CN117498828A - 一种薄膜体声波谐振器及其制备方法 - Google Patents

一种薄膜体声波谐振器及其制备方法 Download PDF

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杨婷婷
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Abstract

本发明实施例公开了一种薄膜体声波谐振器及其制备方法,该薄膜体声波谐振器包括衬底结构、种子层、挡墙结构和堆叠谐振结构;衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层,并且第二衬底层包括空腔和第二衬底本体;种子层包括第一牺牲通道;堆叠谐振结构包括第二牺牲通道和刻蚀通孔,并且沿种子层的厚度方向,第一牺牲通道的投影与第二牺牲通道的投影重合,并且刻蚀通孔的投影围绕第二牺牲通道的投影;挡墙结构包括第一挡墙分部和第二挡墙分部,并且沿种子层的厚度方向,第一挡墙分部、第二挡墙分部与刻蚀通孔的投影重合。采用提供的技术方法,挡墙结构包括相互连接的第一挡墙分部和第二挡墙分部,可以进一步保证薄膜体声波谐振器的结构稳定性。

Description

一种薄膜体声波谐振器及其制备方法
技术领域
本发明涉及谐振器的技术领域,尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及其制备方法。
背景技术
无线通讯技术的超高速发展和通讯终端的多功能化,对工作在射频频段的频率器件提出了更高性能的要求,相对于传统的介质陶瓷滤波器和声表面波滤波器(SAW),薄膜体声波谐振器(FBAR)可以很好的工作在几百MHz到5-7GHz的范围,尤其是在高频率的应用中,FBAR谐振器具有非常大的优势,FBAR谐振器具有高频率,低损耗,低温飘特性,陡峭的滤波器裙边和极高的Q值等因此,FBAR谐振器占据了大部分无线通讯的应用领域。
发明内容
本发明实施例提供了一种薄膜体声波谐振器及其制备方法,设置的挡墙结构包括第一挡墙分部和第二挡墙分部,可以进一步保证薄膜体声波谐振器的整体性能更优。
第一方面,本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器,包括衬底结构、种子层、挡墙结构和堆叠谐振结构;
所述衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层,所述埋氧层位于所述第一衬底层的一侧,所述第二衬底层位于所述埋氧层远离所述第一衬底层的一侧;所述第二衬底层包括空腔以及围绕所述空腔的第二衬底本体;
所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧,所述种子层包括第一牺牲通道,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述空腔的投影存在交叠;
所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧,所述堆叠谐振结构包括第二牺牲通道和刻蚀通孔,所述第二牺牲通道贯穿所述堆叠谐振结构,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述第二牺牲通道的投影重合,并且所述刻蚀通孔的投影围绕所述第二牺牲通道的投影;
所述挡墙结构包括相互连接的第一挡墙分部和第二挡墙分部;所述第一挡墙分部位于所述第二衬底本体靠近所述空腔的一侧,并且所述第一挡墙分部与所述第二衬底本体贴合;所述第二挡墙分部贯穿所述种子层,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一挡墙分部、所述第二挡墙分部与所述刻蚀通孔的投影重合。
可选的,所述堆叠谐振结构包括第一电极、压电层和第二电极;
所述第一电极位于部分所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
所述压电层位于所述第一电极远离所述种子层的一侧,所述压电层包括第一压电分部和第二压电分部,所述第一压电分部位于所述刻蚀通孔围绕的的封闭区域,所述第二压电分部位于所述刻蚀通孔远离所述第一压电分部的一侧;
所述第二电极位于至少部分所述压电层远离所述种子层的一侧;
所述刻蚀通孔包括第一刻蚀分部和第二刻蚀分部,所述第一刻蚀分部填充至少部分所述第一电极,所述第二刻蚀分部填充至少部分所述第二电极。
可选的,所述挡墙结构还包括第三挡墙分部;所述第三挡墙分部位于所述第一电极靠近所述第二挡墙分部的一侧;
沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影;沿所述种子层的厚度方向,所述第三挡墙分部的投影与所述第一刻蚀分部的投影重合。
可选的,所述挡墙结构还包括第四挡墙分部;所述第四挡墙分部位于所述第二电极靠近所述种子层的一侧;
沿所述种子层的延伸方向,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;沿所述种子层的厚度方向,所述第四挡墙分部的投影与所述第二刻蚀分部的投影重合。
可选的,所述第三挡墙分部的厚度小于或者等于所述第四挡墙分部的厚度。
第二方面,本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法,用于制备第一方面任一项所述的薄膜体声波谐振器,所述制备方法包括:
提供衬底结构,所述衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层;所述埋氧层位于所述第一衬底层的一侧,所述第二衬底层位于所述埋氧层远离所述第一衬底层的一侧;
制备种子层,所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧;
制备堆叠谐振结构,所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构、所述种子层和所述第二衬底层,在所述堆叠谐振结构制备刻蚀通孔,在所述种子层制备种子层沟槽,在所述第二衬底层制备衬底沟槽;其中,所述第二衬底层包括牺牲衬底分部和第二衬底本体,所述衬底沟槽围绕所述牺牲衬底分部,所述第二衬底本体位于相邻所述衬底沟槽远离所述牺牲衬底分部的一侧;沿所述种子层的厚度方向,所述刻蚀通孔的投影、所述种子层沟槽的投影与所述衬底沟槽的投影重合;
填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部;其中,所述第一挡墙分部位于所述第二衬底本体靠近所述空腔的一侧,并且所述第一挡墙分部与所述第二衬底本体贴合;并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一挡墙分部、所述第二挡墙分部与所述刻蚀通孔的投影重合;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构和所述种子层并制备牺牲通道,所述牺牲通道包括第一牺牲通道和第二牺牲通道;所述第二牺牲通道贯穿所述堆叠谐振结构,所述第一牺牲通道贯穿所述种子层;沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述第二牺牲通道的投影重合,并且所述刻蚀通孔的投影围绕所述第二牺牲通道的投影;
通过所述牺牲通道去除所述牺牲衬底分部并制备空腔。
可选的,制备堆叠谐振结构,所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧,包括:
沉积金属薄膜制备第一电极;所述第一电极位于部分所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
制备压电层,所述压电层位于所述第一电极远离所述种子层的一侧;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构、所述种子层和所述第二衬底层,在所述堆叠谐振结构制备刻蚀通孔,在所述种子层制备种子层沟槽,在所述第二衬底层制备衬底沟槽包括:
逐步刻蚀所述压电层、所述第一电极、所述种子层和所述第二衬底层,在所述压电层制备刻蚀通孔,形成第一压电分部和第二压电分部,所述第一压电分部位于所述刻蚀通孔围绕的的封闭区域,所述第二压电分部位于所述刻蚀通孔远离所述第一压电分部的一侧,所述刻蚀通孔包括第一刻蚀分部和第二刻蚀分部;在所述第一电极制备电极沟槽,沿所述种子层的厚度方向,至少部分所述第一刻蚀分部的投影与所述电极沟槽的投影存在交叠,所述第二刻蚀分部的投影与所述电极沟槽的投影不交叠;在所述种子层制备所述种子层凹槽;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构和所述种子层并制备牺牲通道,所述牺牲通道包括第一牺牲通道和第二牺牲通道之前,还包括:
沉积金属薄膜制备第二电极;至少部分所述金属薄膜沉积至所述电极沟槽和所述第一刻蚀分部中并与所述第一电极电连接,至少部分所金属薄膜沉积至所述第二刻蚀分部和所述压电层远离所述种子层的一侧。
可选的,填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部包括:
填充所述衬底沟槽、所述种子层沟槽、所述第一刻蚀分部和第二刻蚀分部,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部,在所述第一刻蚀分部制备第三挡墙分部,在所述第二刻蚀分部制备第四挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极本体的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;所述第三挡墙分部的的厚度等于所述第四挡墙分部的厚度。
可选的,填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部包括:
填充所述衬底沟槽、所述种子层沟槽、所述第一刻蚀分部,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部,在所述第一刻蚀分部制备第三挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极本体的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影;
填充所述第二刻蚀分部,在所述第二刻蚀分部制备第四挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;所述第三挡墙分部的的厚度小于所述第四挡墙分部的厚度。
可选的,制备种子层,所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧包括:
采用金属有机化合物化学气相沉淀方法在所述第二衬底层远离所述埋氧层一侧制备单晶氮化铝种子层。
本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器,该薄膜体声波谐振器的衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层,第二衬底结构包括空腔和第二衬底本体,并且在空腔和第二衬底本体之间设置第一挡墙分部;第二衬底层远离埋氧层一侧设置种子层,挡墙结构除了第一挡墙分部还包括贯穿种子层的第二挡墙分部。进一步的,堆叠谐振结构包括的刻蚀通孔沿种子层厚度的投影与挡墙结构重合,即在制备挡墙结构和刻蚀通孔时可以一同制备。进一步的,种子层还包括第一牺牲通道,堆叠谐振结构包括第二牺牲通道,设置的第一牺牲通道和第二牺牲通道用于实现空腔的制备,保证薄膜体声波谐振器的正常工作。其中第一挡墙分部和第二挡墙分部可以进一步保证制备空腔时结构的稳定性,进而更好的保证薄膜体声波谐振器的整体性能更优。
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是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构的俯视示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器制备方法的流程图;
图6是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器制备方法的示意图;
图7是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器制备方法的流程图;
图8是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器制备方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合本发明实施例中的附图,通过具体实施方式,完整地描述本发明的技术方案。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例,均落入本发明的保护范围之内。
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,包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
图1是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构示意图,参考图1所示,本发明实施例提供一种薄膜体声波谐振器10,该薄膜体声波谐振器10包括衬底结构100、种子层200、挡墙结构300和堆叠谐振结构400;衬底结构100包括第一衬底层110、埋氧层120和第二衬底层130,埋氧层120位于第一衬底层110的一侧,第二衬底层130位于埋氧层120远离第一衬底层110的一侧;第二衬底层130包括空腔130a以及围绕空腔130a的第二衬底本体130b;种子层200位于第二衬底层130远离埋氧层120的一侧,种子层200包括第一牺牲通道200a,并且沿种子层200的厚度方向h,第一牺牲通道200a的投影与空腔130a的投影存在交叠;堆叠谐振结构400位于种子层200远离第二衬底层130的一侧,堆叠谐振结构400包括第二牺牲通道400a和刻蚀通孔400b,第二牺牲通道400a贯穿堆叠谐振结构400,并且沿种子层200的厚度方向h,第一牺牲通道200a的投影与第二牺牲通道400a的投影重合,并且刻蚀通孔400b的投影围绕第二牺牲通道400a的投影;挡墙结构300包括相互连接的第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b;第一挡墙分部300a位于第二衬底本体130b靠近空腔130a的一侧,并且第一挡墙分部300a与第二衬底本体130b贴合;第二挡墙分部300b贯穿种子层200,并且沿种子层200的厚度方向h,第一挡墙分部300a、第二挡墙分部300b与刻蚀通孔400b的投影重合。
具体的,薄膜体声波谐振器10包括的衬底结构100可以理解为绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator,SOI),其中包括第一衬底层110、埋氧层120和第二衬底层130。第一衬底层110相当于背衬底,第二衬底层130相当于顶层硅,埋氧层120相当于顶层硅和背衬底之间基于注入的氧形成的埋氧化层。进一步的,参考图1所示,第二衬底层130包括空腔130a和第二衬底本体130b,空腔130a可以理解为薄膜体声波谐振器10中的谐振腔。并且第二衬底本体130b围绕着空腔130a设置。示例性的,衬底结构100为SOI结构,其中第二衬底本体130b为Si层(111),并且第二衬底本体130的厚度可以为1-3微米,例如1微米、1.5微米、2微米或者3微米等,基于具体的数值本发明实施例不进行限定。
进一步的,参考图1所示,薄膜体声波谐振器10还包括种子层200,种子层200设置于第二衬底层130远离埋氧层120的一侧,通过设置种子层200可以保证后者制备的堆叠电极层400的镀膜质量。进一步的,种子层300包括单晶氮化铝种子层,并且单晶氮化铝种子层是可以采用金属有机化合物化学气相沉淀的方法进行制备,通过该方法制备的种子层的膜层质量更好,进一步保证后者制备的堆叠电极层400的镀膜质量,进而提升薄膜体声波谐振器10的整体性能。示例性的,种子层300的厚度可以在20纳米-200纳米之间,例如,20纳米、25纳米、50纳米、100纳米、150纳米或者200纳米等,基于具体的数值本发明实施例不进行限定。
进一步的,薄膜体声波谐振器10还包括堆叠谐振结构400,设置的堆叠谐振结构400为薄膜体声波谐振器10的核心,用于实现电信号和声信号的转换和传输。其中,堆叠谐振结构400包括叠层设置的电极和电极之间的压电层,相当于一个“三明治”电极结构,并且沿薄膜体声波谐振器10,电极和压电层的相对面积为薄膜体声波谐振器10的有效区。具体的,参考图1所示,堆叠谐振结构400包括第二牺牲通道400a,并且沿种子层200的厚度方向h,第一牺牲通道200a的投影与第二牺牲通道400a的投影重合,第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a相当于贯穿设置牺牲通道。示例性的,第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a可以采用一步工艺进行制备的。可以理解为,在种子层200和堆叠谐振结构400均制备完成后,通过刻蚀工艺,在种子层200形成第一牺牲通道200a,在堆叠谐振结构400形成第二牺牲通道400a,形成的第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a均置于空腔130a的上方。具体的,对于空腔130a的制备,可以通过在第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a中注入腐蚀气体或者腐蚀液体,将空腔130a处原本的第二衬底层130腐蚀去除,从而形成空腔130a。
进一步的,参考图1所示,薄膜体声波谐振器10包括挡墙结构300,通过设置挡墙结构300可以在对空腔130a制备时,防止通过牺牲通道注入的腐蚀气体或者腐蚀液体对挡墙结构300远离空腔130a一侧的第二衬底本体130b进行腐蚀,限定腐蚀气体或者腐蚀液体仅仅作用于挡墙结构300围绕的区域,保证空腔130a制备的稳定性。进一步的,参考图1所示,挡墙结构300包括第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b,其中第一挡墙分部300a位于第二衬底本体130b靠近空腔130a的一侧,并且第一挡墙分部300a与第二衬底本体130b贴合,即第一挡墙分部300a与第二衬底层130同层设置。第二挡墙分部300b贯穿种子层200,即第二挡墙分部300b与种子层200同层设置。同时,沿种子层200的厚度方向h,第一挡墙分部300a、第二挡墙分部300b与刻蚀通孔400b的投影重合,具体的,可以通过逐步的刻蚀将堆叠谐振结构400在刻蚀通孔400b所在位置处进行刻蚀,再对种子层200与刻蚀通孔400b对应的位置处进行刻蚀,再在对第二衬底层130与刻蚀通孔400b对应的位置处进行刻蚀,最后在第二衬底层130刻蚀的位置处进行填充形成第一挡墙分部300a,在种子层200刻蚀的位置处进行填充形成第二挡墙分部300b,并且在种子层200和第二衬底层130填充用于制备挡墙结构300的材质相同,例如可以是二氧化硅。进一步的,第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b可以理解为一体结构,图1中通过虚线将第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b进行划分,虚线仅仅用于示出不同分部的位置,虚线没有实物上的意义。通过调整挡墙结构300的高度延伸至种子层200,可以有效的避免通入的腐蚀气体或者液体通过种子层200和第二衬底本体130b的接触界面传输至外侧,即较高的挡墙结构300可以保证腐蚀气体或者液体的阻挡效果,进而更好的保证薄膜体声波谐振器10的整体性能更优。进一步的,刻蚀通孔400b中可以形成空气反射边界,能够有效降低薄膜体声波谐振器10横向能量泄露,反射声波,提高薄膜体声波谐振器10整体性能。
综上,本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器,设置的挡墙结构包括第一挡墙分部和第二挡墙分部,并且并且沿种子层的厚度方向,第一挡墙分部、第二挡墙分部与刻蚀通孔的投影重合。其中第一挡墙分部和第二挡墙分部可以进一步保证制备空腔时结构的稳定性,进而更好的保证薄膜体声波谐振器的整体性能更优。
图2是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器的结构的俯视示意图,参考图1和图2所示,堆叠谐振结构400包括第一电极410、压电层420和第二电极430;第一电极410位于部分种子层200远离第二衬底层130的一侧;压电层420位于第一电极410远离种子层200的一侧,压电层420包括第一压电分部420a和第二压电分部420b,第一压电分部420a位于刻蚀通孔400b围绕的的封闭区域(图2中a区域),第二压电分部420b位于刻蚀通孔400b远离第一压电分部420a的一侧;第二电极430位于至少部分压电层420远离种子层200的一侧;刻蚀通孔400b包括第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2,第一刻蚀分部400b1填充至少部分第一电极410,第二刻蚀分部400b2填充至少部分第二电极430。
其中,堆叠谐振结构400包括第一电极410、压电层420和第二电极430,相当于一个“三明治”电极结构。设置的堆叠谐振结构400为薄膜体声波谐振器10的核心,用于实现电信号和声信号的转换和传输。当电信号加载电极结构上时,压电层420通过逆压电效应将电信号转变为声信号。当声信号在压电层420中的传播距离正好为半波长的奇数倍时,便产生谐振,再通过压电层420的压电效应将谐振频率处的声信号转化为电信号输出。堆叠谐振结构400通过在膜层质量较好的单晶氮化铝种子层310之上进行制备,其性能也进一步得到保证。示例性的,第一电极410和第二电极420的材质可以是Mo、Al、Pt或者Au等,压电层420的材质可以是AlN、ScAlN、YAlN、PZT、LiNbO3或者LiTaO3等,本发明实施例对此不进行具体的限定。
具体的,参考图1和图2所示,第一电极410位于至少部分种子层200远离第二衬底130b的一侧可以理解为,第一电极410未将全部种子层200覆盖,即在制备第一电极410时,先在种子层200一侧涂覆整面的薄膜金属,通过对其进行图案化刻蚀,未被去除的部分用于形成第一电极410,参考图2所示,刻蚀通孔400b呈现“五边形”,在刻蚀通孔400围绕的封闭空间内的第一电极410的形状也可以是“五边形”。进一步的,压电层420包括第一压电分部420a和第二压电分部420b,参考图1和图2所示,第一压电分部420a位于刻蚀通孔400b围绕的的封闭区域(图2中a区域),而第二压电分部420b为围绕第一压电分部420a的区域,并且第二压电分部420b位于刻蚀通孔400b远离第一压电分部420a的一侧。第一压电分部420a和第二压电分部420b相当于压电层420在不同位置上的划分。进一步的,第二电极430位于压电层420远离种子层200的一侧,其中部分第二电极430位于压电层420远离第一电极410的一侧,可以理解为封闭区域中第一电极410和第二电极430存在投影的交叠,并且第一电极410和第二电极430存在交叠的区域为有效区。第二电极420在进行制备时,也是先整面涂覆再进行图案化刻蚀,在刻蚀通孔400围绕的封闭空间内的第二电极430的形状也可以是“五边形”。具体的,对于刻蚀通孔400b围成的形成不限于“五边形”,第一电极410和第二电极430的形状可以与刻蚀通孔400围绕的封闭空间的形状相似。
进一步的,参考图1和图2所示,刻蚀通孔400b贯穿压电层420,基于刻蚀通孔400b的制备工艺和设置位置,其相当于在制备挡墙结构300时,在堆叠谐振结构400至第二衬底层130直接通过刻蚀工艺进行贯穿,并且在第二衬底层130和种子层200处设置挡墙结构300。而在堆叠谐振结构400处存留刻蚀通孔400b,可以将第一电极410或第二电极430对刻蚀通孔400b进行不同程度的填充,保证薄膜体声波谐振器10整体结构和功能的完整性。
进一步的,刻蚀通孔400b包括第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2,刻蚀通孔400b从俯视的角度可以认为是环形围绕的通孔,部分刻蚀通孔400b中可以填充第一电极410,则该部分刻蚀通孔400b为第一刻蚀分部400b1,部分刻蚀通孔400b中可以填充第二电极430,则该部分刻蚀通孔400b为第二刻蚀分部400b2,需要说明的是第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2为刻蚀通孔400b的部分区域。可以理解的是,置于第一刻蚀分部400b1的第一电极410可以是和第二电极430一同制备的,即在制备第二电极430时,通过沉积的金属薄膜是整面铺设的,通过图案化刻蚀,将图2中未保留第二电极430处的金属薄膜均去除,但在第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2未进行图案化去除,置于第一刻蚀分部400b1的金属薄膜与第一电极410电连接同样作为第一电极410,其用于传输第一电极410的电信号;置于第二刻蚀分部400b2的金属薄膜与第二电极430电连接,其用于传输第二电极430的电信号。
可选的,堆叠谐振结构400还可以金属电极板(图中未具体示出),金属电极板与第一电极410或第二电极430电连接,进一步保证电信号的传输效果。
图3是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器的结构示意图,参考图3所示,挡墙结构300还包括第三挡墙分部300c;第三挡墙分部300c位于第一电极410靠近第二挡墙分部300b的一侧;沿种子层200的延伸方向X,第一电极410的投影覆盖第三挡墙分部300c的投影;沿种子层200的厚度方向h,第三挡墙分部300c的投影与第一刻蚀分部400b1的投影重合。
具体的,参考图3所示,挡墙分部300可以包括第一挡墙分部300a、第二挡墙分部300b和第三挡墙分部300c,进一步的,第一挡墙分部300a、第二挡墙分部300b和第三挡墙分部300c均沿种子层200的厚度方向与第一刻蚀分部400b1的投影重合。在制备挡墙结构300时,通过对堆叠谐振结构400、种子层200和第二衬底层130进行一步刻蚀,在堆叠谐振结构400处形成的刻蚀通孔400b可以根据不同的区域形成第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2(参考图2所示)。进一步的,在第二衬底层130对应的沟槽处形成第一挡墙分部300a,在种子层200对应的沟槽处形成第二挡墙分部300b,还可以在第一刻蚀分部400b1处填充形成第三挡墙分部300c。
进一步的,通过在第一刻蚀分部400b1对应的挡墙结构300增设第三挡墙分部300c,可以进一步保证挡墙结构300对后续通入的腐蚀气体或者腐蚀液体进行阻挡,避免对第二衬底本体130b进行刻蚀,保证薄膜体声波谐振器10整体结构和功能的完整性。
需要说明的是,填充至第一刻蚀分部400b1的电极结构与周围的第一电极410保持电连接的关系,则第一刻蚀分部400b1中填充的电极结构可以认为同样是第一电极410,进而保证第一电极410电信号的稳定传输。进而沿种子层200的延伸方向X,第一电极410的投影覆盖第三挡墙分部300c的投影,即设置的第三挡墙分部300c未超过第一电极410的厚度,保证第一刻蚀分部400b1中填充的电极结构可以与第一电极410保证电连接的关系。
图4是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器的结构示意图,参考图4所示,挡墙结构300还包括第四挡墙分部300d;第四挡墙分部300d位于第二电极420靠近种子层200的一侧;沿种子层200的延伸方向X,第二压电分部430b的投影覆盖第四挡墙分部300d的投影;沿种子层200的厚度方向h,第四挡墙分部300d的投影与第二刻蚀分部420b的投影重合。
具体的,参考图4所示,挡墙分部300还可以包括第一挡墙分部300a、第二挡墙分部300b和第四挡墙分部300d,进一步的,存在第一挡墙分部300a、存在第二挡墙分部300b和第三挡墙分部300c均沿种子层200的厚度方向与第一刻蚀分部400b1的投影重合;存在第一挡墙分部300a、存在第二挡墙分部300b和第四挡墙分部300d均沿种子层200的厚度方向与第二刻蚀分部400b2的投影重合。在制备挡墙结构300时,通过对堆叠谐振结构400、种子层200和第二衬底层130进行一步刻蚀,在堆叠谐振结构400处形成第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2。进一步的,在第二衬底层130对应的沟槽处形成第一挡墙分部300a,在种子层200对应的沟槽处形成第二挡墙分部300b,可以在第一刻蚀分部400b1处填充形成第三挡墙分部300c,还可以在第二刻蚀分部400b2处形成第四挡墙分部300d。
进一步的,通过在第一刻蚀分部400b1对应的挡墙结构300增设第四挡墙分部300d,同样可以进一步保证挡墙结构300对后续通入的腐蚀气体或者腐蚀液体进行阻挡,避免对第二衬底本体130b进行刻蚀,保证薄膜体声波谐振器10整体结构和功能的完整性。
需要说明的是,沿种子层200的延伸方向X,第二压电分部420b的投影覆盖第四挡墙分部300d的投影,即设置的第四挡墙分部300d未超过第二压电分部420b的厚度,在对腐蚀气体或液体进行阻挡的同时,还可以保证在压电层420处后续制备的第二电极430的平整性,保证薄膜体声波谐振器10整体结构的规整性。
可选的,继续参考图3所示,第三挡墙分部300c的厚度小于或者等于第四挡墙分部300d的厚度。
具体的,在第一刻蚀分部400b1处填充设置的第三挡墙分部300c的厚度可以与在第二刻蚀分部400b2处填充的第四挡墙分部300d的厚度相同,即第三挡墙分部300c和第四挡墙分部300d可以采用统一道工艺制备,节省薄膜体声波谐振器10的工艺制备成本。
进一步的,在第一刻蚀分部400b1处填充设置的第三挡墙分部300c的厚度可以小于在第二刻蚀分部400b2处填充的第四挡墙分部300d的厚度,由于第一刻蚀分部400b1处填充的挡墙结构需要考虑让第一电极本体410a和第一电极连接部410b的电连接关系,所以第三挡墙分部300c的厚度不超过第一电极410的厚度,而第四挡墙分部300d仅需厚度无需考虑过多,所以在保证阻挡效果的同时,可以适当增加第四挡墙分部300d的厚度,即第三挡墙分部300c的厚度限制因素要大于第四挡墙分部300d的厚度限制因素。具体的,第四挡墙分部300d的厚度可以不超过第二压电分部430b的厚度,可以保证第二电极430的平整性,但是为了进一步保证挡墙结构300的阻挡效果,第四挡墙分部300d厚度也可以超过第二压电分部430b,在保证两侧第二电极430能够“爬坡”电连接即可。总体来说,体现挡墙结构300设置的灵活性。
需要说明的是,图3中是以第四挡墙分部300d厚度大于第三挡墙分部300c的厚度进行举例说明,第三挡墙分部300c和第四挡墙分部300d的厚度可以相同。
基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了薄膜体声波谐振器的制备方法,图5是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器制备方法的流程图,图6是本发明实施例提供的一种薄膜体声波谐振器制备方法的示意图,参考图5和图6所示,该制备方法包括:
S110、提供衬底结构,衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层。
具体的,参考图6中,步骤(1),薄膜体声波谐振器10包括的衬底结构100可以理解为绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator,SOI),其中包括第一衬底层110、埋氧层120和第二衬底层130。第一衬底层110相当于背衬底,第二衬底层130相当于顶层硅,埋氧层120相当于顶层硅和背衬底之间基于注入的氧形成的埋氧化层。
S120、制备种子层。
进一步的,参考图6中,步骤(2),薄膜体声波谐振器10还包括种子层200,种子层200设置于第二衬底层130远离埋氧层120的一侧,通过设置种子层200可以保证后者制备的堆叠电极层400的镀膜质量。
可选的,采用金属有机化合物化学气相沉淀方法在所述第二衬底层远离所述埋氧层一侧制备单晶氮化铝种子层。
具体的,种子层结构包括单晶氮化铝种子层,并且单晶氮化铝种子层是可以采用金属有机化合物化学气相沉淀的方法进行制备,通过该方法制备的种子层的膜层质量更好,进一步保证后者制备的堆叠电极层的镀膜质量,进而提升薄膜体声波谐振器的整体性能。
S130、制备堆叠谐振结构。
进一步的,在种子层远离衬底结构一侧制备堆叠谐振结构。设置的堆叠谐振结构为薄膜体声波谐振器的核心,用于实现电信号和声信号的转换和传输。具体的,堆叠谐振结构包括第一电极、压电层和第二电极。如图6的步骤(3),在该工艺过程中,可以先制备第一电极410和压电层420。
具体的,当电信号加载电极结构上时,压电层通过逆压电效应将电信号转变为声信号。当声信号在压电层中的传播距离正好为半波长的奇数倍时,便产生谐振,再通过压电层的压电效应将谐振频率处的声信号转化为电信号输出。堆叠谐振结构400通过在膜层质量较好的单晶氮化铝种子层200之上进行制备,其性能也进一步得到保证。
S140、逐步刻蚀堆叠谐振结构、种子层和第二衬底层,在堆叠谐振结构制备刻蚀通孔,在种子层制备种子层沟槽,在第二衬底层制备衬底沟槽。
进一步的,参考图6中,步骤(4),刻蚀堆叠的谐振结构400、种子层200和第二衬底层130,在堆叠谐振结构制备刻蚀通孔400b,在种子层200制备种子层沟槽a2,在第二衬底层130制备衬底沟槽a1,并且沿种子层200的厚度方向,刻蚀通孔400b的投影、种子层沟槽a2的投影与衬底沟槽a1的投影重合,即刻蚀通孔400b、种子层沟槽a2和衬底沟槽a1通过逐步刻蚀进行制备,该整体的刻蚀工艺直接给从堆叠谐振结构400刻蚀至第二衬底层130处。进一步的,第二衬底层130包括牺牲衬底分部130c和第二衬底本体130b,衬底沟槽a1围绕牺牲衬底分部130c,第二衬底本体130b位于相邻衬底沟槽a1远离牺牲衬底分部130c的一侧。其中,牺牲衬底分部130c在后续工艺制备过程中,会被去除,进而形成空腔结构,该空腔结构可以理解为薄膜体声波谐振器10中的谐振腔。其中,堆叠谐振结构包括叠层设置的电极和电极之间的压电层,相当于一个“三明治”电极结构,并且沿薄膜体声波谐振器,电极和压电层的相对面积为薄膜体声波谐振器的有效区。并且制备的刻蚀通孔中可以形成空气反射边界,能够有效降低薄膜体声波谐振器横向能量泄露,反射声波,提高薄膜体声波谐振器整体性能。
S150、填充衬底沟槽和种子层沟槽,在衬底沟槽制备第一挡墙分部,在种子层沟槽制备第二挡墙分部。
进一步的,参考图6中,步骤(5),填充种子层沟槽a2形成第二挡墙分部300b,填充衬底沟槽a1形成第一挡墙分部300a。
其中第一挡墙分部300a位于第二衬底本体130b靠近牺牲衬底分部130c的一侧,并且第一挡墙分部300a与第二衬底本体130b贴合,即第一挡墙分部300a与第二衬底层130同层设置。第二挡墙分部300b贯穿种子层200,即第二挡墙分部300b与种子层200同层设置。示例性的,第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b的材质可以是二氧化硅。进一步的,第一挡墙分部300a和第二挡墙分部300b为一体结构,非两个结构搭接。通过设置第二挡墙分部300b,相当于调整挡墙结构300的高度延伸至种子层200,可以有效的避免通入的腐蚀气体或者液体通过种子层200和第二衬底本体130b的接触界面传输至外侧,即较高的挡墙结构300可以保证腐蚀气体或者液体的阻挡效果,进而更好的保证薄膜体声波谐振器10的整体性能更优。
进一步的,参考图6中,步骤(5),对于堆叠谐振结构400中的压电层420可以在远离第一电极410a处设置开口a2,便于第一电极410在侧壁处裸露,后续在开口a2处填充的导电材质仍可以保证电信号的传输。进一步的,对于堆叠谐振结构400中第二电极430可以在该制备挡墙结构300后进行制备,制备第二电极430沉积的金属膜层,在开口a3处形成第一电极导出结构440,在刻蚀通孔410b中同样沉积相应的的金属膜层,便于电信号的传递。
S160、逐步刻蚀堆叠谐振结构和种子层并制备牺牲通道。
S170、通过牺牲通道去除牺牲衬底分部并制备空腔
进一步的,参考图6中,步骤(6)和步骤(7),同步刻蚀堆叠谐振结构400和种子层200,在种子层200形成第一牺牲通道200a,在堆叠谐振结构400形成第二牺牲通道400a,并且沿种子层200的厚度方向h,第一牺牲通道200a的投影与第二牺牲通道400a的投影重合,第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a相当于贯穿设置牺牲通道。示例性的,第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a是采用逐步的刻蚀工艺进行制备的。可以理解为,第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a置于牺牲衬底分部130c的上方。通过在第一牺牲通道200a和第二牺牲通道400a中注入腐蚀气体或者腐蚀液体,将牺牲衬底分部130c去除,从而形成空腔130a。
进一步的,相比于先制备挡墙结构的工艺过程,在制备挡墙结构前需要先刻蚀,并且后续制备的膜层需要增加平坦化的工艺过程,本发明实施例将挡墙制备过程的刻蚀置于膜层基本铺设完成的情况,因此可以减少平坦化过程,优化工艺。
综上,本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法,设置的挡墙结构包括第一挡墙分部和第二挡墙分部,并且并且沿种子层的厚度方向,第一挡墙分部、第二挡墙分部与刻蚀通孔的投影重合。其中第一挡墙分部和第二挡墙分部可以进一步保证制备空腔时结构的稳定性,进而更好的保证薄膜体声波谐振器的整体性能更优。同时,挡墙结构是在种子层和堆叠谐振结构制备结束后进行制备的,可以简化工艺的同时,可以保证结构的平整性。
图7是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器制备方法的流程图,图8是本发明实施例提供的另一种薄膜体声波谐振器制备方法的示意图,参考图7和图8所示,该制备方法还包括:
S210、提供衬底结构,衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层。
具体的,参考图6中步骤(1)。
S220、制备种子层。
具体的,参考图6中步骤(2)
S230、沉积金属薄膜制备第一电极。
具体的,参考图8中步骤(1),需要说明的是,图7中步骤(1)是在图5中步骤(2)之后的步骤。具体的,在种子层200远离第二衬底层130一侧沉积金属薄膜,并进行图案化处理,制备第一电极410。
S240、制备压电层,压电层位于第一电极远离种子层的一侧。
具体的,参考图8中步骤(2),在第一电极410远离种子层200一侧沉积形成压电层420,需要说明是压电层420的制备面积大于第一电极410的制备面积,即压电层420覆盖第一电极410的同时还覆盖部分种子层200。示例性的,压电层420的制备工艺可以通过金属有机化合物化学气相沉淀方法进行制备。
S250、逐步刻蚀压电层、第一电极、种子层和第二衬底层,在压电层制备刻蚀通孔;在第一电极制备电极沟槽;在种子层制备种子层凹槽。
具体的,参考图8中步骤(3),刻蚀压电层420形成刻蚀通孔400b,对应参考图2所示,刻蚀通孔400b可以是环形围绕的通孔,刻蚀通孔400b将压电层420阻断形成第一压电分部420a和第二压电分部420b,其中第一压电分部420a位于刻蚀通孔400b围绕的的封闭区域,第二压电分部420b位于刻蚀通孔400b远离第一压电分部420a的一侧。同时,刻蚀通孔400b的部分区域还包括第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2。进一步的,第一电极410制备电极沟槽a4,其中第一刻蚀分部400b1与电极沟槽a4投影重合,第二刻蚀分部400b2与电极沟槽a4的投影不重合,从而体现第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2的位置具有差异性。
可选的,在对压电层420进行图案化刻蚀时,会在压电层420远离第一电极410处形成开口a3,便于保证第一电极410的露出,便于电信号的传输。
S260、填充衬底沟槽和种子层沟槽,在衬底沟槽制备第一挡墙分部,在种子层沟槽制备第二挡墙分部。
可选的,参考图8中步骤(4)和图4所示,填充种子层沟槽a2、衬底沟槽a1、第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2,在衬底沟槽a1制备第一挡墙分部300a,在种子层沟槽a2制备第二挡墙分部300d,在第一刻蚀分部400b1制备第三挡墙分部300c,在第二刻蚀分部400b2制备第四挡墙分部300d;其中,沿种子层200的延伸方向,第一电极410的投影覆盖第三挡墙分部300c的投影;第三挡墙分部的的厚度300c等于第四挡墙分部300d的厚度。
可以理解为,通过在第一刻蚀分部400b1对应的挡墙结构300增设第三挡墙分部300c,可以进一步保证挡墙结构300对后续通入的腐蚀气体或者腐蚀液体进行阻挡,避免对第二衬底本体130b进行刻蚀,保证薄膜体声波谐振器10整体结构和功能的完整性。通过在第一刻蚀分部400b1对应的挡墙结构300增设第四挡墙分部300d,同样可以进一步保证挡墙结构300对后续通入的腐蚀气体或者腐蚀液体进行阻挡,避免对第二衬底本体130b进行刻蚀,保证薄膜体声波谐振器10整体结构和功能的完整性。
具体的,在第一刻蚀分部400b1处填充设置的第三挡墙分部300c的厚度可以与在第二刻蚀分部400b2处填充的第四挡墙分部300d的厚度相同,即第三挡墙分部300c和第四挡墙分部300d可以采用统一道工艺制备,节省薄膜体声波谐振器10的工艺制备成本。
可选的,参考图8中步骤(4)和图4所示,逐步填充衬底沟槽a1、种子层沟槽a2、第一刻蚀分部400b1,在衬底沟槽a1制备第一挡墙分部300a,在种子层沟槽a2制备第二挡墙分部300b,在第一刻蚀分部400b1制备第三挡墙分部300c;其中,沿种子层200的延伸方向,第一电极本体410a的投影覆盖第三挡墙分部300c的投影;再填充第二刻蚀分部400b2,在第二刻蚀分部400b2制备第四挡墙分部300d;其中,沿种子层200的延伸方向,第二压电分部420b的投影覆盖第四挡墙分部300d的投影;第三挡墙分部300c的的厚度小于第四挡墙分部300d的厚度。
具体的,第一电极连接部410b与第一电极本体410a存在电连接的关系,进而保证第一电极410电信号的稳定传输。进而沿种子层200的延伸方向X,第一电极本体410a的投影覆盖第三挡墙分部300c的投影,即设置的第三挡墙分部300c未超过第一电极本体410a的厚度,保证第一电极连接部410b可以与第一电极本体410a保证电连接的关系。沿种子层200的延伸方向X,第二压电分部420b的投影可以覆盖第四挡墙分部300d的投影,即设置的第四挡墙分部300d未超过第二压电分部420b的厚度,在对腐蚀气体或液体进行阻挡的同时,还可以保证在压电层430处后续制备的第二电极430的平整性,保证薄膜体声波谐振器10整体结构的规整性。进一步的,第四挡墙分部300d的厚度在不影响第二电极430的电连接关系的情况下也可以超过压电层420的厚度,提升挡墙结构300的阻挡效果,。
在第一刻蚀分部400b1处填充设置的第三挡墙分部300c的厚度可以小于在第二刻蚀分部400b2处填充的第四挡墙分部300d的厚度,由于第一刻蚀分部400b1处填充的挡墙结构需要考虑让第一电极410连续的电连接关系,所以第三挡墙分部300c的厚度不超过第一电极410的厚度,而第四挡墙分部300d的厚度限定较小,即第三挡墙分部300c的厚度限制因素要大于第四挡墙分部300d的厚度限制因素。
所以,第三挡墙分部300c和第四挡墙分部300d为两部工艺进行制备。
S270、沉积金属薄膜制备第二电极。
具体的,参考图8中步骤(5),沉积金属薄膜制备第二电极430,其中,金属薄膜沉积在第一刻蚀分部400b1处形成第一电极410,金属薄膜沉积在第二刻蚀分部400b2和压电层420远离种子层200一侧均形成第二电极430。
可以理解为,在制备第二电极430时,通过沉积的金属薄膜将第一刻蚀分部400b1和第二刻蚀分部400b2进行覆盖填充,置于第一刻蚀分部400b1的金属薄膜与第一电极410电连接,其用于传输第一电极410的电信号;置于第二刻蚀分部400b2的金属薄膜与第二电极430电连接,其用于传输第二电极430的电信号。
可选的,堆叠谐振结构400还可以金属电极板(图中未具体示出),金属电极板与第一电极410或第二电极430电连接,进一步保证电信号的传输效果。
S280、逐步刻蚀堆叠谐振结构和种子层并制备牺牲通道。
具体的,在图8的步骤(5)后,继续参考图6中步骤(6).
S290、通过牺牲通道去除牺牲衬底分部并制备空腔。
具体的,参考图8中步骤(7)。
综上,本发明实施例提供的薄膜体声波谐振器制备方法,挡墙结构通过增加第三挡墙分部和/或第四挡墙分部,并且结合挡墙结构是在种子层和堆叠谐振结构等制备后再进行制备的,可以进一步保证薄膜体声波谐振器的结构稳定性。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种薄膜体声波谐振器,其特征在于,包括衬底结构、种子层、挡墙结构和堆叠谐振结构;
所述衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层,所述埋氧层位于所述第一衬底层的一侧,所述第二衬底层位于所述埋氧层远离所述第一衬底层的一侧;所述第二衬底层包括空腔以及围绕所述空腔的第二衬底本体;
所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧,所述种子层包括第一牺牲通道,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述空腔的投影存在交叠;
所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧,所述堆叠谐振结构包括第二牺牲通道和刻蚀通孔,所述第二牺牲通道贯穿所述堆叠谐振结构,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述第二牺牲通道的投影重合,并且所述刻蚀通孔的投影围绕所述第二牺牲通道的投影;
所述挡墙结构包括相互连接的第一挡墙分部和第二挡墙分部;所述第一挡墙分部位于所述第二衬底本体靠近所述空腔的一侧,并且所述第一挡墙分部与所述第二衬底本体贴合;所述第二挡墙分部贯穿所述种子层,并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一挡墙分部、所述第二挡墙分部与所述刻蚀通孔的投影重合。
2.根据权利要求1所述的薄膜体声波谐振器,其特征在于,所述堆叠谐振结构包括第一电极、压电层和第二电极;
所述第一电极位于部分所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
所述压电层位于所述第一电极远离所述种子层的一侧,所述压电层包括第一压电分部和第二压电分部,所述第一压电分部位于所述刻蚀通孔围绕的的封闭区域,所述第二压电分部位于所述刻蚀通孔远离所述第一压电分部的一侧;
所述第二电极位于至少部分所述压电层远离所述种子层的一侧;
所述刻蚀通孔包括第一刻蚀分部和第二刻蚀分部,所述第一刻蚀分部填充至少部分所述第一电极,所述第二刻蚀分部填充至少部分所述第二电极。
3.根据权利要求2所述的薄膜体声波谐振器,其特征在于,所述挡墙结构还包括第三挡墙分部;所述第三挡墙分部位于所述第一电极靠近所述第二挡墙分部的一侧;
沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影;沿所述种子层的厚度方向,所述第三挡墙分部的投影与所述第一刻蚀分部的投影重合。
4.根据权利要求3所述的薄膜体声波谐振器,其特征在于,
所述挡墙结构还包括第四挡墙分部;所述第四挡墙分部位于所述第二电极靠近所述种子层的一侧;
沿所述种子层的延伸方向,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;沿所述种子层的厚度方向,所述第四挡墙分部的投影与所述第二刻蚀分部的投影重合。
5.根据权利要求4所述的薄膜体声波谐振器,其特征在于,所述第三挡墙分部的厚度小于或者等于所述第四挡墙分部的厚度。
6.一种薄膜体声波谐振器的制备方法,用于制备权利要求1-5任一项所述的薄膜体声波谐振器,其特征在于,所述制备方法包括:
提供衬底结构,所述衬底结构包括第一衬底层、埋氧层和第二衬底层;所述埋氧层位于所述第一衬底层的一侧,所述第二衬底层位于所述埋氧层远离所述第一衬底层的一侧;
制备种子层,所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧;
制备堆叠谐振结构,所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构、所述种子层和所述第二衬底层,在所述堆叠谐振结构制备刻蚀通孔,在所述种子层制备种子层沟槽,在所述第二衬底层制备衬底沟槽;其中,所述第二衬底层包括牺牲衬底分部和第二衬底本体,所述衬底沟槽围绕所述牺牲衬底分部,所述第二衬底本体位于相邻所述衬底沟槽远离所述牺牲衬底分部的一侧;沿所述种子层的厚度方向,所述刻蚀通孔的投影、所述种子层沟槽的投影与所述衬底沟槽的投影重合;
填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部;其中,所述第一挡墙分部位于所述第二衬底本体靠近所述空腔的一侧,并且所述第一挡墙分部与所述第二衬底本体贴合;并且沿所述种子层的厚度方向,所述第一挡墙分部、所述第二挡墙分部与所述刻蚀通孔的投影重合;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构和所述种子层并制备牺牲通道,所述牺牲通道包括第一牺牲通道和第二牺牲通道;所述第二牺牲通道贯穿所述堆叠谐振结构,所述第一牺牲通道贯穿所述种子层;沿所述种子层的厚度方向,所述第一牺牲通道的投影与所述第二牺牲通道的投影重合,并且所述刻蚀通孔的投影围绕所述第二牺牲通道的投影;
通过所述牺牲通道去除所述牺牲衬底分部并制备空腔。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,制备堆叠谐振结构,所述堆叠谐振结构位于所述种子层远离所述第二衬底层的一侧,包括:
沉积金属薄膜制备第一电极;所述第一电极位于部分所述种子层远离所述第二衬底层的一侧;
制备压电层,所述压电层位于所述第一电极远离所述种子层的一侧;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构、所述种子层和所述第二衬底层,在所述堆叠谐振结构制备刻蚀通孔,在所述种子层制备种子层沟槽,在所述第二衬底层制备衬底沟槽包括:
逐步刻蚀所述压电层、所述第一电极、所述种子层和所述第二衬底层,在所述压电层制备刻蚀通孔,形成第一压电分部和第二压电分部,所述第一压电分部位于所述刻蚀通孔围绕的的封闭区域,所述第二压电分部位于所述刻蚀通孔远离所述第一压电分部的一侧,所述刻蚀通孔包括第一刻蚀分部和第二刻蚀分部;在所述第一电极制备电极沟槽,沿所述种子层的厚度方向,至少部分所述第一刻蚀分部的投影与所述电极沟槽的投影存在交叠,所述第二刻蚀分部的投影与所述电极沟槽的投影不交叠;在所述种子层制备所述种子层凹槽;
逐步刻蚀所述堆叠谐振结构和所述种子层并制备牺牲通道,所述牺牲通道包括第一牺牲通道和第二牺牲通道之前,还包括:
沉积金属薄膜制备第二电极;至少部分所述金属薄膜沉积至所述电极沟槽和所述第一刻蚀分部中并与所述第一电极电连接,至少部分所金属薄膜沉积至所述第二刻蚀分部和所述压电层远离所述种子层的一侧。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部包括:
填充所述衬底沟槽、所述种子层沟槽、所述第一刻蚀分部和第二刻蚀分部,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部,在所述第一刻蚀分部制备第三挡墙分部,在所述第二刻蚀分部制备第四挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极本体的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;所述第三挡墙分部的的厚度等于所述第四挡墙分部的厚度。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,填充所述衬底沟槽和所述种子层沟槽,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部包括:
填充所述衬底沟槽、所述种子层沟槽、所述第一刻蚀分部,在所述衬底沟槽制备第一挡墙分部,在所述种子层沟槽制备第二挡墙分部,在所述第一刻蚀分部制备第三挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第一电极本体的投影覆盖所述第三挡墙分部的投影;
填充所述第二刻蚀分部,在所述第二刻蚀分部制备第四挡墙分部;其中,沿所述种子层的延伸方向,所述第二压电分部的投影覆盖所述第四挡墙分部的投影;所述第三挡墙分部的的厚度小于所述第四挡墙分部的厚度。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,制备种子层,所述种子层位于所述第二衬底层远离所述埋氧层的一侧包括:
采用金属有机化合物化学气相沉淀方法在所述第二衬底层远离所述埋氧层一侧制备单晶氮化铝种子层。
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