要求3所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层在水平方向上的宽度小于所述外侧金属键合层在水平方向上的宽度。
5.根据权利要求4所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层的宽度不小于5μm,所述外侧金属键合层的宽度不小于6μm。
6.根据权利要求5所述的体声波谐振器,其中:
所述内侧金属键合层的宽度不大于100μm,所述外侧金属键合层的宽度不大于100μm。
7.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其中:
所述金属键合层包括设置在谐振结构一侧的第一键合金属部和设置在基底一侧的第二键合金属部,所述介质层包括设置在谐振结构一侧的第一介质部和设置在基底一侧的第二介质部;
所述第一介质部与所述第二介质部对应并彼此结合在一起,所述第一金属键合部与所述第二金属键合部对应并彼此键合在一起。
8.根据权利要求7所述的体声波谐振器,其中:
所述第一金属键合部包括第一主体部分和第一可变形结构,第一可变形结构形成在所述第一主体部分的平坦顶面上;
所述第二金属键合部包括第二主体部分和第二可变形结构,第二可变形结构形成在所述第二主体部分的平坦顶面上;
所述第一可变形结构与所述第二可变形结构适于彼此配合而键合在一起。
9.根据权利要求8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一可变形结构包括形成在第一主体部分的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第一凸起;
所述第二可变形结构包括形成在第二主体部分的平坦顶面上的彼此间隔开的多个第二凸起;
所述多个第一凸起与所述多个第二凸起彼此啮合,并以啮合的状态彼此键合在一起。
10.根据权利要求8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一主体部分的高度小于所述第一介质部的高度,使得所述第一介质部与所述第一主体部分之间具有第一高度差;并且
所述第二主体部分的高度小于所述第二介质部的高度,使得所述第二介质部与所述第二主体部分之间具有第二高度差。
11.根据权利要求8所述的体声波谐振器,其中:
所述第一主体部分的材料与所述第一可变形结构的材料相同或不同;和/或
所述第二主体部分的材料与所述第二可变形结构的材料相同或不同。
12.根据权利要求7所述的体声波谐振器,其中:
在所述第一金属键合部的顶部形成有第一键合斜面,在所述第二金属键合部的顶部形成有第二键合斜面,第一键合斜面与第二键合斜面的斜度相同;
所述第一键合斜面与所述第二键合斜面配合并可相对滑动,所述第一键合斜面和所述第二键合斜面在压力的作用下彼此键合在一起。
13.根据权利要求12所述的体声波谐振器,其中:
第一键合斜面的斜面宽度不同于第二键合斜面的斜面宽度。
14.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其中:
所述体声波谐振器还包括释放孔,所述释放孔经沿谐振器的厚度方向延伸穿过所述谐振结构的至少压电层以与所述声学镜空腔相通。
15.根据权利要求1所述的体声波谐振器,其中:
所述压电层为单晶压电层。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的体声波谐振器,其中:
所述谐振结构的电极包括顶电极和底电极,且压电层在谐振器的厚度方向上处于顶电极与底电极之间;
所述介质层与金属键合层同层的设置在谐振结构的底电极与基底之间。
17.根据权利要求16所述的体声波谐振器,其中:
所述体声波谐振器还包括设置在所述底电极和所述顶电极之间的电学隔离层,所述电学隔离层至少覆盖所述底电极的非电极连接端的端部,以将所述底电极和所述顶电极电隔离开。
18.根据权利要求1-15中任一项所述的体声波谐振器,其中:
所述谐振结构的电极包括多个第一电极和多个第二电极,第一电极和第二电极以交替的方式设置在压电层的一侧;
所述介质层与金属键合层同层的设置在谐振结构的压电层与基底之间。
19.一种体声波谐振器的制造方法,包括步骤:
提供辅助基底组件,所述辅助基底组件包括辅助基底和设置在辅助基底上的压电层,所述压电层具有面对辅助基底的第一表面和在压电层的厚度方向上与所述第一表面相对的第二表面,且在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成有同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层,所述第一金属键合层在水平方向上处于所述第一待释放介质层与所述第一介质层之间;
提供器件基底组件,所述器件基底组件包括器件基底和设置在器件基底一侧的同层布置的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层,所述第二金属键合层在水平方向上处于所述第二待释放介质层与所述第二介质层之间:
将辅助基底组件与器件基底组件彼此键合连接,即将辅助基底组件的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层分别与器件基底组件的第二待释放介质层、第二金属键合层和第二介质层分别接合,其中第一金属键合层与第二金属键合层彼此键合连接;
移除整个所述辅助基底,以露出所述压电层的第一表面的至少一部分;
形成所述体声波谐振器的电极结构;
释放所述第一待释放介质层和所述第二待释放介质层以形成所述体声波谐振器的声学镜空腔,所述第一金属键合层和所述第二金属键合层共同限定所述声学镜空腔在水平方向上的边界。
20.根据权利要求19所述的方法,其中:
以如下步骤形成同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层:在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成第一介质材料层;刻蚀所述第一介质材料层以形成第一沟槽,所述第一沟槽在水平方向上将所述第一介质材料层分为所述第一待释放介质层与所述第一介质层;在所述第一沟槽内形成第一金属键合层,其中第一沟槽的深度与第一介质材料层的厚度一致;且
“提供器件基底组件”的步骤包括:在器件基底的一侧形成第二介质材料层;刻蚀所述第二介质材料层以形成第二沟槽,所述第二沟槽在水平方向上将所述第二介质材料层分为所述第二待释放介质层与所述第二介质层;在所述第二沟槽内形成第二金属键合层,其中第二沟槽的深度与第二介质材料层的厚度一致。
21.根据权利要求19所述的方法,其中:
第一介质层为第一内侧介质层,第二介质层为第二内侧介质层;
以如下步骤形成同层布置的第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层:在辅助基底组件的压电层的第二表面所在的一侧形成第一介质材料层;刻蚀所述第一介质材料层以形成在水平方向上间隔开的第一沟槽和第三沟槽,所述第一沟槽和第三沟槽在水平方向上将所述第一介质材料层从内侧到外侧分为所述第一待释放介质层、所述第一内侧介质层和第一外侧介质层;在所述第一沟槽内形成第一金属键合层,以及在第三沟槽内形成第三金属键合层,其中第三沟槽的深度与第一介质材料层的厚度一致;
“提供器件基底组件”的步骤包括:在器件基底的一侧形成第二介质材料层;刻蚀所述第二介质材料层以形成在水平方向上间隔开的第二沟槽和第四沟槽,所述第二沟槽和第四沟槽在水平方向上将所述第二介质材料层从内侧到外侧分为所述第二待释放介质层、所述第二内侧介质层和第二外侧介质层;在所述第二沟槽内形成第二金属键合层,在所述第四沟槽内形成第四金属键合层,其中第四沟槽的深度与第二介质材料层的厚度一致;
“将辅助基底组件与器件基底组件彼此键合连接”包括将辅助基底组件的第一待释放介质层、第一金属键合层、第一内侧介质层、第三金属键合层和第一外侧介质层分别与器件基底组件的第二待释放介质层、第二金属键合层、第二内侧介质层、第四金属键合层和第二外侧介质层分别接合,其中第一金属键合层与第二金属键合层彼此键合连接,第三金属键合层与第四金属键合层彼此键合连接。
22.根据权利要求21所述的方法,其中:
使得第三沟槽在水平方向上的宽度大于第一沟槽在水平方向上的宽度;且
使得第四沟槽在水平方向上的宽度大于第二沟槽在水平方向上的宽度。
23.根据权利要求19所述的方法,其中:
所述辅助基底组件还包括形成在所述辅助基底和所述压电层之间的绝缘层;
“移除整个所述辅助基底,以露出所述压电层的第一表面的至少一部分”包括步骤:在移除所述辅助基底之后,或者在移除所述辅助基底的同时,移除所述绝缘层的至少一部分以露出所述压电层的第一表面的至少一部分。
24.根据权利要求19所述的方法,其中:
所述压电层为单晶压电层。
25.根据权利要求19-24中任一项所述的方法,其中:
所述体声波谐振器包括顶电极、底电极和设置在顶电极与底电极之间的所述压电层;
所述辅助基底组件的压电层的第二表面设置有第一电极材料层,第一待释放介质层、第一金属键合层和第一介质层布置在所述第一电极材料层的一侧;
“形成所述体声波谐振器的电极结构”的步骤包括:对所述第一电极材料层图形化以形成所述底电极,以及在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧形成所述顶电极。
26.根据权利要求25所述的方法,其中:
在“在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧形成所述顶电极”之前,所述方法包括步骤:设置至少覆盖所述底电极的非电极连接端的端部的电学隔离层,所述电学隔离层用于将所述底电极和所述顶电极电隔离开。
27.根据权利要求19-24中任一项所述的方法,其中:
所述体声波谐振器包括多个第一电极和多个第二电极,第一电极和第二电极以交替的方式设置在压电层的第二表面;
“形成所述体声波谐振器的电极结构”的步骤包括:在压电层的所述第一表面的至少一部分的上侧的所述多个第一电极和多个第二电极。
28.一种滤波器,包括根据权利要求1-18中任一项所述的体声波谐振器。
29.一种电子设备,包括根据权利要求28所述的滤波器,或者根据权利要求1-18中任一项所述的体声波谐振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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