CN114978077A - 薄膜体声波谐振器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：提供临时衬底；在临时衬底上形成刻蚀停止层；在刻蚀停止层上依次形成第二电极层、压电层和第一电极层；刻蚀第一电极层形成第一凹槽和第一电极，第一凹槽贯穿第一电极；在第一电极上形成具有第一空腔的支撑层，第一空腔暴露第一凹槽和部分第一电极；在支撑层上形成第一衬底，第一衬底覆盖第一空腔；去除临时衬底和刻蚀停止层；刻蚀第二电极层形成第二电极和第二凹槽，第二凹槽贯穿第二电极。本发明通过在临时衬底和第二电极层之间形成刻蚀停止层，以便于去除临时衬底时，通过刻蚀停止层作为阻挡层，避免刻蚀对第一电极层表面造成损伤以致电极频率不稳定的情况。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器的 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。在现有的滤波器中， 薄膜体声波谐振器(FBAR)因其体积小、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。
通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间 设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动， 该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极 与空气交界面被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波 在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。
但是，目前制作出的薄膜体声波谐振器，在去除临时衬底时，常采用 氢氟酸作为刻蚀剂，而氢氟酸极易对钼电极造成损伤，从而造成器件的频 率不稳定，造成品质因素不良的问题，且其品质因子(Q)无法进一步提高， 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体声波谐振器的制造方法，能够避免 电极损伤，提高器件频率的稳定性，进而提高器件性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法， 包括：
提供临时衬底；
在所述临时衬底上形成刻蚀停止层；
在所述刻蚀停止层上依次形成第二电极层、压电层和第一电极层；
刻蚀所述第一电极层形成第一凹槽和第一电极，所述第一凹槽贯穿所 述第一电极；
在所述第一电极上形成具有第一空腔的支撑层，所述第一空腔暴露所 述第一凹槽和部分所述第一电极；
在所述支撑层上形成第一衬底，所述第一衬底覆盖所述第一空腔；
去除所述临时衬底和所述刻蚀停止层；
刻蚀所述第二电极层形成第二电极和第二凹槽，第二凹槽贯穿所述第 二电极。
本发明的有益效果在于：
通过在临时衬底和第二电极层之间形成刻蚀停止层，以便于去除临时 衬底时，通过刻蚀停止层作为阻挡层，避免刻蚀对第一电极层表面造成损 伤以致电极频率不稳定的情况，进而提高器件的品质因子及性能；形成的 第一凹槽和第二凹槽围成有效谐振区，以抑制声波的能量泄露；另外，通 过翻转第一电极、压电层和第二电极层的结构，以分别刻蚀第一电极和第 二电极层，形成相应的凹槽，从而避免电极形成过程中对压电层的刻蚀， 进而保证压电层的完整性和平整性，并且此方法与谐振器主体工艺兼容， 流程简单，有效保护了有效谐振区。
进一步地，通过选择压电层相同的材料作为刻蚀停止层，以便于再同 一机台内形成，避免对刻蚀停止层表面造成污染，进而避免对刻蚀停止层 表面污染物进行额外的清洗步骤，节省工艺步骤，提高生产效率，降低缺 陷。
进一步地，通过干法刻蚀工艺先去除临时衬底，再通过湿法刻蚀工艺 去除刻蚀停止层，可以加快临时衬底和刻蚀停止层的去除效率，工艺简单， 易于执行。
进一步地，湿法刻蚀工艺对刻蚀停止层的湿法刻蚀速率大于对第二电 极层的湿法刻蚀速率，使得在刻蚀至第二电极层时，刻蚀反应自停止，还 能够快速去除刻蚀停止层，且避免对第二电极层的表面造成损伤。
进一步地，通过介质层隔离第一电极和支撑层，以便于在刻蚀形成第 一空腔时，防止过刻蚀，且保护位于其下的第一电极的表面不受到损伤， 从而提高器件性能与可靠性。
进一步地，通过刻蚀透气孔，比便于平衡第一空腔的内外压力。
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为本发明一实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的流 程示意图；
图2-9为本发明提供的一种薄膜体声波谐振器的制作方法的相应步骤 对应的结构示意图。
附图标记说明：
1、临时衬底；2、隔离层；3、刻蚀停止层；4、第一电极；5、压电层； 6、第二电极；6’、第二电极层；7、第一凹槽；8、第二凹槽；9、介质层； 10、支撑层；10’、支撑材料层；11、第一空腔；12、第一衬底；13、透气 孔；14、对位标记。
具体实施方式
为解决上述问题，本发明提供一种薄膜体声波谐振器，通过在临时衬 底和第二电极层之间形成刻蚀停止层，以便于去除临时衬底时，通过刻蚀 停止层作为阻挡层，避免刻蚀对第一电极层表面造成损伤以致电极频率不 稳定的情况，保护器件结构，提高器件的品质因子及性能。
以下结合附图和具体实施例对本发明的薄膜体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，仅用以方便、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。
图1示出了本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的制造方法的 步骤流程图，请参考图1，薄膜体声波谐振器的制造方法包括：
S01：提供临时衬底；
S02：在临时衬底上形成刻蚀停止层；
S03：在刻蚀停止层上依次形成第二电极层、压电层和第一电极层；
S04：刻蚀第一电极层形成第一凹槽和第一电极，第一凹槽贯穿第一电 极；
S05：在第一电极上形成具有第一空腔的支撑层，第一空腔暴露第一凹 槽和部分第一电极；
S06：在支撑层上形成第一衬底，第一衬底覆盖第一空腔；
S07：去除临时衬底和刻蚀停止层；
S08：刻蚀第二电极层形成第二电极和第二凹槽，第二凹槽贯穿第二电 极。
图2至图9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 骤对应的剖面结构示意图，以下将参考图2至图9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2，执行步骤S01，提供临时衬底1。
临时衬底1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，还包括这些半导体构成的多层结构等，或者为绝缘体上硅 (SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体 上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)，或者还可以为双面抛光硅片 (Double Side Polished Wafers，DSP)，也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或 玻璃基底等。
提供临时衬底1之后，对临时衬底1进行表面处理，表面处理包括： 对临时衬底1进行清洗，以去除临时衬底1表面的原生氧化物。具体地， 可以采用化学试剂对临时衬底1进行清洗；再通过去离子水进行冲洗。需 要说明的是，化学试剂可以采用SC1、SC2、SPM、DHF或有机溶剂等， 其中，SC1溶液是由NH4OH、H2O2和H2O组成的混合溶液，SC2溶液是 由HCl、H2O2和H2O组成的混合溶液，或者是HCl溶液，SPM溶液是由 H2SO4、H2O2和H2O组成的混合溶液，DHF是HF溶液，或者是由HF、 H2O2和H2O组成的混合溶液，或者是由HF和H2O组成的混合溶液。另外， 在清洗过程中可以伴有超声振动、加热、抽真空等物理措施，以去除表面 杂质和缺陷。
参考图2-图3，执行步骤S02，在临时衬底1上形成刻蚀停止层3。
在执行步骤S02之前，即在临时衬底1上形成刻蚀停止层3之前，还 可以先在临时衬底1上形成隔离层2。从而便于在后续剥离工艺中，通过 腐蚀隔离层2的方式，使临时衬底1与后续形成的第二电极层分离，有助 于快速剥离临时衬底1，提高工艺制作效率。若临时衬底1与后续工艺中 形成的第二电极层之间未形成隔离层2，则可通过机械研磨等方式去除临 时衬底1。隔离层2的材质均包括但不限于二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、 氧化铝(Al2O3)和氮化铝(AlN)中的至少一种。隔离层2可通过化学气 相沉积、磁控溅射或蒸镀等方式形成。在本实施例中，临时衬底1为单晶 硅，隔离层2的材质为二氧化硅(SiO2)。
随后，执行步骤S02，在隔离层2上形成刻蚀停止层3，以便于后续去 除隔离层时2，可以通过刻蚀停止层3作为阻挡层，以避免对相应电极造 成损伤，确保电极频率保持稳定。形成刻蚀停止层3的工艺包括化学气相 沉积工艺或磁控溅射工艺。刻蚀停止层3的材料包括氮化铝、氮化硅、氧 化铝中的至少一种。在本实施例中，刻蚀停止层3的材料采用与后续形成 的压电层相同的材料，比如当后续形成的压电层采用氮化铝制成时，刻蚀 停止层3的材料也选择氮化铝，当刻蚀停止层3采用与后续形成的压电层 相同的材料制成时，可以在同一设备内沉积形成，避免更换设备造成不必 要的时间浪费，提高生产效率，且避免更换设备对器件造成污染，以减少 表面缺陷，提高后续形成的压电层的生长质量。
另外，形成的刻蚀停止层3的厚度为100A～10000A，若刻蚀停止层3 较薄，则在后续去除隔离层2时，去除隔离层2的刻蚀剂容易对相应电极 造成损伤，若刻蚀停止层较厚，则不利于后续去除刻蚀停止层3，以致去 除时间较长导致生产效率较低。
继续参考图3，执行步骤S03，在刻蚀停止层3上依次形成第二电极层 6’、压电层5和第一电极层。压电层5位于第一电极层和第二电极层6’ 之间，且第一电极4和第二电极层6’相对设置。
具体地，在隔离层2上依次形成第二电极层6’、压电层5和第一电极 层；图形化第一电极层以形成第一电极4。需要说明的是，可以通过磁控 溅射、蒸镀等物理气相沉积或者化学气相沉积方法形成第一电极层或第二 电极层6’；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5。通过上述方式，可 以确保压电层5具有较好的晶格取向，提高压电层5的压电特性，进而提 高谐振器的整体性能。另外，图形化第一电极层的方法可以利用刻蚀工艺 刻蚀第一电极层，该刻蚀工艺可以是湿法刻蚀或者干法刻蚀工艺，其中较 佳地使用干法刻蚀工艺，干法刻蚀包括但不限于反应离子刻蚀(RIE)、离子 束刻蚀、等离子体刻蚀或者激光切割。
一般的，第二电极层6’和第一电极4可以使用本领域技术任意熟知 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。可以通过磁控溅射、蒸镀等物 理气相沉积或者化学气相沉积方法形成第二电极层6’和第一电极4。
压电层5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32包括氮化铝(AlN) 时，压电层5还可掺杂稀土金属，例如钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中 的至少一种。此外，当压电层5包括氮化铝(AlN)时，压电层5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。本实施例中，第二电极层6’和第一电极4由金属钼(Mo)制成，压电层5由氮化 铝(AlN)制成。
在形成第一凹槽7之前，还可以在第一电极4上沉积形成介质层9， 通过介质层9隔离第一电极4和后续形成的支撑层10，以便于后续刻蚀形 成第一空腔时，以介质层9作为刻蚀停止层，避免对第一电极4的表面造 成损伤。介质层9的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝和氮化铝中的至 少一种。
所述介质层9和支撑层10的材料不同。
在形成介质层9之后、形成第一凹槽之前，还需要形成对位标记14， 对位标记14贯穿介质层9、第一电极4和压电层5，对位标记14由点阵构 成。通过对位标记14以提高第二电极层6’、压电层5、第一电极4和介质 层9的对位精度，避免层间连接出现问题，从而便于提高后续第一凹槽或 第二凹槽的刻蚀精度。
参考图4，执行步骤S04，刻蚀第一电极层4形成第一凹槽7和第一电 极4，第一凹槽7贯穿第一电极4。在形成第一凹槽之前或之后，对第一电 极层进行图形化，具体包括：对第一电极层表面涂光刻胶形成光刻胶层， 根据所需第一电极4图形定义第一光罩图形，再对其进行曝光，以将第一 光罩图形结构转移至光刻胶层上，再对光刻胶层进行显影，并以显影后的 光刻胶层作为掩膜，通过干法刻蚀工艺刻蚀第一电极层，形成第一电极4， 最后去除光刻胶层。刻蚀第一凹槽7的工艺为干法刻蚀工艺，干法刻蚀包 括但不限于感应耦合等离子体(ICP)刻蚀、反应离子刻蚀(RIE)、离子束 刻蚀、等离子体刻蚀或者激光切割。在其他实施例中，在上述通过干法刻 蚀工艺刻蚀第一电极层形成第一电极时，还刻蚀第一电极层形成第一凹槽 7。
第一凹槽7和后续形成的第二凹槽围成的区域为谐振器的有效谐振区， 通过第一凹槽7和后续形成的第二凹槽界定有效谐振区，使第一凹槽7、 后续形成的第二凹槽所在区域形成声阻抗失配，从而有效抑制声波。第一 凹槽7和/或后续形成的第二凹槽至少部分位于后续形成的第一空腔11范 围内，第一凹槽7与第一空腔11连通，使有效谐振区位于后续形成的第一 空腔11的上方，以便于声波在有效谐振区内纵向传播至第一空腔11或第 二电极层6’上方的空气中时，由于空气与电极材料的声阻抗失配，以将 声波反射回有效谐振区内，提高声波的有效利用率。当形成的第一凹槽7 和后续形成的第二凹槽全部位于后续形成的第一空腔11范围内时，位于有 效谐振区内的声波的有效利用率较佳。
在一些实施例中，因第一凹槽7和后续形成的第二凹槽可以限定有效 谐振区，则第一电极4、压电层5和第二电极层6’其他区域也可不做其他 图案化，即三层结构是平坦的，形成的结构质量较优，除第一凹槽7和后 续形成的第二凹槽以外没有其他的声阻抗不匹配区域，从而增加谐振质量 品质因子。
第一凹槽7的深度可根据谐振器的频率进行确定，一般为0.1μm～0.8 μm，本申请中对此不作进一步地限定。在其他实施例中，形成的第一凹 槽还可以贯穿压电层5，从而使压电层5的端部暴露于第一凹槽内，以避 免声波自压电层5端部泄露，从而有效抑制声波泄露。
在本实施例中，由于第一电极4表面还形成有介质层9，因此在刻蚀形 成第一凹槽7时，还需要刻蚀介质层9，以形成贯穿介质层9和第一电极4 的第一凹槽7。
参考图5-图6，执行步骤S05，在第一电极4上形成具有第一空腔11 的支撑层10，第一空腔11暴露第一凹槽7和部分第一电极4。
具体而言，在第一电极4上形成具有第一空腔11的支撑层10，第一 空腔11暴露第一凹槽7和部分第一电极4的方法包括：沉积形成支撑材料 层10’，支撑材料层10’填充第一凹槽并覆盖第一电极4，参照图5；刻蚀 支撑材料层，形成第一空腔11，第一空腔11以外的支撑材料层形成支撑层 10，第一空腔11暴露第一凹槽7，参照图6。需要说明的是，由于第一电极4表面还形成有介质层9，因此需要支撑材料层10’形成于介质层9的 表面，并填充第一凹槽，另外，在形成第一空腔11过程中，还需要刻蚀介 质层9，使得形成的第一空腔11贯穿支撑材料层10’和介质层9，即使第 一凹槽7与第一空腔11连通，从而有效抑制声波泄露。沉积形成支撑材料 层10’的方式可以为化学气相沉积或物理气相沉积。
应当注意，第一空腔11并不局限于设置于支撑层10中，在不设置支 撑层10的情况下，也可以直接在后续形成的第一衬底中形成第一空腔11， 再将具有第一空腔11的第一衬底直接键合于第一电极4上。此外，在形成 支撑材料层10’时，支撑材料层10’在填充第一凹槽7的同时填充对位标 记，从而便于形成稳固支撑结构，加强器件结构牢固度。
在本实施例中，支撑层10的材料可以与临时衬底1的材料相同，也可 以是任意适合的介电材料，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。在沉积支撑材料层10’之后、刻蚀支撑材料层10’ 之前，还包括：采用化学机械抛光工艺对支撑材料层10’进行平整，以便 于保证后续形成的支撑层10的上表面保持平整，从而便于与后续第一衬底 键合。沉积形成的支撑材料层10’的厚度为0.5μm～4μm。该厚度范围内 的支撑材料层10’可以确保后续形成的支撑层10对第一空腔11的支撑强 度，提高第一空腔11的可靠性。
在其他实施例中，支撑层10可以通过键合的形式形成于介质层9上。 键合的方式包括：热压键合或干膜键合。第一电极4与支撑层10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。键合 的方式还可以包括：共价键键合、粘结键合或熔融键合。
参考图7，执行步骤S06，在支撑层10上形成第一衬底12，第一衬底 12覆盖第一空腔11。
在本实施例中，第一衬底12可以直接键合于支撑层10上；或者，第 一衬底12可以通过键合层与支撑层10结合。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(DieAttach Film，DAF)或干 膜(Dry Film)等。
在其他实施例中，当支撑层10采用键合的方式与介质层9结合时，第 一衬底12与支撑层10的形成方式可以为：提供第一衬底12；在第一衬底 12上形成支撑材料层；刻蚀支撑材料层，形成第一空腔11，第一空腔11 外围的制程材料层形成支撑层10，第一空腔11延伸至支撑层10的部分深 度或贯穿支撑层10；将支撑层10键合于介质层9上。
参考图8，执行步骤S07，去除临时衬底和刻蚀停止层3。
去除临时衬底和刻蚀停止层3的方法包括：对临时衬底进行减薄；采 用刻蚀工艺沿临时衬底向第二电极层6’刻蚀，直至去除刻蚀停止层3。在 本实施例中，由于临时衬底和第二电极层6’之间还形成有隔离层，因此 可以先对临时衬底进行减薄；再采用干法刻蚀工艺刻蚀去除临时衬底和隔 离层，在去除隔离层时，通过刻蚀停止层作为阻挡层，以避免对第二电极 层6’造成损伤；再通过湿法刻蚀工艺去除刻蚀停止层，以便于后续刻蚀 第二电极层6’，形成第二电极。通过干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺先后去 除临时衬底、隔离层和刻蚀停止层，以加快临时衬底和刻蚀停止层的去除 效率，工艺简单，易于执行。
需要说明的是，采用湿法刻蚀工艺去除刻蚀停止层，湿法刻蚀工艺采 用的刻蚀剂包括磷酸、氢氟酸中的至少一种，溶液中磷酸、氢氟酸的摩尔 比为1:10:60～1:1:1，工艺温度为25℃～45℃，刻蚀时间1分钟～10分钟。刻 蚀停止层和第二电极层的湿法刻蚀选择比范围为10～50。该种刻蚀剂对刻 蚀停止层的刻蚀速率较快，对第二电极层刻蚀速率较低，使得在刻蚀至第 二电极层6’时，刻蚀反应自停止，还能够快速去除刻蚀停止层，且避免 对第二电极层6’的表面造成损伤。
去除刻蚀停止层之后，刻蚀第二电极层6’之前，还包括：对第二电极 层6’进行平坦化处理，以便于去除湿法刻蚀后第二电极层6’表面的残余 物。
继续参考图8，执行步骤S08，刻蚀第二电极层形成第二电极6和第二 凹槽8，第二凹槽8贯穿第二电极6。
需要注意的是，第二凹槽8可以在形成第二电极6时形成，也可以在 形成第二电极6之前或之后形成，具体可参照刻蚀第一电极层形成第一电 极4和第一凹槽7的步骤，刻蚀第二电极层形成第二电极6的工艺参照前 文所述刻蚀第一电极层形成第一电极4的工艺，形成贯穿第二电极7的第 二凹槽8的工艺可参照前文所述形成贯穿第一电极的第一凹槽4，此处不 再赘述。
参考图9，在形成第二电极6和贯穿第二电极6的第二凹槽8之后， 形成透气孔13，透气孔13贯穿第二电极6、压电层5和第一电极4，透气 孔13与第一空腔11连通，以使第一空腔11内外压力保持平衡。
需要注意的是，在形成透气孔13之前或之后，刻蚀去除部分第二电极 6和部分压电层5，以暴露部分第一电极4，从而便于被暴露的第一电极4 与外部电连。
综上所述，本发明提供的薄膜体声波谐振器的制造方法，通过在临时 衬底和第二电极层之间形成刻蚀停止层，以便于去除临时衬底时，通过刻 蚀停止层作为阻挡层，避免刻蚀对第一电极层表面造成损伤以致电极频率 不稳定的情况，进而提高器件的品质因子及性能；形成的第一凹槽和第二 凹槽围成有效谐振区，以抑制声波的能量泄露；另外，通过翻转第一电极、 压电层和第二电极层的结构，以分别刻蚀第一电极和第二电极层，形成相应的凹槽，从而避免电极形成过程中对压电层的刻蚀，进而保证压电层的 完整性和平整性，并且此方法与谐振器主体工艺兼容，流程简单，有效保 护了有效谐振区。
进一步地，通过干法刻蚀工艺先去除临时衬底，再通过湿法刻蚀工艺 去除刻蚀停止层，可以加快临时衬底和刻蚀停止层的去除效率，工艺简单， 易于执行。
进一步地，湿法刻蚀工艺对刻蚀停止层的湿法刻蚀速率大于对第二电 极层的湿法刻蚀速率，使得在刻蚀至第二电极层6’时，刻蚀反应自停止， 还能够快速去除刻蚀停止层，且避免对第二电极层6’的表面造成损伤。
进一步地，通过选择压电层相同的材料作为刻蚀停止层，以便于再同 一机台内形成，避免对刻蚀停止层表面造成污染，进而避免对刻蚀停止层 表面污染物进行额外的清洗步骤，节省工艺步骤，提高生产效率，降低缺 陷。
进一步地，通过介质层隔离第一电极和支撑层，以便于在刻蚀形成第 一空腔时，防止过刻蚀，且保护位于其下的第一电极的表面不受到损伤， 从而提高器件性能与可靠性。
进一步地，通过刻蚀透气孔，比便于平衡第一空腔的内外压力。
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 (20)
1.一种薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供临时衬底；
在所述临时衬底上形成刻蚀停止层；
在所述刻蚀停止层上依次形成第二电极层、压电层和第一电极层；
刻蚀所述第一电极层形成第一凹槽和第一电极，所述第一凹槽贯穿所述第一电极；
在所述第一电极上形成具有第一空腔的支撑层，所述第一空腔暴露所述第一凹槽和部分所述第一电极；
在所述支撑层上形成第一衬底，所述第一衬底覆盖所述第一空腔；
去除所述临时衬底和所述刻蚀停止层；
刻蚀所述第二电极层形成第二电极和第二凹槽，所述第二凹槽贯穿所述第二电极。
2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，去除所述临时衬底和所述刻蚀停止层的方法包括：
对所述临时衬底进行减薄；
采用刻蚀工艺沿所述临时衬底向所述第二电极层刻蚀，直至去除所述刻蚀停止层。
3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层和所述第二电极层的湿法刻蚀选择比范围为10～50。
4.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺去除所述刻蚀停止层，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀剂包括磷酸、氢氟酸中的至少一种，溶液中磷酸、氢氟酸的摩尔比为1:10:60～1:1:1，工艺温度为25℃～45℃，刻蚀时间1分钟～10分钟。
5.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，去除所述刻蚀停止层之后，刻蚀所述第二电极层之前，还包括：对所述第二电极层进行平坦化处理。
6.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料与所述压电层的材料相同。
7.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，提供所述临时衬底之后，对所述临时衬底进行表面处理，所述表面处理包括：对所述临时衬底进行清洗，以去除所述临时衬底表面的原生氧化物。
8.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，采用化学气相沉积工艺或磁控溅射工艺形成所述刻蚀停止层。
9.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层的材料包括氮化铝、氮化硅、氧化铝中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成的所述刻蚀停止层的厚度为100A～10000A。
11.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述临时衬底上形成刻蚀停止层之前，在所述临时衬底上形成隔离层；
在采用湿法刻蚀工艺去除所述刻蚀停止层之前，采用干法刻蚀工艺去除所述隔离层。
12.根据权利要求11所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述隔离层的材料包括：二氧化硅、氮化硅、氧化铝和氮化铝中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成的所述第一凹槽的深度范围为0.1μm～0.8μm。
14.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在所述第一电极上形成具有第一空腔的支撑层，所述第一空腔暴露所述第一凹槽和部分所述第一电极的方法包括：
沉积形成支撑材料层，所述支撑材料层填充所述第一凹槽并覆盖所述第一电极；
刻蚀所述支撑材料层，形成第一空腔，所述第一空腔以外的所述支撑材料层形成支撑层，所述第一空腔暴露所述第一凹槽。
15.根据权利要求14所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述支撑材料层的厚度为0.5μm～4μm。
16.根据权利要求14所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在沉积所述支撑材料层之后、刻蚀所述支撑材料层之前，还包括：采用化学机械抛光工艺对所述支撑材料层进行平整。
17.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述支撑层的材料包括：二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氮化铝、氮氧化硅、碳氮化硅。
18.根据权利要求14所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在形成所述第一凹槽之前，在所述第一电极上沉积形成介质层；
在形成第一凹槽时，所述第一凹槽贯穿所述介质层和所述第一电极；
在刻蚀所述支撑材料层时，刻蚀所述介质层，形成所述第一空腔并暴露所述第一凹槽。
19.根据权利要求18所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述介质层材料包括：二氧化硅、氮化硅、氧化铝和氮化铝中的至少一种。
20.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器的制造方法，其特征在于，在形成第二电极和贯穿所述第二电极的第二凹槽之后，刻蚀所述第二电极、所述压电层和所述第一电极，形成透气孔，所述透气孔与所述第一空腔连通。
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