CN116318029A - 体声波谐振器、用于制作体声波谐振器的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及谐振器技术领域，公开一种体声波谐振器、用于制作体声波谐振器的方法，其中体声波谐振器包括：第一电极结构；第二电极结构；压电层，位于第一电极结构和第二电极结构之间；第一介质层，位于压电层和第二介质层之间；第二介质层，形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；第二介质层通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层围合形成空腔；第二电极结构至少一端位于空腔内部；谐振载体，位于第二介质层远离第一介质层的一侧，连接第二介质层。这样，在刻蚀拥有方形凸起的体声波谐振器的过程中，第二介质层不需要淀积很厚，使得后续在使用CMP工艺时，需要减薄的第二介质层少，从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
Description
技术领域
本申请涉及谐振器技术领域，例如涉及一种体声波谐振器、用于制作体声波谐振器的方法。
背景技术
在制作体声波谐振器的过程中，通常会对淀积的材料进行刻蚀形成锥形通孔，再在刻蚀后的材料上通过CVD（ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积）工艺或ALD（atomic layerdeposition，原子层沉积）工艺淀积新的材料以填充锥形通孔，然后通过CMP（chemicalmechanical polish，化学机械研磨）工艺对新的材料进行减薄，使其符合体声波谐振器的制作要求。例如：在牺牲层上进行刻蚀形成锥形通孔，再在刻蚀后的牺牲层上通过CVD或ALD工艺淀积截止边界层或键合层以填充锥形通孔，然后通过CMP工艺对截止边界层或键合层进行减薄。但是，在淀积新的材料的过程中，新的材料通常同时淀积在锥形通孔底部、锥形通孔侧壁和锥形通孔所在材料的外表面。而锥形通孔所在材料的外表面的淀积速率大于锥形通孔底部的淀积速率。因此，在新的材料填充满锥形通孔的过程中，锥形通孔所在材料的外表面被淀积了很厚的新材料。导致后续在使用CMP工艺时，需要减薄的新材料多，从而使制作体声波谐振器的工艺成本较高。
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。
本发明实施例提供一种体声波谐振器、用于制作体声波谐振器的方法，以降低制作体声波谐振器的工艺成本。
在一些实施例中，所述体声波谐振器，包括：第一电极结构；第二电极结构；压电层，位于所述第一电极结构和所述第二电极结构之间；第一介质层，位于所述压电层和第二介质层之间；第二介质层，形成位于所述第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；所述第二介质层通过所述第一方形凸起和所述第二方形凸起与所述压电层围合形成空腔；所述第二电极结构至少一端位于所述空腔内部；谐振载体，位于所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧，连接所述第二介质层；第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度；所述第二介质层厚度为第一介质层和谐振载体之间的第二介质层的厚度；所述凸起宽度为空腔与第一介质层之间的第二介质层的厚度。
在一些实施例中，第一电极结构，包括：第一电极层，位于所述压电层远离第二电极结构的一侧；第一钝化层，位于所述第一电极层远离所述压电层的一侧，连接所述第一电极层。
在一些实施例中，第二电极结构，包括：第二电极层，位于所述压电层远离第一电极结构的一侧；第二钝化层，位于所述第二电极层远离所述压电层的一侧，连接所述第二电极层。
在一些实施例中，谐振载体，包括：键合层，位于衬底和所述第二介质层之间；衬底，通过所述键合层连接所述第二介质层的非连接侧；所述非连接侧为第二介质层未参与围合形成空腔且未连接第一介质层的一侧。
在一些实施例中，谐振载体，还包括：第三介质层，位于所述第二介质层和所述键合层之间；所述第三介质层的一侧连接所述第二介质层的非连接侧；所述第三介质层的另一侧连接所述键合层。
在一些实施例中，所述第二介质层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓和氮化钽中的一种或多种制成。
在一些实施例中，用于制作上述的体声波谐振器的方法，包括：在预设的待移除层上依次淀积缓冲层、压电层、第二电极层和第二钝化层；刻蚀所述第二电极层和所述第二钝化层，形成第二电极结构；所述第二电极结构暴露出所述压电层；在暴露出的压电层和所述第二电极结构上淀积第一介质层；刻蚀所述第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层；在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层，形成位于所述第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；将所述第二介质层通过所述第一方形凸起和所述第二方形凸起与所述压电层围合的第一介质层确定为待腐蚀区域；在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧，形成连接所述第二介质层的谐振载体；在所述压电层远离所述第二电极结构的一侧形成第一电极结构；腐蚀所述待腐蚀区域，形成空腔。
在一些实施例中，形成连接所述第二介质层的谐振载体，包括：在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧淀积键合层；将预设的衬底与所述键合层键合。
在一些实施例中，形成连接所述第二介质层的谐振载体，包括：在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧淀积第三介质层；在所述第三介质层远离所述第二介质层的一侧淀积键合层；将预设的衬底与所述键合层键合。
在一些实施例中，在所述压电层远离所述第二电极结构的一侧形成第一电极结构，包括：移除所述待移除层和所述缓冲层；在所述压电层远离所述第二电极层的一侧淀积第一电极层；在所述第一电极层上淀积第一钝化层；刻蚀所述第一电极层和所述第一钝化层，形成第一电极结构。
本发明实施例提供一种体声波谐振器、用于制作体声波谐振器的方法。可以实现以下技术效果：通过设置第一电极结构、第二电极结构。将压电层设置于第一电极结构和第二电极结构之间。将第一介质层设置于压电层和第二介质层之间。第二介质层形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起，并通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层围合形成空腔。同时使第二电极结构至少一端位于空腔内部。将谐振载体设置于第二介质层远离第一介质层的一侧，连接第二介质层。这样，在刻蚀拥有方形凸起的体声波谐振器的过程中，会先将通孔刻蚀成方形通孔，再在方形通孔中进行物料填充，从而形成方形凸起。而方形通孔所在第一介质层的外表面的淀积速率约等于方形通孔底部的淀积速率。因此，第二介质层不需要淀积很厚，使得后续在使用CMP工艺时，需要减薄的第二介质层少，从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
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一种体声波谐振器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种体声波谐振器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种用于制作体声波谐振器的方法示意图；
图4是本发明实施例提供的一种体声波谐振器的选定部分的俯视图；
图5是本发明实施例提供的一个待移除层的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一个在待移除层上淀积缓冲层后的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一个在缓冲层上淀积压电层和第二电极层后的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一个在第二电极层上淀积第二钝化层后的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一个刻蚀第二电极层和第二钝化层后的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一个在第二电极结构和暴露于第二电极结构外的压电层上淀积第一介质层后的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一个对对第一介质层进行CMP处理后的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的一个刻蚀第一介质层的结构示意图；
图13是本发明实施例提供的一个在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层的结构示意图；
图14是本发明实施例提供的一个在第二介质层上淀积键合层后的结构示意图；
图15是本发明实施例提供的一个在键合层上键合衬底后的结构示意图；
图16是本发明实施例提供的一个移除待移除层后的结构示意图；
图17是本发明实施例提供的一个移除缓冲层后的结构示意图；
图18是本发明实施例提供的一个刻蚀第一电极层和第一钝化层后的结构示意图；
图19是本发明实施例提供的一个在第二介质层上淀积第三介质层后的结构示意图；
图20是本发明实施例提供的一个在第三介质层上淀积键合层后的结构示意图；
图21是本发明实施例提供的另一个在键合层上键合衬底后的结构示意图。
附图标记：
1：第一电极结构；2：第二电极结构；3：压电层；4：第一介质层；5：第二介质层；6：谐振载体；7：第一电极层；8：第一钝化层；9：第二电极层；10：第二钝化层；11：键合层；12：衬底；13：第三介质层；14：待移除层；15：缓冲层。
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。
本发明实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明实施例中的具体含义。
另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在一些实施例中，淀积速率即单位时间内淀积的厚度。锥形通孔指体声波谐振器的剖视图中，通孔的形状呈锥形的通孔。方形通孔指体声波谐振器的剖视图中，通孔的形状呈方形的通孔。
在一些实施例中，方形通孔的上表面开口直径约等于方形通孔的底部直径，即方形通孔的上表面开口直径和方形通孔的底部直径之间的差值小于预设数值。
结合图1所示，本公开实施例提供一种体声波谐振器，包括：第一电极结构1、第二电极结构2、压电层3、第一介质层4、第二介质层5和谐振载体6。压电层3，位于第一电极结构1和第二电极结构2之间；第一介质层4，位于压电层3和第二介质层5之间；第二介质层5，形成位于第一介质层4内的第一方形凸起和第二方形凸起；第二介质层5通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层3围合形成空腔；第二电极结构2至少一端位于空腔内部；谐振载体6，位于第二介质层5远离第一介质层4的一侧，谐振载体连接第二介质层5；第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度；第二介质层厚度为第一介质层和谐振载体之间的第二介质层的厚度；凸起宽度为空腔与第一介质层之间的第二介质层的厚度。其中，压电层的一侧连接第一电极结构，另一侧连接第二电极结构。第一介质层连接第二介质层未参与围合空腔且远离谐振载体的一侧，以及压电层远离第一电极结构的一侧。谐振载体位于第二介质层远离第一介质层的一侧，即谐振载体位于第二介质层不与第一介质层连接且第二介质层不参与围合形成空腔的一侧。
采用本公开实施例提供的体声波谐振器，通过设置第一电极结构、第二电极结构。将压电层设置于第一电极结构和第二电极结构之间。将第一介质层设置于压电层和第二介质层之间。第二介质层形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起，并通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层围合形成空腔。同时使第二电极结构至少一端位于空腔内部。将谐振载体设置于第二介质层远离第一介质层的一侧，连接第二介质层。第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度。这样，在刻蚀拥有方形凸起的体声波谐振器的过程中，会先将通孔刻蚀成方形通孔，再在方形通孔中进行物料填充，从而形成方形凸起。而方形通孔所在第一介质层的外表面的淀积速率约等于方形通孔底部的淀积速率。因此，在第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度的时候，第二介质层就能填充满方形通孔。第二介质层不需要淀积很厚，使得后续在使用CMP工艺时，需要减薄的第二介质层少，从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
可选地，压电层由具有压电性能的氮化铝AlN 、氧化锌ZnO、铌酸锂LiNbO3、钽酸锂LiTaO3、锆钛酸铅PZT和钛酸锶钡BST等材料中的一种或多种制成。
可选地，压电层由掺杂5-30%比例稀土元素的氮化铝AlN制成。可选地，稀土元素包括：钪、铒和镧等中的一种或多种。例如：压电层由氮化铝制成，或，由掺杂10%比例钪的氮化铝制成。
在一些实施例中，压电层由掺杂钪的氧化锌ZnO、掺杂钪的铌酸锂LiNbO3、掺杂钪的钽酸锂LiTaO3、掺杂钪的氮化铝AlN或掺杂钪的铝钪氮AlScN制成。
在一些实施例中，压电层由氮化铝AlN和/或钪氮化铝ScAlN制成。
进一步的，第一介质层由二氧化硅制成。
进一步的，第二介质层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓和氮化钽中的一种或多种制成。
在一些实施例中，第二介质层表面的粗糙度Ra<0.5纳米。
结合图1所示，可选地，第一电极结构1，包括：第一电极层7和第一钝化层8。第一电极层7，位于压电层3远离第二电极结构2的一侧。第一钝化层8，位于第一电极层7远离压电层3的一侧，并连接第一电极层7。
在一些实施例中，第一电极结构包括第一电极层，第一电极层位于压电层远离第二电极结构的一侧。
进一步的，第一电极层由具有导电性能钼Mo、铝Al、金Au、铜Cu、铂Pt、钽Ta、钨W、钯Pd和钌Ru等金属材料中的一种或多种制成。
进一步的，第一钝化层由氮化硅SiN、氮化铝AlN、氮化镓GaN和非晶硅中的一种或多种制成。
可选地，第二电极结构2，包括：第二电极层9和第二钝化层10。第二电极层9，位于压电层3远离第一电极结构1的一侧；第二钝化层10，位于第二电极层9远离压电层3的一侧，并连接第二电极层9。
在一些实施例中，第二电极结构包括第二电极层，第二电极层位于压电层远离第一电极结构的一侧。
进一步的，第二电极层由具有导电性能钼Mo、铝Al、金Au、铜Cu、铂Pt、钽Ta、钨W、钯Pd和钌Ru等金属材料中的一种或多种制成。
进一步的，第二钝化层由氮化硅SiN、氮化铝AlN、氮化镓GaN和非晶硅中的一种或多种制成。
可选地，谐振载体，包括：键合层11和衬底12。键合层11，位于衬底12和第二介质层5之间。衬底12，通过键合层11连接第二介质层5的非连接侧。非连接侧为第二介质层未参与围合形成空腔，且第二介质层未连接第一介质层的一侧。
进一步的，键合层由单层非晶硅或多层非晶硅制成。例如：两层的非晶硅叠层、三层的非晶硅叠层。
进一步的，衬底由硅、非晶硅、多晶硅、氧化硅，碳化硅、氮化硅、氮化铝和氮化镓中的一种或制成。
结合图2所示，可选地，谐振载体，还包括：第三介质层13。第三介质层13位于第二介质层5和键合层11之间；第三介质层13的一侧连接第二介质层的非连接侧；第三介质层13的另一侧连接键合层11。
进一步的，第三介质层由二氧化硅SiO2，氮化硅SiN、氮化铝AlN、氮化镓GaN中的一种或多种制成。
在一些实施例中，第三介质层表面的粗糙度Ra<0.5纳米。
在一些实施例中，第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度；第二介质层厚度为第一介质层和谐振载体之间的第二介质层的厚度；凸起宽度为空腔与第一介质层之间的第二介质层的厚度。其中，在第二介质层的一侧连接第一介质层，另一侧连接谐振载体的情况下，将该部分第二介质层确定为第一介质层和谐振载体之间的第二介质层。在第二介质层的一侧接触空腔，另一侧连接第一介质层的情况下，将该部分第二介质层确定为空腔与第一介质层之间的第二介质层。这样，由于方形通孔所在第一介质层的外表面的淀积速率约等于方形通孔底部的淀积速率。第二介质层厚度大于1/2凸起宽度的情况下，就能够填充满通孔，使得第二介质层不需要淀积很厚。因此，在使用CMP工艺时，需要减薄的第二介质层较少，从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
可选地，体声波谐振器还包括：通气孔，用于维持空腔的气压平衡。
结合图3所示，本公开实施例提供一种用于制作上述的体声波谐振器的方法，包括：
步骤S301，在预设的待移除层上依次淀积缓冲层、压电层、第二电极层和第二钝化层。
步骤S302，刻蚀第二电极层和第二钝化层，形成第二电极结构；第二电极结构暴露出压电层。
步骤S303，在暴露出的压电层和第二电极结构上淀积第一介质层。
步骤S304，刻蚀第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层。
步骤S305，在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层，形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；将第二介质层通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层围合的第一介质层确定为待腐蚀区域。
步骤S306，在第二介质层远离第一介质层的一侧，形成连接第二介质层的谐振载体。
步骤S307，在压电层远离第二电极结构的一侧形成第一电极结构。
步骤S308，腐蚀待腐蚀区域，形成空腔。
采用本公开实施例提供的用于制作体声波谐振器的方法，通过在预设的待移除层上依次淀积缓冲层、压电层、第二电极层和第二钝化层。刻蚀第二电极层和第二钝化层，形成第二电极结构，第二电极结构暴露出压电层。在暴露出的压电层和第二电极结构上淀积第一介质层。刻蚀第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层，第一方形通孔和第二方形通孔均暴露出压电层。在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层，形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；将第二介质层通过第一方形凸起和第二方形凸起与压电层围合的第一介质层确定为待腐蚀区域。在压电层远离第二电极结构的一侧形成第一电极结构。腐蚀待腐蚀区域，形成空腔。这样，刻蚀第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层，由于方形通孔所在第一介质层的外表面的淀积速率约等于方形通孔底部的淀积速率。因此，在第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度的时候，第二介质层就能填充满方形通孔。使得位于第一介质层表面的第二介质层不需要淀积很厚，就能填充满方形通孔。从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
在一些实施例中，在暴露出的压电层和第二电极结构上淀积第一介质层。其中，第一介质层覆盖压电层和第二电极结构。
在一些实施例中，刻蚀第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层。其中，第一方形通孔和第二方形通孔均不与第二电极结构接触。或，第一方形通孔暴露出第二电极结构，第二方形通孔不与第二电极结构接触且暴露出压电层。或，第二方形通孔暴露出第二电极结构，第一方形通孔不与第二电极结构接触且暴露出压电层。
进一步的，待移除层由硅Si、二氧化硅SiO2、氮化硅SiC、氮化镓GaN、氮化铝AlN和三氧化二铝Al2O3中的一种或多种制成。
进一步的，缓冲层由二氧化硅SiO2、氮化铝AlN和氮化镓GaN中的一种或多种制成。
可选地，在暴露出的压电层和第二电极结构上淀积第一介质层后，还包括：对第一介质层做CMP处理，使得第一介质层远离压电层的表面平行于待移除层的表面。
可选地，在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层，形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起后，还包括：对第二介质层做CMP处理，使得第二介质层被CMP处理的表面的粗糙度小于第一预设数值。其中，第一预设数值为0.5纳米。这样，由于方形通孔所在第一介质层的外表面的淀积速率约等于方形通孔底部的淀积速率。第二介质层厚度大于1/2凸起宽度的情况下，就能够填充满通孔，使得第二介质层不需要淀积很厚。因此，在使用CMP工艺时，需要减薄的第二介质层较少，从而降低了制作该体声波谐振器的工艺成本。
可选地，形成连接第二介质层的谐振载体，包括：在第二介质层远离第一介质层的一侧淀积键合层；将预设的衬底与键合层键合。
可选地，形成连接第二介质层的谐振载体，包括：在第二介质层远离第一介质层的一侧淀积第三介质层；在第三介质层远离第二介质层的一侧淀积键合层；将预设的衬底与键合层键合。
可选地，在第三介质层上淀积键合层前，还包括：对第三介质层做CMP处理，使得第三介质层被CMP处理的表面的粗糙度小于第一预设数值；在处理后的第三介质层上淀积键合层。这样，由于第二介质层本身可以处理出平行于衬底的表面，能作为键合面实现后续的键合工艺。因此，第三介质层的厚度只需要很薄，便于对第三介质层进行CMP处理，能够进一步降低工艺难度，从而降低工艺成本。
可选地，在压电层远离第二电极结构的一侧形成第一电极结构，包括：移除待移除层和缓冲层；在压电层远离第二电极层的一侧淀积第一电极层；在第一电极层上淀积第一钝化层；刻蚀第一电极层和第一钝化层，形成第一电极结构。
进一步的，在淀积第一电极层前，还包括：使用IBE(ion beam etching，离子束刻蚀)工艺调整压电层的厚度；在调整厚度后的压电层远离第二电极层的一侧淀积第一电极层。
在一些实施例中，在第二介质层的材料为多晶硅或非晶硅的情况下，可以使用LP-CVD（Low PressureChemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积法）工艺淀积第二介质层。在第二介质层的材料为非晶硅、多晶硅、氮化钽、氮化铝、氮化镓中的一种或多种点情况下，可以使用ALD工艺淀积第二介质层。
在一些实施例中，图4为体声波谐振器的选定部分的俯视图，如图4所示，体声波谐振器包括：第一电极层、第二电极层、第一介质层、第二介质层、空腔和释放孔等结构。本实施例以图4中的A-A’切面，结合图5至图18，以及图1说明体声波谐振器的相关制造工艺。在预设的待移除层14上依次淀积缓冲层15、压电层3、第二电极层9和第二钝化层10。刻蚀第二电极层9和第二钝化层10，将刻蚀后的第二电极层9和第二钝化层10作为第二电极结构。结合图9所示，第二电极结构暴露出压电层3的两端。在暴露出的压电层3和第二电极结构上淀积第一介质层4，获得如图10所示的结构。对第一介质层4做CMP处理，使得第一介质层4远离压电层3的表面平行于待移除层14的表面，获得如图11所示的结构。刻蚀第一介质层4，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层4，获得如图12所示的结构。其中，w为凸起宽度。在刻蚀后的第一介质层4上淀积第二介质层5，形成位于第一介质层4内的第一方形凸起和第二方形凸起，获得如图13所示的结构。其中，b为第二介质层厚度。在第二介质层5远离第一介质层4的一侧淀积键合层11，获得如图14所示的结构。将预设的衬底12与键合层11键合，获得如图15所示的结构。移除待移除层14，获得如图16所示的结构。移除缓冲层15，获得如图17所示的结构。在压电层3远离第二电极层9的一侧淀积第一电极层7，并在第一电极层7上淀积第一钝化层8。刻蚀第一电极层7和第一钝化层8，将刻蚀后的第一电极层7和第一钝化层8确定为第一电极结构，获得如图18所示的结构。腐蚀待腐蚀区域，形成空腔，获得如图1所示的结构。
在一些实施例中，体声波谐振器具有第三介质层。以图4中的A-A’切面，结合图5至图13，图19至图21，以及图2说明体声波谐振器的相关制造工艺。在预设的待移除层14上依次淀积缓冲层15、压电层3、第二电极层9和第二钝化层10。刻蚀第二电极层9和第二钝化层10，将刻蚀后的第二电极层9和第二钝化层10作为第二电极结构。结合图9所示，第二电极结构暴露出压电层3的两端。在暴露出的压电层3和第二电极结构上淀积第一介质层4，获得如图10所示的结构。对第一介质层4做CMP处理，使得第一介质层4远离压电层3的表面平行于待移除层14的表面，获得如图11所示的结构。刻蚀第一介质层4，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层4，获得如图12所示的结构。其中，w为凸起宽度。在刻蚀后的第一介质层4上淀积第二介质层5，形成位于第一介质层4内的第一方形凸起和第二方形凸起，获得如图13所示的结构。其中，b为第二介质层厚度。在第二介质层5远离第一介质层4的一侧淀积第三介质层13，获得如图19所示的结构；在第三介质层13远离第二介质层5的一侧淀积键合层11，获得如图20所示的结构；将预设的衬底12与键合层11键合，获得如图21所示的结构。移除待移除层和缓冲层；在压电层远离第二电极层的一侧淀积第一电极层；并在第一电极层上淀积第一钝化层。刻蚀第一电极层和第一钝化层，将刻蚀后的第一电极层和第一钝化层作为第一电极结构。腐蚀待腐蚀区域，形成空腔，获得如图2所示的结构。
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。
Claims (10)
1.一种体声波谐振器，其特征在于，包括：
第一电极结构；
第二电极结构；
压电层，位于所述第一电极结构和所述第二电极结构之间；
第一介质层，位于所述压电层和第二介质层之间；
第二介质层，形成位于所述第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；所述第二介质层通过所述第一方形凸起和所述第二方形凸起与所述压电层围合形成空腔；所述第二电极结构至少一端位于所述空腔内部；
谐振载体，位于所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧，连接所述第二介质层；第二介质层厚度大于1/2的凸起宽度；所述第二介质层厚度为第一介质层和谐振载体之间的第二介质层的厚度；所述凸起宽度为空腔与第一介质层之间的第二介质层的厚度。
2.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，第一电极结构，包括：
第一电极层，位于所述压电层远离第二电极结构的一侧；
第一钝化层，位于所述第一电极层远离所述压电层的一侧，连接所述第一电极层。
3.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，第二电极结构，包括：
第二电极层，位于所述压电层远离第一电极结构的一侧；
第二钝化层，位于所述第二电极层远离所述压电层的一侧，连接所述第二电极层。
4.根据权利要求1所述的体声波谐振器，其特征在于，谐振载体，包括：
键合层，位于衬底和所述第二介质层之间；
衬底，通过所述键合层连接所述第二介质层的非连接侧；所述非连接侧为第二介质层未参与围合形成空腔且未连接第一介质层的一侧。
5.根据权利要求4所述的体声波谐振器，其特征在于，谐振载体，还包括：
第三介质层，位于所述第二介质层和所述键合层之间；所述第三介质层的一侧连接所述第二介质层的非连接侧；所述第三介质层的另一侧连接所述键合层。
6.根据权利要求1至5任一项所述的体声波谐振器，其特征在于，所述第二介质层由多晶硅、非晶硅、氮化硅、氮化铝、氮化镓和氮化钽中的一种或多种制成。
7.一种用于制作权利要求1至6任一项所述的体声波谐振器的方法，其特征在于，所述方法包括：
在预设的待移除层上依次淀积缓冲层、压电层、第二电极层和第二钝化层；
刻蚀所述第二电极层和所述第二钝化层，形成第二电极结构；所述第二电极结构暴露出所述压电层；
在暴露出的压电层和所述第二电极结构上淀积第一介质层；
刻蚀所述第一介质层，形成带有第一方形通孔和第二方形通孔的第一介质层；
在刻蚀后的第一介质层上淀积第二介质层，形成位于第一介质层内的第一方形凸起和第二方形凸起；将所述第二介质层通过所述第一方形凸起和所述第二方形凸起与所述压电层围合的第一介质层确定为待腐蚀区域；
在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧，形成连接所述第二介质层的谐振载体；
在所述压电层远离所述第二电极结构的一侧形成第一电极结构；
腐蚀所述待腐蚀区域，形成空腔。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成连接所述第二介质层的谐振载体，包括：
在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧淀积键合层；
将预设的衬底与所述键合层键合。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成连接所述第二介质层的谐振载体，包括：
在所述第二介质层远离所述第一介质层的一侧淀积第三介质层；
在所述第三介质层远离所述第二介质层的一侧淀积键合层；
将预设的衬底与所述键合层键合。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述压电层远离所述第二电极结构的一侧形成第一电极结构，包括：
移除所述待移除层和所述缓冲层；
在所述压电层远离所述第二电极层的一侧淀积第一电极层；
在所述第一电极层上淀积第一钝化层；
刻蚀所述第一电极层和所述第一钝化层，形成第一电极结构。
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| CN116318029B (zh) | 2023-07-21 |
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Legal Events
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