CN118074655A - 一种薄膜体声波谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种薄膜体声波谐振器及其制备方法，涉及谐振器制备技术领域。该薄膜体声波谐振器包括：基底层、依次层叠设置在基底层上的底电极层、压电层和顶电极层，基底层内设有第一空腔、环绕第一空腔的第一保护墙和第二保护墙，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙由第一保护墙向靠近第一空腔的方向倾斜。该薄膜体声波谐振器通过在基底层内设置第一保护墙和倾斜的第二保护墙，能够防止第一空腔释放过程中腐蚀气体或者腐蚀液由保护墙上方横向泄露，避免因保护墙无法阻挡而造成的横向腐蚀损坏器件。
Description
技术领域
本申请涉及谐振器制备技术领域，具体而言，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SAW滤波器，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具有非常大的优势，因此，FBAR占据了大部分无线通讯的应用领域。
迄今为止，薄膜体声波谐振器主要包括背腔薄膜型和第一空腔型谐振器两种，生产多以第一空腔型谐振器为主。现有的第一空腔型谐振器的制备工艺通常为在衬底上刻蚀沟槽填充牺牲层，形成保护墙，然后释放保护墙内的衬底材料作为谐振器的第一空腔。但由于形成保护墙所采用的化学机械抛光工艺难度较大，效果无法保证，在第一空腔释放过程中存在腐蚀气体或腐蚀液由保护墙上方横向泄露的可能，进而造成横向腐蚀损坏器件。
发明内容
本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种薄膜体声波谐振器及其制备方法，能够防止第一空腔释放过程中腐蚀气体或者腐蚀液由保护墙上方横向泄露，避免因保护墙无法阻挡而造成的横向腐蚀损坏器件。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
本申请实施例的一方面，提供一种薄膜体声波谐振器，包括：基底层、依次层叠设置在基底层上的底电极层、压电层和顶电极层，基底层内设有第一空腔、环绕第一空腔的第一保护墙和第二保护墙，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙由第一保护墙向靠近第一空腔的方向倾斜。
可选地，第二保护墙具有水平部和与水平部的端部连接的第一倾斜部，水平部与第一保护墙贴合设置，第一倾斜部由第一保护墙向靠近第一空腔的方向倾斜。
可选地，第二保护墙还具有第二倾斜部，第二倾斜部与水平部远离第一倾斜部的一端连接，第二倾斜部由第一保护墙向远离第一空腔的方向倾斜。
可选地，底电极层和压电层之间设有声反射结构，声反射结构用于反射声波。
可选地，基底层包括衬底层和设置在衬底层上的种子层，底电极层位于种子层上方，第一保护墙位于衬底层内，第二保护墙位于衬底层和种子层内，衬底层、第一保护墙、第二保护墙和种子层围合形成第一空腔。
本申请实施例的另一方面，提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法，包括：提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜；在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层；在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至基底层，释放孔的顶部与外界连通；向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的基底层。
可选地，提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜包括：提供基底层，并在基底层的表面形成第二沟槽，其中，第二沟槽的纵截面呈倒梯形；在第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，第一沟槽的纵截面呈矩形；向第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙；向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙。
可选地，提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜包括：提供衬底层，并在衬底层的表面形成第二沟槽，其中，第二沟槽的纵截面呈倒梯形；在第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，第一沟槽的纵截面呈矩形；向第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙；在衬底层和第一保护墙上形成种子层；刻蚀种子层以露出第二沟槽；向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙；在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至基底层，释放孔的顶部与外界连通包括：在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通；向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的基底层包括：向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的衬底层。
可选地，向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙包括：在种子层的表面和第二沟槽内均匀沉积保护材料以形成第二保护层，其中，第二保护层的厚度与种子层的厚度相等；刻蚀第二保护层，以在第二沟槽和种子层内形成第二保护墙。
可选地，在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：在种子层上形成底电极层，其中，底电极层覆盖第二保护墙并在第二保护墙的上方形成第三沟槽；向第三沟槽内填充牺牲层材料以形成牺牲层，其中，牺牲层的声阻抗与底电极层的声阻抗不相等；在底电极层和牺牲层上依次形成压电层和顶电极层。
可选地，在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通包括：在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔穿过牺牲层并延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通；向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的衬底层包括：向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除牺牲层，以及第一保护墙和第二保护墙内的衬底层。
可选地，在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：在基底层上形成底电极层；在底电极层上形成压电层，并刻蚀压电层以形成底电极引出孔；在压电层上形成底电极引出结构和顶电极层，其中，底电极引出结构填充底电极引出孔并与底电极贴合；在底电极引出结构和顶电极层上分别形成金属电极板。
本申请的有益效果包括：
本申请提供了一种薄膜体声波谐振器，包括：基底层、依次层叠设置在基底层上的底电极层、压电层和顶电极层，基底层内设有第一空腔、环绕第一空腔的第一保护墙和第二保护墙，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙由第一保护墙向靠近第一空腔的方向倾斜。该薄膜体声波谐振器通过在基底层内设置第一保护墙和倾斜的第二保护墙，能够防止第一空腔释放过程中腐蚀气体或者腐蚀液由保护墙上方横向泄露，避免因保护墙无法阻挡而造成的横向腐蚀损坏器件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之一；
图2为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之二；
图3为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之一；
图4为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之一；
图5为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之二；
图6为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之三；
图7为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的结构示意图之三；
图8为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之二；
图9为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之四；
图10为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之五；
图11为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之六；
图12为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之七；
图13为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之八；
图14为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之三；
图15为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之四；
图16为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之五；
图17为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之九；
图18为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十；
图19为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十一；
图20为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十二；
图21为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备过程示意图之十三；
图22为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之六；
图23为本申请实施例提供的薄膜体声波谐振器的制备方法的流程图之七。
图标：10-薄膜体声波谐振器；11-基底层；111-衬底层；1111-底部硅层；1112-埋氧层；1113-顶部硅层；112-种子层；113-第二沟槽；1131-第一侧壁；1132-第二侧壁；114-第一沟槽；12-底电极层；121-第三沟槽；13-压电层；131-底电极引出孔；14-顶电极层；151-第一空腔；152-第二空腔；161-第一保护墙；162-第二保护墙；17-释放孔；18-牺牲层；19-底电极引出结构；20-金属电极板。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样定义。
本申请实施例的一方面，参照图1，提供一种薄膜体声波谐振器10，包括：基底层11、依次层叠设置在基底层11上的底电极层12、压电层13和顶电极层14，基底层11内设有第一空腔151、环绕第一空腔151的第一保护墙161和第二保护墙162，第二保护墙162位于第一保护墙161上方，第二保护墙162由第一保护墙161向靠近第一空腔151的方向倾斜。
基底层11作为支撑结构，主要用于在其上依次形成底电极层12、压电层13和顶电极层14，基底层11的内部设有第一空腔151，第一空腔151的顶部可以直接与底电极层12接触，也可以不与底电极层12接触。底电极层12、压电层13和顶电极层14在第一空腔151底部的正投影相互重合的区域共同构成了薄膜体声波谐振器10的有效区域，体声波形成于该有效区域并在有效区域内来回反射，形成震荡。
基底层11上第一空腔151的形成需要释放部分基底层11材料，释放的方法是在薄膜体声波谐振器10上加工释放孔17，使释放孔17一直延伸到基底层11的表面或内部，然后向释放孔17内通入腐蚀气体或腐蚀液，以腐蚀溶解基底层11材料。为了明确第一空腔151的边界并防止腐蚀气体或腐蚀液泄露，基底层11内还设置了第一保护墙161和第二保护墙162，第二保护墙162的下表面与第一保护墙161的上表面连接。第一保护墙161和第二保护墙162呈环状，两者形成的围合区域内的基底层11材料用于释放形成第一空腔151。第一空腔151形成后，第一保护墙161和第二保护墙162均环绕第一空腔151设置，其中，第二保护墙162至少部分区域相对于各膜层的层叠方向倾斜设置，且倾斜方向为由下向上逐渐靠近第一空腔151，从而使第一空腔151的顶部呈现收缩的趋势。第一保护墙161和第二保护墙162的结构能够防止第一空腔151释放过程中腐蚀气体或者腐蚀液由保护墙上方横向泄露，避免因保护墙无法阻挡而造成的横向腐蚀损坏器件。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，第二保护墙162具有水平部和与水平部的端部连接的第一倾斜部，水平部与第一保护墙161贴合设置，第一倾斜部由第一保护墙161向靠近第一空腔151的方向倾斜。
第二保护墙162通过水平部与第一保护墙161实现连接，从而形成连续的保护墙，避免腐蚀气体或腐蚀液体经第一保护墙161和第二保护墙162之间泄露。同时，第二保护墙162的水平部还为第一倾斜部提供支撑，使第一倾斜部能够自下而上向第一空腔151所在方向倾斜。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，第二保护墙162还具有第二倾斜部，第二倾斜部与水平部远离第一倾斜部的一端连接，第二倾斜部由第一保护墙161向远离第一空腔151的方向倾斜。
第二倾斜部和第一倾斜部分别由水平部的端部向上倾斜，并逐渐相互远离。如此设置，一方面能够使第二保护墙162更加便于加工，另一方面，还能够在后续形成谐振器三明治结构的过程中形成桥式结构，用来反射声波，从而提高薄膜体声波谐振器10的性能和品质因数。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，基底层11包括衬底层111和设置在衬底层111上的种子层112，底电极层12位于种子层112上方，第一保护墙161位于衬底层111内，第二保护墙162位于衬底层111和种子层112内，衬底层111、第一保护墙161、第二保护墙162和种子层112围合形成第一空腔151。种子层112可以诱导底电极层12和压电层13在垂直方向上的晶向生长，使底电极层12和压电层13形成良好的晶向，从而提高底电极层12和压电层13的薄膜质量，优化薄膜体声波谐振器10的性能。
更进一步地，种子层112具有中间部和环绕中间部并与中间部分离的外围部，第二保护墙162具有依次连接的第一倾斜部、水平部和第二倾斜部，第一倾斜部与中间部连接，第二倾斜部与外围部连接，中间部与外围部通过第二保护墙162实现连接。优选地，第二保护墙162和种子层112的厚度均匀，且第二保护墙162的厚度与种子层112的厚度相等，如此设置，可以使第二保护墙162与种子层112的连接处无台阶，从而防止后续形成的薄膜发生破裂。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，底电极层12和压电层13之间设有声反射结构，声反射结构用于反射声波。
请结合参照图2，该声反射结构可以为底电极层12与压电层13之间围合形成的第二空腔152，也可以是夹在底电极层12与压电层13之间的牺牲层18。利用空气或者牺牲层18材料与周围材料存在声阻抗差异，从而起到声波反射的作用，提高薄膜体声波谐振器10的性能和品质因子。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，薄膜体声波谐振器10还包括释放孔17，释放孔17沿各膜层的层叠方向延伸，释放孔17的顶部位于顶电极层14的上表面、底部位于基底层11的上表面或基底层11的中部，释放孔17在基底层11上的正投影位于第二保护墙162在基底层11上的正投影的内边界之内，释放孔17用于释放环绕在第一保护腔和第二保护墙162内部的基底层11材料。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，基底层11包括底部硅层1111、依次层叠设置在底部硅层1111上的埋氧层1112和顶部硅层1113，第一保护墙161和第二保护墙162设置在顶部硅层1113内并共同贯穿顶部硅层1113的上下表面。释放第一保护墙161和第二保护墙162内部的顶部硅层1113材料，从而形成空腔。此时，第一保护墙161、第二保护墙162限定了空腔的侧面边界，埋氧层1112则限定了空腔的底部边界，覆盖在顶部硅层1113上方的膜层限定了空腔的顶部边界。
优选地，顶部硅层1113的材料为Si(111)，厚度为1μm～2.5μm，以便在后续工艺中生长出质量更好的膜层结构。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，压电层13上设有底电极引出孔131，底电极引出孔131内填充导电材料以形成底电极引出结构19，底电极引出结构19与底电极相贴合，从而将底电极由压电层13下方引出。
更进一步地，底电极引出结构19和顶电极层14的上表面分别设有金属电极板20，金属电极板20能够降低电阻和电极损耗，方便器件测试，并用于后续封装工艺。
请参照图3，本实施例还提供一种薄膜体声波谐振器的制备方法，包括：
S100：提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜。
需要说明的是，请参照图4，第一保护墙161的内侧是指第一保护墙161围合形成的区域所在的方向。本实施例中，对第一保护墙161和第二保护墙162的结构不作限定，只要能够在基底层11内形成垂直的第一保护墙161和倾斜的第二保护墙162即可。
S200：在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层。
请参照图5，为了后续能够形成薄膜体声波谐振器10的有效谐振区域，底电极层12、压电层13和顶电极层14应在层叠方向具有三层的重合区域，即形成三明治结构。
S300：在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至基底层，释放孔的顶部与外界连通。
请参照图6，形成顶电极层14之后，还需在基底层11的上方加工形成释放孔17，释放孔17的底部一直延伸至基底层11的上表面或者中部，释放孔17的顶部与外界连通，以便于向释放孔17内通入腐蚀气体和/或腐蚀液。示例地，释放孔17的顶部位于顶电极层14上，也即是说，以顶电极层14的上表面为加工面加工形成释放孔17。于其他实施例中，请参照图7，释放孔17的顶部也可以位于压电层13上，即以压电层13的上表面为加工面加工形成释放孔17。释放孔17的数量可以为一个，也可以为两个或者多个。
S400：向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的基底层。
请参照图1，向释放孔17内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，腐蚀溶解第一保护墙161和第二保护墙162内的基底层11材料，去除部分基底层11，从而在第一保护墙161和第二保护墙162的内部形成用于反射声波的第一空腔151。
上述薄膜体声波谐振器的制备方法，通过在基底层11内形成垂直的第一保护墙161和倾斜的第二保护墙162，从而防止第一空腔151释放过程中腐蚀气体或者腐蚀液由保护墙上方横向泄露，避免因保护墙无法阻挡而造成的横向腐蚀损坏器件。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图8，提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜包括：
S110：提供基底层，并在基底层的表面形成第二沟槽，其中，第二沟槽的纵截面呈倒梯形。
请参照图9，在基底层11的上表面形成环状的第二沟槽113，第二沟槽113用于在后续工艺中形成第二保护墙162。第二沟槽113平行于层叠方向的纵截面呈倒置的梯形，第二沟槽113具有第一侧壁1131和环绕第一侧壁1131的第二侧壁1132，其中，第一侧壁1131倾斜设置，第二侧壁1132可以倾斜设置，也可以垂直设置。在加工第二沟槽113时，可以通过光刻和刻蚀来控制刻蚀角度，进而形成第二沟槽113侧壁的坡度。
S120：在第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，第一沟槽的纵截面呈矩形。
请参照图10，第二沟槽113还具有连接第一侧壁1131和第二侧壁1132的槽底，在第二沟槽113的槽底形成环状的第一沟槽114，第一沟槽114用于后续工艺中形成第一保护墙161。第一沟槽114平行于层叠方向的纵截面呈矩形。优选地，第一沟槽114的宽度等于第二沟槽113槽底的宽度。
S130：向第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙。
S140：向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙。
请参照图11至图13、图4，分别向第一沟槽114和第二沟槽113内填充保护材料(如二氧化硅)，从而形成第一保护墙161和第二保护墙162。本实施例中，先在基底层11上形成沟槽，再通过填充沟槽形成对应的保护墙，操作简单方便。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图14，提供基底层，并在基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，第二保护墙位于第一保护墙上方，第二保护墙至少部分区域由第一保护墙向第一保护墙的内侧倾斜包括：
S150：提供衬底层，并在衬底层的表面形成第二沟槽，其中，第二沟槽的纵截面呈倒梯形。
S120：在第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，第一沟槽的纵截面呈矩形。
S130：向第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙。
S160：在衬底层和第一保护墙上形成种子层。
S170：刻蚀种子层以露出第二沟槽。
S140：向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙。
本实施例中，基底层11包括衬底层111和种子层112。请再次参照图9至图11，在衬底层111形成第二沟槽113和第一沟槽114后，先向第一沟槽114内填充保护材料(例如以沉积的方式实现填充)，然后去除第一沟槽114外部的多余的保护材料，从而在第一沟槽114内形成与第一沟槽114形状相同的第一保护墙161。请参照图12，第一保护墙161形成之后，先制备种子层112，种子层112覆盖衬底层111和第一保护墙161的上表面。种子层112可以采用有机金属化学气相沉积(MOCVD)技术生长高质量单晶氮化铝形成。种子层112的设置可以诱导底电极层12和压电层13在垂直方向上的晶向生长，使底电极层12和压电层13形成良好的晶向，从而提高底电极层12和压电层13的薄膜质量，优化薄膜体声波谐振器10的性能。请参照图13，种子层112形成后，将第二沟槽113覆盖，因此，还需要对种子层112进行刻蚀，去除部分种子层112，从而使第二沟槽113再次露出，以为后续填充保护材料做准备。请参照图4，第二沟槽113完整露出后，向第二沟槽113内填充保护材料(例如以沉积的方式实现填充)，即可形成第二保护墙162。
示例地，衬底层111包括底部硅层1111、依次层叠设置在底部硅层1111上的埋氧层1112和顶部硅层1113，第二沟槽113和第一沟槽114形成于衬底层111的顶部硅层1113内。
在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至基底层，释放孔的顶部与外界连通包括：
S310：在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通。
向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的基底层包括：
S410：向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的衬底层。
请参照图6和图1，由于第一保护墙161和第二保护墙162均形成于衬底层111，故释放孔17的底部需延伸至衬底层111的上表面或内部，从而腐蚀去除部分衬底层111以形成第一空腔151。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图15，向第二沟槽内填充保护材料以形成第二保护墙包括：
S141：在种子层的表面和第二沟槽内均匀沉积保护材料以形成第二保护层，其中，第二保护层的厚度与种子层的厚度相等。
S142：刻蚀第二保护层，以在第二沟槽和种子层内形成第二保护墙。
请参照图13和图4，均匀沉积保护材料，并去除多余的保护材料，从而在第二沟槽113和种子层112内形成第二保护墙162。第二保护墙162的厚度与种子层112的厚度相等，从而使第二保护墙162与种子层112连接位置处无台阶，有利于后续薄膜的生长。同时由于第二保护墙162的厚度均匀，因此，第二保护墙162上表面向第一保护墙161所在方向凹陷，后续在形成底电极层12时，该特征能够被复刻到底电极层12的上表面，从而在凹陷位置处形成声反射结构。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图16，在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：
S210：在种子层上形成底电极层，其中，底电极层覆盖第二保护墙并在第二保护墙的上方形成第三沟槽。
请参照图17，示例地，向种子层112上均匀沉积底电极材料，并通过刻蚀去除多余的底电极材料，从而形成底电极层12。由于底电极材料均匀沉积，故第二保护墙162上表面的凹陷可直接被复刻至底电极层12上，并形成第三沟槽121。
S220：向第三沟槽内填充牺牲层材料以形成牺牲层，其中，牺牲层的声阻抗与底电极层的声阻抗不相等。
请参照图18，向第三沟槽121内填充牺牲层18材料，从而在第三沟槽121内形成桥式结构的牺牲层18，该牺牲层18的声阻抗与底电极层12的声阻抗不相等，故能够抑制声波能量的横向泄露。牺牲层18的上表面可以与衬底层111的上表面平齐，也可以凸出于衬底层111的上表面，从而形成一个上凸结构。在进行沉积牺牲层18时，控制沉积厚度即可实现牺牲层18的结构。请参照图1，在形成压电层13和顶电极层14后，也可以去除牺牲层18，在第三沟槽121的位置处形成第二空腔152，利用空气的声阻抗与底电极层12的声阻抗不相等的特性，也能够抑制声波能量的横向泄露。
S230：在底电极层和牺牲层上依次形成压电层和顶电极层。
请参照图19至图21，牺牲层18形成之后，即可继续形成压电层13和顶电极层14。示例地，在底电极层12上均匀沉积压电材料，从而形成压电层13。更进一步地，采用有机金属化学气相沉积(MOCVD)技术在底电极层12的表面生长高质量单晶氮化铝，从而形成压电层13，或者是采用其他方法在底电极层12的表面生长压电材料(如氮化铝、钪掺杂氮化铝等)。
示例地，在压电层13上均匀沉积顶电极材料，并通过刻蚀去除多余的顶电极材料，从而形成顶电极层14。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图22，在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔的底部延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通包括：
S320：在基底层的上方形成释放孔，其中，释放孔穿过牺牲层并延伸至衬底层，释放孔的顶部与外界连通。
向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除第一保护墙和第二保护墙内的衬底层包括：
S420：向释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除牺牲层，以及第一保护墙和第二保护墙内的衬底层。
请参照图2，释放孔17经过牺牲层18和位于第一保护墙161和第二保护墙162内的衬底层111，向释放孔17内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，可以在牺牲层18的位置处形成第二空腔152，同时在第一保护墙161和第二保护墙162内形成第一空腔151。
可选地，本申请实施例的一种可实现的方式中，请参照图23，在基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：
S240：在基底层上形成底电极层。
S250：在底电极层上形成压电层，并刻蚀压电层以形成底电极引出孔。
S260：在压电层上形成底电极引出结构和顶电极层，其中，底电极引出结构填充底电极引出孔并与底电极贴合。
S270：在底电极引出结构和顶电极层上分别形成金属电极板。
请参照图20、图21和图5，示例地，在压电层13上沉积顶电极材料，顶电极材料会自然填充底电极引出孔131，通过刻蚀去除部分顶电极材料，从而同时形成底电极引出结构19和顶电极层14。底电极引出结构19用于将底电极层12从压电层13下方引出。然后分别在底电极引出结构19和顶电极的上表面形成金属电极板20，金属电极板20用于传递电子并配合形成交变电场。金属电极板20可以通过光刻-沉积-剥离的方式形成，也可以通过沉积-光刻-刻蚀的方法形成。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括：基底层、依次层叠设置在所述基底层上的底电极层、压电层和顶电极层，所述基底层内设有第一空腔、环绕所述第一空腔的第一保护墙和第二保护墙，所述第二保护墙位于所述第一保护墙上方，所述第二保护墙由所述第一保护墙向靠近所述第一空腔的方向倾斜。
2.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二保护墙具有水平部和与所述水平部的端部连接的第一倾斜部，所述水平部与所述第一保护墙贴合设置，所述第一倾斜部由所述第一保护墙向靠近所述第一空腔的方向倾斜。
3.如权利要求2所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第二保护墙还具有第二倾斜部，所述第二倾斜部与所述水平部远离所述第一倾斜部的一端连接，所述第二倾斜部由所述第一保护墙向远离所述第一空腔的方向倾斜。
4.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述底电极层和所述压电层之间设有声反射结构，所述声反射结构用于反射声波。
5.如权利要求1所述的薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述基底层包括衬底层和设置在所述衬底层上的种子层，所述底电极层位于所述种子层上方，所述第一保护墙位于所述衬底层内，所述第二保护墙位于所述衬底层和所述种子层内，所述衬底层、所述第一保护墙、所述第二保护墙和所述种子层围合形成所述第一空腔。
6.一种薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底层，并在所述基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，所述第二保护墙位于所述第一保护墙上方，所述第二保护墙至少部分区域由所述第一保护墙向所述第一保护墙的内侧倾斜；
在所述基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层；
在所述基底层的上方形成释放孔，其中，所述释放孔的底部延伸至所述基底层，所述释放孔的顶部与外界连通；
向所述释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除所述第一保护墙和所述第二保护墙内的所述基底层。
7.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供基底层，并在所述基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，所述第二保护墙位于所述第一保护墙上方，所述第二保护墙至少部分区域由所述第一保护墙向所述第一保护墙的内侧倾斜包括：
提供基底层，并在所述基底层的表面形成第二沟槽，其中，所述第二沟槽的纵截面呈倒梯形；
在所述第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，所述第一沟槽的纵截面呈矩形；
向所述第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙；
向所述第二沟槽内填充所述保护材料以形成第二保护墙。
8.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述提供基底层，并在所述基底层内形成第一保护墙和第二保护墙，其中，所述第二保护墙位于所述第一保护墙上方，所述第二保护墙至少部分区域由所述第一保护墙向所述第一保护墙的内侧倾斜包括：
提供衬底层，并在所述衬底层的表面形成第二沟槽，其中，所述第二沟槽的纵截面呈倒梯形；
在所述第二沟槽的槽底形成第一沟槽，其中，所述第一沟槽的纵截面呈矩形；
向所述第一沟槽内填充保护材料以形成第一保护墙；
在所述衬底层和所述第一保护墙上形成种子层；
刻蚀所述种子层以露出所述第二沟槽；
向所述第二沟槽内填充所述保护材料以形成第二保护墙；
所述在所述基底层的上方形成释放孔，其中，所述释放孔的底部延伸至所述基底层，所述释放孔的顶部与外界连通包括：
在所述基底层的上方形成释放孔，其中，所述释放孔的底部延伸至所述衬底层，所述释放孔的顶部与外界连通；
所述向所述释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除所述第一保护墙和所述第二保护墙内的所述基底层包括：
向所述释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除所述第一保护墙和所述第二保护墙内的所述衬底层。
9.如权利要求8所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述向所述第二沟槽内填充所述保护材料以形成第二保护墙包括：
在所述种子层的表面和所述第二沟槽内均匀沉积所述保护材料以形成第二保护层，其中，所述第二保护层的厚度与所述种子层的厚度相等；
刻蚀所述第二保护层，以在所述第二沟槽和所述种子层内形成第二保护墙。
10.如权利要求9所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：
在所述种子层上形成底电极层，其中，所述底电极层覆盖所述第二保护墙并在所述第二保护墙的上方形成第三沟槽；
向所述第三沟槽内填充牺牲层材料以形成牺牲层，其中，所述牺牲层的声阻抗与所述底电极层的声阻抗不相等；
在所述底电极层和所述牺牲层上依次形成压电层和顶电极层。
11.如权利要求10所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，在所述基底层的上方形成释放孔，其中，所述释放孔的底部延伸至所述衬底层，所述释放孔的顶部与外界连通包括：
在所述基底层的上方形成释放孔，其中，所述释放孔穿过所述牺牲层并延伸至所述衬底层，所述释放孔的顶部与外界连通；
向所述释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除所述第一保护墙和所述第二保护墙内的所述衬底层包括：
向所述释放孔内通入腐蚀气体和/或腐蚀液，以去除所述牺牲层，以及所述第一保护墙和所述第二保护墙内的所述衬底层。
12.如权利要求6所述的薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述在所述基底层上依次形成底电极层、压电层和顶电极层包括：
在所述基底层上形成底电极层；
在所述底电极层上形成压电层，并刻蚀所述压电层以形成底电极引出孔；
在所述压电层上形成底电极引出结构和顶电极层，其中，所述底电极引出结构填充所述底电极引出孔并与所述底电极贴合；
在所述底电极引出结构和所述顶电极层上分别形成金属电极板。
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