CN114826184A - 一种体声波谐振器、制备方法以及体声波滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种体声波谐振器、制备方法以及体声波滤波器。该体声波谐振器的制备方法包括：提供衬底；在衬底之上形成底电极和压电层；在压电层背离底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，牺牲层包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种；通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面；在牺牲层背离压电层的表面形成顶电极；释放牺牲层。本发明实施例提供的技术方案，通过在空气桥结构或者悬翼结构设置粗糙散射表面，有效消耗进入空气桥结构或者悬翼结构的横波和杂波，从而提升了体声波谐振器的Q值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器、制备方法以及体声波滤波器。
背景技术
体声波谐振器包括底电极、压电层和顶电极的叠层结构。顶电极的边缘设置有微结构，微结构为脱离压电层逐渐悬空的空气桥结构或者是悬翼结构。体声波谐振器的有效区域的声波在谐振的过程中有部分以横波或杂波的形式传导进入空气桥结构或者悬翼结构，并在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域。而回到有效区域的杂波会叠加干扰其它正常谐振的波而造成能量损耗，降低体声波谐振器的Q值。
现有技术中制作空气桥结构或者悬翼结构大多是在压电层表面形成特定形状的牺牲层，沉积顶电极后再释放牺牲层得到。上述制备方法制作的空气桥结构或者悬翼结构的表面比较光滑，很利于横波或杂波在空气桥结构区域来回做镜面反射甚至重新回到有效区域。
因此，需要制备一种体声波谐振器，让横波或杂波尽快在空气桥结构或者悬翼结构区域散射有效消耗掉，从而提升体声波谐振器的Q值。
发明内容
本发明提供了一种体声波谐振器、制备方法以及体声波滤波器，以在空气桥结构或者悬翼结构设置粗糙散射表面，有效消耗进入空气桥结构或者悬翼结构的横波和杂波，从而提升体声波谐振器的Q值。
根据本发明的一方面，提供了一种体声波谐振器的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底之上形成底电极；
在所述底电极背离所述衬底的一侧形成压电层；
在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，所述牺牲层包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种；
通过表面处理工艺在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面；
在所述牺牲层背离所述压电层的表面形成顶电极；
释放所述牺牲层，以在所述顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，所述空气桥结构的空气隙为所述空气桥结构牺牲层的所在位置，所述悬翼结构的空气隙为所述悬翼结构牺牲层的所在位置。
可选地，在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成顶电极之后还包括：
通过表面处理工艺在所述顶电极背离所述牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，其中，所述第二粗糙表面在所述衬底的正投影在所述牺牲层在所述衬底的正投影之内。
可选地，在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成顶电极之后还包括：
在所述顶电极背离所述压电层的表面的边缘形成凹入结构以及凸起结构中的至少一种；
通过表面处理工艺在所述凹入结构以及凸起结构中的至少一种的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面。
可选地，在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成牺牲层之前还包括：
通过表面处理工艺在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成凹凸不平的表面，以形成第四粗糙表面。
可选地，所述表面处理工艺包括离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种。
可选地，所述牺牲层包括单晶硅，通过表面处理工艺在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面包括：
通过制绒液对所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面进行腐蚀，在所述牺牲层背离所述压电层的表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
可选地，对所述体声波谐振器进行表面处理工艺之前还包括：
在待进行表面处理工艺的表面形成均匀分布的异物颗粒，其中，所述异物颗粒的硬度大于所述异物颗粒所在膜层的硬度；
对在待进行表面处理工艺的表面进行表面处理工艺之后还包括：
去除所述异物颗粒。
可选地，在所述衬底之上形成底电极之前还包括：
在所述衬底表面或者内部形成声反射结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种体声波谐振器，采用如本发明实施例任一所述的体声波谐振器的制备方法制备而成。
根据本发明的另一方面，提供了一种体声波滤波器，包括本发明实施例任一所述的体声波谐振器。
本实施例提供的技术方案，在形成包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种的牺牲层之后，通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。相应的，在顶电极中空气桥结构以及悬翼结构的至少一种与牺牲层第一粗糙表面接触的位置对应形成了凹凸不平的表面，即粗糙反射表面。该粗糙反射表面可以对进入到空气桥结构或者悬翼结构的横波或者杂波起到散射作用，进而将横波或者杂波的能量被有效消耗，可以避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，提高了体声波谐振器的Q值。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法的流程示意图；
图2-图9是根据本发明实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法各步骤对应的结构示意图；
图10是根据本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的制备方法的流程示意图；
图11-图12是根据本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的制备方法各步骤对应的结构示意图；
图13是根据本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的制备方法的流程示意图；
图14-图16是根据本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的制备方法各步骤对应的结构示意图；
图17是根据本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的制备方法的流程示意图；
图18-图25是根据本发明实施例提供的又一种体声波谐振器的制备方法各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明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的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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，例如，包含了一系列步骤或器的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或器，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或器。
为了使得空气桥结构或者悬翼结构可以有效消耗进入其中的横波和杂波，从而提升体声波谐振器的Q值，本发明实施例提供了如下技术方案：
图1是根据本发明实施例提供的一种体声波谐振器的制备方法的流程示意图。参见图1，该体声波谐振器的制备方法包括如下步骤：
S110、提供衬底。
参见图2，提供衬底10。示例性的，衬底10可以选择单晶硅、砷化镓、蓝宝石以及石英等材料。为了降低衬底10对于声波的损耗，还可以在形成底电极之前，在衬底10的表面或者内部形成声反射结构。示例性的，在本实施例中，声反射结构为空腔结构10a，在S110中，空腔结构10a内部填充包含硅的氧化物的材料例如是磷硅酸盐玻璃(Phospho SilicateGlass，PSG)作为牺牲层，在后续步骤中通过腐蚀液对牺牲层进行腐蚀，以去除空腔结构10a内的填充材料。需要说明的是，在其他实施例中，声反射结构还可以包括采用高低声阻抗层交替堆叠形成的布拉格反射层、衬底10背面的凹槽或者衬底10、底电极以及位于衬底10和底电极之间的支撑结构围成的空腔结构。
S120、在衬底之上形成底电极。
参见图3，可以先在衬底10之上沉积薄膜电极，然后通过刻蚀图形的方法形成预设图形的底电极20。或者，先在衬底10之上沉积薄膜电极，然后通过剥离法形成预设图形的底电极20。具体的，剥离法形成预设图形的底电极20包括：先光刻出与底电极20图形对应的特定区域，再整面沉积薄膜电极，然后剥离掉光刻胶和其上面的薄膜电极，留下特定区域的薄膜电极为底电极20。示例性的，底电极20可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
S130、在底电极背离衬底的一侧形成压电层。
参见图4，在底电极20背离衬底10的一侧生长压电层30的薄膜，然后通过图形化工艺形成压电层30，其中压电层30覆盖部分底电极20。示例性的，压电层30可以选择氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅压电陶瓷、铌酸锂、钽酸锂、铌酸钾等单晶压电薄膜材料以及多晶压电薄膜材料中至少一种。还可以在压电层30中掺杂一定比例的稀土元素来提高压电材料层的性能。
S140、在压电层背离底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，牺牲层包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种。
参见图5，在压电层30背离底电极20的一侧形成牺牲层40的薄膜，然后通过图形化工艺在压电层30背离底电极20的表面的边缘形成包括空气桥结构牺牲层41以及悬翼结构牺牲层42的牺牲层40。示例的，牺牲层40包含不掺杂的二氧化硅、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)以及光刻胶中的任意一种。
S150、通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
参见图6，通过表面处理工艺在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。需要说明的是，在其他实施例中，还可以通过表面处理工艺在牺牲层40背离压电层30的全部表面形成凹凸不平的表面。且第一粗糙表面A1在牺牲层40背离压电层30的表面的具体位置，本发明实施例可以不作具体限定。在本实施例中，经过表面处理工艺得到的凹凸不平的表面由重复的弧形起伏构成。
S160、在牺牲层背离压电层的一侧形成顶电极。
参见图7，可以先在牺牲层40背离压电层30的表面沉积薄膜电极，然后通过刻蚀图形的方法形成预设图形的顶电极50。或者，先在牺牲层40背离压电层30的表面沉积薄膜电极，然后通过剥离法形成预设图形的顶电极50。具体的，剥离法形成预设图形的顶电极50包括：先光刻出与顶电极50对应的特定区域，再整面沉积薄膜电极，然后剥离掉光刻胶和其上面的薄膜电极，留下特定区域的薄膜电极为顶电极50。示例性的，形成顶电极50的薄膜电极包括至少两种金属薄膜的叠层。体声波谐振器包括底电极20、压电层30和顶电极50的叠层结构。示例性的，顶电极50可以选择导电性良好的钼、钌、金、铝、镁、钨、铜以及钛中的至少一种。
S170、释放牺牲层，以在顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，空气桥结构的空气隙为空气桥结构牺牲层的所在位置，悬翼结构的空气隙为悬翼结构牺牲层的所在位置。
参见图8，通过湿法腐蚀释放牺牲层40，以在顶电极50的边缘形成空气桥结构51以及悬翼结构52，其中，空气桥结构51和压电层30之间的空气隙为空气桥结构牺牲层41的所在位置，悬翼结构52和压电层30之间的空气隙为悬翼结构牺牲层42的所在位置。由于牺牲层40背离压电层30的部分表面包括凹凸不平的表面即第一粗糙表面A1，空气桥结构51以及悬翼结构52与牺牲层40的第一粗糙表面A1接触的位置对应形成了凹凸不平的表面，即粗糙反射表面。其中，粗糙反射表面中凸起的部分，对应的是牺牲层40的第一粗糙表面A1凹陷的部分。粗糙反射表面中凹陷的部分，对应的是牺牲层40的第一粗糙表面A1凸起的部分。
需要指出的是，当S150对应的图6中，第一粗糙表面A1继续增大时，可以在S170之后得到图9中示出的体声波谐振器。其中，图9中空气桥结构51以及悬翼结构52粗糙反射表面的面积大于图8中空气桥结构51以及悬翼结构52粗糙反射表面的面积。
需要说明的是，体声波谐振器的最基本结构是两个电极夹着压电层30所构成的三明治结构，在底电极22和顶电极50的交变电场作用下，压电层30会产生形变，微观上表现为声子的振动，宏观上形成了在压电层30里振动的声波。声波在压电层30里振动形成驻波，主要为纵波形式，但仍然会存在少量的横波。在纵波中，粒子的运动方向和声波的传播方向是平行的，不过每个粒子不会沿着声波的方向移动，只是在各自的平衡状态上前后振动。在横波中，粒子的运动方向和声波的传播方向相互垂直。粒子也不会沿着声波的传播方向移动，只是在各自的平衡状态下上下振动。现有的体声波谐振器结构中，顶电极中的空气桥结构或者悬翼结构的表面比较光滑，很利于横波或杂波在空气桥结构的区域或者悬翼结构的区域来回做镜面反射甚至重新回到有效区域。
本实施例提供的技术方案，在形成包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种的牺牲层之后，通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。相应的，在顶电极中空气桥结构以及悬翼结构的至少一种与牺牲层第一粗糙表面接触的位置对应形成了凹凸不平的表面，即粗糙反射表面。该粗糙反射表面可以对进入到空气桥结构或者悬翼结构的横波或者杂波起到散射作用，进而将横波或者杂波的能量被有效消耗，可以避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，提高了体声波谐振器的Q值。需要说明的是，在本实施例中，体声波谐振器的有效区域可以理解为底电极、压电层、顶电极以及声反射结构在竖直方向重叠的区域。
可选地，在上述技术方案的基础上，S150中，表面处理工艺包括离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种。
具体的，参见图6，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。其中，离子轰击工艺采用高能离子对膜层表面进行轰击。通过光刻和刻蚀工艺在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成纳米尺度的凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。博世工艺(Bosch工艺)可以有效阻止或减弱侧向刻蚀。可选地，可以对同一膜层同时采用离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少两种工艺进行表面处理。例如对于图6中的牺牲层40，可以采用离子轰击工艺对于牺牲层40背离压电层30表面的平面部进行处理，然后采用博世工艺对于牺牲层40背离压电层30表面的侧面部进行处理，最终可以得到图9中示出的体声波谐振器。需要说明的是，在其他实施例中，顶电极50以及压电层30也可以通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种进行表面处理，以形成凹凸不平的表面。
可选地，在上述技术方案的基础上，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种对体声波谐振器进行表面处理工艺之前还包括：
在待进行表面处理工艺的表面形成均匀分布的异物颗粒，其中，异物颗粒的硬度大于异物颗粒所在膜层的硬度。
对在待进行表面处理工艺的表面进行表面处理工艺之后还包括：去除异物颗粒。
以图6为例，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1之前，可以在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成均匀分布的异物颗粒，并在表面处理工艺之后去除异物颗粒。
具体的，异物颗粒的硬度大于异物颗粒所在膜层的硬度，可以在通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种在牺牲层40背离压电层30的表面进行处理时，异物颗粒相对牺牲层40来说，被刻蚀的深度小于牺牲层40被刻蚀的深度，进而可以进一步增加第一粗糙表面A1的凹凸不平的程度。相应的，空气桥结构51以及悬翼结构52的粗糙反射表面的凹凸不平的程度也随之增加，可以增强了对进入到空气桥结构或者悬翼结构的横波或者杂波的散射作用，进而可以快速将横波或者杂波的能量被有效消耗，可以进一步避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而进一步避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而进一步减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，提高了体声波谐振器的Q值。
在其他实施例中，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种对牺牲层40、顶电极50以及压电层30进行表面处理工艺之前也可以形成异物颗粒，并在表面处理工艺之后去除异物颗粒。具体的，异物颗粒的硬度大于异物颗粒所在膜层的硬度，可以在通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种在异物颗粒所在膜层的表面进行处理时，异物颗粒相对异物颗粒所在膜层来说，被刻蚀的深度小于异物颗粒相对异物颗粒所在膜层被刻蚀的深度，进而可以进一步增加异物颗粒相对异物颗粒所在膜层表面的凹凸不平的程度。相应的，体声波谐振器的粗糙反射表面的凹凸不平的程度也随之增加，可以增强对进入到空气桥结构或者悬翼结构的横波或者杂波的散射作用，进而可以快速将横波或者杂波的能量被有效消耗，可以进一步避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而进一步避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而进一步减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，进一步提高了体声波谐振器的Q值。
可选地，在上述技术方案的基础上，牺牲层40包括单晶硅，S150通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面包括：
参见图6，通过制绒液对牺牲层40背离压电层30的部分表面进行腐蚀，在牺牲层40背离压电层30的表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。
具体的，在工业生产中，制绒液选用碱与醇的混合溶液对(100)晶向的单晶硅进行各向异性腐蚀，在表面形成类“金字塔”状的绒面，有效在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。其中，制绒液中的碱溶液例如是KOH溶液或者NaOH溶液。
图10是根据本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的制备方法的流程图。参见图10，该体声波谐振器的制备方法包括如下步骤：
S210、提供衬底。
S220、在衬底之上形成底电极。
S230、在底电极背离衬底的一侧形成压电层。
S240、在压电层背离底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，牺牲层包空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种。
S250、通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
S260、在牺牲层背离压电层的表面形成顶电极。
S210-S260的制备方法和有益效果可以参照S110-S160的制备方法和有益效果执行。
S270、通过表面处理工艺在顶电极背离牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，其中，第二粗糙表面在衬底的正投影在牺牲层在衬底的正投影之内。
参见图11，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种表面处理工艺在顶电极50背离牺牲层40的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面A2，其中，第二粗糙表面A2在衬底10的正投影在牺牲层40在衬底10的正投影之内。第二粗糙表面A2的具体面积和位置在本实施例中不作具体限定。
S280、释放牺牲层，以在顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，空气桥结构的空气隙为空气桥结构牺牲层的所在位置，悬翼结构的空气隙为悬翼结构牺牲层的所在位置。
参见图12，通过湿法腐蚀释放牺牲层40，以在顶电极50的边缘形成空气桥结构51以及悬翼结构52，其中，空气桥结构51和压电层30之间的空气隙为空气桥结构牺牲层41的所在位置，悬翼结构52和压电层30之间的空气隙为悬翼结构牺牲层42的所在位置。
在上述技术方案的基础上，本实施例对于顶电极背离牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，增加了顶电极中空气桥结构以及悬翼结构的至少一种的粗糙反射表面的面积，增强了对从体声波谐振器有效区域进入到其中的横波或者杂波的散射作用以及对横波或者杂波的能量有效消耗效率，可以进一步避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而进一步避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而进一步减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，进一步提高了体声波谐振器的Q值。
图13是根据本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的制备方法的流程图。参见图13，该体声波谐振器的制备方法包括如下步骤：
S310、提供衬底。
S320、在衬底之上形成底电极。
S330、在底电极背离衬底的一侧形成压电层。
S340、在压电层背离底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，牺牲层包空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种。
S350、通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
S360、在牺牲层背离压电层的表面形成顶电极。
S370、通过表面处理工艺在顶电极背离牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，其中，第二粗糙表面在衬底的正投影在牺牲层在衬底的正投影之内。
S310-S370的制备方法和有益效果可以参照S210-S270的制备方法和有益效果执行。
S3801、在顶电极背离压电层的表面的边缘形成凹入结构以及凸起结构中的至少一种。
参见图14，通过图形化工艺在顶电极50背离压电层的表面的边缘形成凹入结构53以及凸起结构54。
S3802、通过表面处理工艺在凹入结构以及凸起结构中的至少一种的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面。
参见图15，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种表面处理工艺在凹入结构53以及凸起结构54的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面A3。第三粗糙表面A3的具体面积和位置在本实施例中不作具体限定。
S390、释放牺牲层，以在顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，空气桥结构的空气隙为空气桥结构牺牲层的所在位置，悬翼结构的空气隙为悬翼结构牺牲层的所在位置。
参见图16，通过湿法腐蚀释放牺牲层40，以在顶电极50的边缘形成空气桥结构51以及悬翼结构52，其中，空气桥结构51和压电层30之间的空气隙为空气桥结构牺牲层41的所在位置，悬翼结构52和压电层30之间的空气隙为悬翼结构牺牲层42的所在位置。
在上述技术方案的基础上，在顶电极背离压电层的表面的边缘形成凹入结构以及凸起结构中的至少一种,并通过表面处理工艺在凹入结构以及凸起结构中的至少一种的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面，进一步增加了顶电极中空气桥结构以及悬翼结构的至少一种的粗糙反射表面的面积，增强了对从体声波谐振器有效区域进入到其中的横波或者杂波的散射作用以及对横波或者杂波的能量有效消耗效率，可以进一步避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而进一步避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而进一步减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，进一步提高了体声波谐振器的Q值。
图17是根据本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的制备方法的流程图。参见图17，该体声波谐振器的制备方法包括如下步骤：
S410、提供衬底。
S420、在衬底之上形成底电极。
S430、在底电极背离衬底的一侧形成压电层。
S410-S430的制备方法和有益效果可以参照S310-S330的制备方法和有益效果执行。
S4301、通过表面处理工艺在压电层背离底电极的表面的边缘形成凹凸不平的表面，以形成第四粗糙表面。
参见图18，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种表面处理工艺在压电层30背离底电极20的表面的边缘形成凹凸不平的表面，以形成第四粗糙表面A4。第四粗糙表面A4的具体面积和位置在本实施例中不作具体限定。
S440、在压电层背离底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，牺牲层包空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种。
参见图19，在压电层30背离底电极20的一侧形成牺牲层40的薄膜，然后通过图形化工艺在压电层30背离底电极20的表面的边缘形成包括空气桥结构牺牲层41以及悬翼结构牺牲层42的牺牲层40。
S450、通过表面处理工艺在牺牲层背离压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
参见图20，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种表面处理工艺在牺牲层40背离压电层30的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。牺牲层40包括单晶硅，可以制绒液对牺牲层40背离压电层30的至少部分表面进行腐蚀，在牺牲层40背离压电层30的表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面A1。
S460、在牺牲层背离压电层的表面形成顶电极。
参见图21，可以通过金属剥离法在牺牲层40背离压电层30的一侧形成顶电极50。
S470、通过表面处理工艺在顶电极背离牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，其中，第二粗糙表面在衬底的正投影在牺牲层在衬底的正投影之内。
参见图22，通过离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种表面处理工艺在顶电极50背离牺牲层40的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面A2，其中，第二粗糙表面A2在衬底10的正投影在牺牲层40在衬底10的正投影之内。
S4801、在顶电极背离压电层的表面的边缘形成凹入结构以及凸起结构中的至少一种。
参见图23，通过图形化工艺在顶电极50背离压电层的表面的边缘形成凹入结构53以及凸起结构54。
S4802、通过表面处理工艺在凹入结构以及凸起结构中的至少一种的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面。
参见图24，通过表面处理工艺在凹入结构53以及凸起结构54的部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面A3。
S490、释放牺牲层，以在顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，空气桥结构的空气隙为空气桥结构牺牲层的所在位置，悬翼结构的空气隙为悬翼结构牺牲层的所在位置。
参见图25，通过湿法腐蚀释放牺牲层40，以在顶电极50的边缘形成空气桥结构51以及悬翼结构52，其中，空气桥结构51和压电层30之间的空气隙为空气桥结构牺牲层41的所在位置，悬翼结构52和压电层30之间的空气隙为悬翼结构牺牲层42的所在位置。
在上述技术方案的基础上，通过表面处理工艺在压电层背离底电极的表面的边缘形成凹凸不平的表面，以形成第四粗糙表面，使得与空气桥结构以及悬翼结构相对的压电层具有粗糙反射表面，增强了对从体声波谐振器有效区域进入到其中的横波或者杂波的散射作用以及对横波或者杂波的能量有效消耗效率，可以进一步避免横波或者杂波在空气桥结构或者悬翼结构电极中来回反射甚至重新回到有效区域，从而进一步避免横波或者杂波回到有效区域后对体声波谐振器的正常谐振波进行干涉，进而进一步减少了体声波谐振器的正常谐振声波的能量损耗，进一步提高了体声波谐振器的Q值。
本发明实施例还提供了一种体声波谐振器。该体声波谐振器上述实施例任意所述的体声波谐振器的制备方法制备而成。因此，本该体声波谐振器上述实施例任意所述的体声波谐振器的制备方法具有的有益效果，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种体声波滤波器。该体声波滤波器包括上述实施例任意所述的体声波谐振器。因此，本该体声波谐振器上述实施例任意所述的体声波谐振器具有的有益效果，在此不再赘述。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底之上形成底电极；
在所述底电极背离所述衬底的一侧形成压电层；
在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成牺牲层，其中，所述牺牲层包括空气桥结构牺牲层以及悬翼结构牺牲层中的至少一种；
通过表面处理工艺在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面；
在所述牺牲层背离所述压电层的表面形成顶电极；
释放所述牺牲层，以在所述顶电极的边缘形成空气桥结构以及悬翼结构中的至少一种，其中，所述空气桥结构的空气隙为所述空气桥结构牺牲层的所在位置，所述悬翼结构的空气隙为所述悬翼结构牺牲层的所在位置。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成顶电极之后还包括：
通过表面处理工艺在所述顶电极背离所述牺牲层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第二粗糙表面，其中，所述第二粗糙表面在所述衬底的正投影在所述牺牲层在所述衬底的正投影之内。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成顶电极之后还包括：
在所述顶电极背离所述压电层的表面的边缘形成凹入结构以及凸起结构中的至少一种；
通过表面处理工艺在所述凹入结构以及凸起结构中的至少一种的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第三粗糙表面。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成牺牲层之前还包括：
通过表面处理工艺在所述压电层背离所述底电极的表面的边缘形成凹凸不平的表面，以形成第四粗糙表面。
5.根据权利要求1-4任一所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述表面处理工艺包括离子轰击工艺、博世工艺以及光刻和刻蚀工艺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述牺牲层包括单晶硅，通过表面处理工艺在所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面包括：
通过制绒液对所述牺牲层背离所述压电层的至少部分表面进行腐蚀，在所述牺牲层背离所述压电层的表面形成凹凸不平的表面，以形成第一粗糙表面。
7.根据权利要求5所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，对所述体声波谐振器进行表面处理工艺之前还包括：
在待进行表面处理工艺的表面形成均匀分布的异物颗粒，其中，所述异物颗粒的硬度大于所述异物颗粒所在膜层的硬度；
对在待进行表面处理工艺的表面进行表面处理工艺之后还包括：
去除所述异物颗粒。
8.根据权利要求1所述的体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述衬底之上形成底电极之前还包括：
在所述衬底表面或者内部形成声反射结构。
9.一种体声波谐振器，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的体声波谐振器的制备方法制备而成。
10.一种体声波滤波器，其特征在于，包括权利要求9所述的体声波谐振器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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