CN112787613B - 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 - Google Patents
一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112787613B CN112787613B CN201911095714.4A CN201911095714A CN112787613B CN 112787613 B CN112787613 B CN 112787613B CN 201911095714 A CN201911095714 A CN 201911095714A CN 112787613 B CN112787613 B CN 112787613B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrode
- sacrificial layer
- gap
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 94
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 88
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims 2
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 239000003570 air Substances 0.000 description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 8
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 5
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- AXQKVSDUCKWEKE-UHFFFAOYSA-N [C].[Ge].[Si] Chemical compound [C].[Ge].[Si] AXQKVSDUCKWEKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 scandium (Sc) Chemical class 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical compound [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MNKMDLVKGZBOEW-UHFFFAOYSA-M lithium;3,4,5-trihydroxybenzoate Chemical compound [Li+].OC1=CC(C([O-])=O)=CC(O)=C1O MNKMDLVKGZBOEW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H2003/023—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the membrane type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H2009/155—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material using MEMS techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
本发明提供一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法，其中薄膜压电声波谐振器包括：从上至下依次叠层的第一电极、压电感应振荡片和第二电极；第一电极、压电感应振荡片和第二电极在垂直于压电感应振荡片表面的方向上设有重叠的区域；在重叠的区域内，压电感应振荡片与第一电极之间设有第一间隙；和/或，压电感应振荡片与第二电极之间设有第二间隙。本发明的有益效果在于，解决了压电感应振荡片和上下电极接触界面存在残余应力和声波从电极中泄露的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法。
背景技术
随着移动通信技术的发展，移动数据传输量也迅速上升。因此，在频率资源有限以及应当使用尽可能少的移动通信设备的前提下，提高无线基站、微基站或直放站等无线功率发射设备的发射功率成了必须考虑的问题，同时也意味着对移动通信设备前端电路中滤波器功率的要求也越来越高。
目前，无线基站等设备中的大功率滤波器主要是以腔体滤波器为主，其功率可达上百瓦，但是这种滤波器的尺寸太大。也有的设备中使用介质滤波器，其平均功率可达5瓦以上，这种滤波器的尺寸也很大。由于尺寸大，所以这腔体滤波器无法集成到射频前端芯片中。
基于半导体微加工工艺技术的薄膜滤波器主要包括表面声波谐振器(SAWR)和体声波谐振器(BAWR)。体声波谐振器(BAWR)包括薄膜体声波谐振器(FBAR)和牢固安置型谐振器(SMR),体声波谐振器(BAWR)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。目前制作的体声波谐振器的两个薄膜电极和压电薄膜层直接接触，一方面由于不同材料间的物理性质不同，会在界面处产生残余应力，另一方面压电薄膜层中的声波传播到薄膜电极中，造成声波能量的损失。
因此，如何减少谐振器的声波能量损失，改善压电薄膜和薄膜电极接触界面的物理差异是当前面临的主要问题。
发明内容
本发明揭示了一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法，解决现有技术中压电薄膜和薄膜电极接触界面存在残余应力和声波从电极中泄露的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜压电声波谐振器，包括：
从上至下依次叠层的第一电极、压电感应振荡片和第二电极；
所述第一电极、压电感应振荡片和第二电极在垂直于所述压电感应振荡片表面的方向上设有重叠的区域；
在所述重叠的区域内，所述压电感应振荡片与所述第一电极之间设有第一间隙；和/或，
所述压电感应振荡片与所述第二电极之间设有第二间隙。
本发明还提供了一种薄膜压电声波谐振器的制造方法，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成第二电极；
在所述第二电极上形成叠层结构，所述叠层结构包括：压电感应振荡片和至少位于所述压电感应振荡片上表面的第一牺牲层；和/或，位于所述压电感应振荡片下表面的第二牺牲层；
在所述叠层结构上形成第一电极；
去除所述第一牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第一电极之间的第一间隙；和/或，
去除所述第二牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第二电极之间的第二间隙；
所述第一电极、所述压电感应振荡片、所述第二电极在垂直于所述第一衬底表面方向上设有重叠的区域，所述第一间隙和/或所述第二间隙位于所述重叠的区域内，所述重叠的区域定义为有效工作区。
本发明的有益效果在于：
本发明在薄膜声波谐振器的有效工作区中，压电感应振荡片与上下电极之间设有微小的间隙，上下电极的电场可以穿过间隙，施加在压电感应振荡片的上下表面，这种设置方式解决了压电感应振荡片和上下电极接触界面存在残余应力和声波从电极中泄露的问题。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的俯视图。
图2为图1沿X-X方向的剖视图。
图3示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的俯视图。
图4为图1沿X-X方向的剖视图。
图5示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的俯视图。
图6为图1沿X-X方向的剖视图。
图7示出了根据本发明一实施例的一种薄膜拉姆波谐振器制造方法的流程图。
图8-图20示出了根据本发明一实施例的一种薄膜拉姆波谐振器制造方法不同阶段的结构示意图。
图21示出了根据本发明另一实施例的一种薄膜拉姆波谐振器制造方法最后阶段的结构示意图。
附图标记说明：
10-第一基板；101-第一电极；101A-第一导电薄膜；102-压电感应振荡片；102A-压电感应薄膜；103-第二电极；103A-第二导电薄膜；20-第二基板；201-第一空腔；30-第三基板；301-布拉格反射层；40-第一介质层；401隔离空间；411-第一间隙；412-第二间隙；413-通孔；42-第二牺牲层；420-第二凹槽；42A-第二牺牲薄膜；50-第二介质层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
如果本文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。
本发明一实施例提供了一种薄膜压电声波谐振器，图1示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的俯视图，图2为图1沿X-X方向的剖视图，请参考图1和图2，薄膜压电声波谐振器包括：
从上至下依次叠层的第一电极101、压电感应振荡片102和第二电极103；
第一电极101、压电感应振荡片102和第二电极103在垂直于压电感应振荡片102表面的方向上设有重叠的区域(重叠的区域为虚线框的区域)，在重叠的区域内，压电感应振荡片102与第一电极101之间设有第一间隙411；和/或，压电感应振荡片102与第二电极103之间设有第二间隙412(本实施例以压电感应振荡片102与第一电极101之间设有第一间隙411，且压电感应振荡片102与第二电极103之间设有第二间隙412为例。在其他实施例中，压电感应振荡片102与第一电极101之间或压电感应振荡片102与第二电极103之间可以只有第一间隙或第二间隙)。
本实施例中还包括第一基板10，位于第二电极103下方。第一电极101和第二电极103之间、压电感应振荡片102的外周还设有第一介质层40，压电感应振荡片102的外周与第一介质层40设有隔离空间401。
体声波谐振器工作原理为利用压电感应振荡片102在交变电场下产生振动，该振动激励出沿压电感应振荡片102厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极与反射介质层(如空气界面或布拉格反射层)被反射回来，进而在压电感应振荡片102内部来回反射，形成震荡。当声波在压电压电感应振荡片102中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。第一电极101、压电感应振荡片102和第二电极103在垂直于压电感应振荡片102表面方向上重叠的区域为产生体声波的区域，以下称为有效工作区
参考图2，当对第一电极101和第二电极103施加射频交变电压信号时，电力线需要穿过第一间隙411、压电感应振荡片102和第二间隙412，因此第一间隙411和第二间隙412的高度很关键，一般在10纳米-10微米之间。具体第一间隙411和第二间隙412的最适合高度，以第一电极101和第二电极103与压电感应振荡片102之间能够实现最大的压电互动感应，同时又要确保压电感应振荡片102产生压电声波震动时其上或下表面不会触及第一电极101和第二电极10为原则。间隙过大会导致电极与压电感应振荡片互动减弱，间隙太小会导致压电感应振荡片的声波震动，尤其是垂直方向的震动，导致压电感应振荡片触及电极的表面。
第一间隙411和/或第二间隙412位于有效工作区内可以理解为：有效工作区的部分区域设有第一间隙411和/或第二间隙412，或者整个有效工作区内均设有第一间隙411和/或第二间隙412，第一间隙411或第二间隙412可以为一整体的空间，也可以为分散的空间。
在一个实施例中，压电感应振荡片102和第一电极101之间设有第一柱体，第一柱体将第一间隙411分割为多个第一子间隙，压电感应振荡片102和第二电极103之间设有第二柱体，第二柱体将第二间隙412分割为多个第二子间隙。多个第一/二子间隙之间可以是单独密封的空间或相互相通。在压电感应振荡片102和两个电极之间设置柱体，起到对电极或压电感应振荡片102的支撑作用。柱体的截面形状可以为多种，如为多边形，或者几条相互平行的直线，或网状结构，或为几个支点等。
本实施例中，第二间隙412为封闭的空间，第二间隙412可以为真空，或者填充有气体，如空气、氮气或惰性气体。第一间隙411与隔离空间401相通，隔离空间401为密封的空间。当然，第一间隙411也可以是密封的空间，隔离空间还可以是非密封的空间，如当压电感应振荡片102的部分边界暴露在空气中时，隔离空间401与外部空气相通，此时第一间隙411通过压电感应振荡片102的边界与外部空气相通。在另一个实施例中，第一间隙411、第二间隙412、隔离空间401均相通，且不与外部空气相通。应当理解第一间隙411、第二间隙412、隔离空间401、外部空气四者之间可以相互隔离或连通，此处不再列举说明。
本实施例中，压电感应振荡片的外周设有隔离空间401，当声波传输到压电感应振荡片103边界时，声波被隔离空间401的空气界面反射回压电感应振荡片103中，减少了声波的横向泄露，提高了谐振器的质量因数。压电感应振荡片体102的形状可以为圆形或多边形，本实施例中，压电感应振荡片102为不规则的多边形，且多边形的任意两条边不平行，压电感应振荡片102的边界与有效工作区的边界重合。压电感应振荡片102的材质为可以是氧化物、氮化物或碳化物，如：氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、也可以是压电晶体或压电陶瓷，如：锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或铅锌榍石等具有纤锌矿型结晶结构的压电材料及它们的组合。当压电感应振荡片102包括氮化铝(AlN)时，压电感应振荡片102还可包括稀土金属，例如钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种。此外，当压电感应振荡片102包括氮化铝(AlN)时，压电感应振荡片102还可包括过渡金属，例如钪(Sc)、锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和铪(Hf)中的至少一种。
本实施例中，第一基板10的材质可以为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，或者为介质体上硅(SOI)、介质体上层叠硅(SSOI)、介质体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、介质体上锗化硅(SiGeOI)以及介质体上锗(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板、石英或玻璃基板等。第一介质层40的材料可以为二氧化硅、氮化硅或碳化硅。
实施例2
参照图3和图4，图4为图3沿X-X方向的剖视图，薄膜压电声波谐振器包括：第二基板20，第二基板20内设有第一空腔201。第二电极103，覆盖第一空腔201和第二基板20。本实施例中，第二电极103完全覆盖第一空腔201，使第一空腔201为密封的腔体。在另一个实施例中，第二电极103只覆盖第一空腔201的一部分。第二电极103只覆盖第一空腔201的一部分包括两种情况，一种情况为：第二电极103在长度方向上跨越第一空腔201，第二电极103的两端均位于第二基板20上，以利于支撑压电感应振荡片102和第一电极101，第二电极103在宽度方向上的边界位于第二空腔边界的范围内；另一种情况为第二电极103没有跨越第一空腔201，只覆盖第一空腔201的一部分，即第二电极103为悬臂结构。
第二电极103上方设有压电感应振荡片102，压电感应振荡片102上方设有第一电极101。第一电极101、压电感应振荡片102、第二电极103在垂直于第二基板20表面方向上设有重叠的区域(有效工作区)，有效工作区位于第一空腔201上方，且有效工作区的边界位于第一空腔201的边界内。本实施例中，压电感应振荡片102的边界与有效工作区的边界重合，为不规则多边形，且该多边形的任意两条边不平行。压电感应振荡片102的外周、第一电极101和第二电极103之间设有第一介质层40。本实施例中，压电感应振荡片102和第一介质层40之间设有隔离空间401，且压电感应振荡片102和第一介质层40之间完全被隔离空间401隔离，两者不存在相接的部分。在其他实施例中，压电感应振荡片102和第一介质层40之间也可以部分隔离。需要说明的是第一介质层40的材料可以和压电感应振荡片102的材质相同，也可以不同。在一个实施例中，压电感应振荡片102和第一介质层40材质相同，且两者之间存在连接的区域。
位于有效工作区内，压电感应振荡片102与第一电极101之间设有第一间隙411。第一间隙411的高度为10纳米至1微米之间。本实施例中，第一间隙411为一整体的空间，且压电感应振荡片102的上方均设有该第一间隙411，第一间隙411与隔离空间401相连通。在其他实施例中，有效工作区的部分区域设有第一间隙411，如第一间隙411为一封闭的空间，第一间隙411的外周设有第一电极101。第一间隙411不限于为一个整体的空间，也可以为分割开的多个子间隙，多个子间隙之间相互连通或者每个子间隙为封闭的空间。在另一个实施例中，在有效工作区内，压电感应振荡片102与第二电极103之间设有第二间隙，第二间隙的相关位置结构等参照第一间隙411，此处不在赘述。
实施例3
参照图5和图6，图6为图5沿X-X方向的剖视图，薄膜压电声波谐振器包括：
第三基板30，位于第三基板30内的布拉格反射层301(图中虚线所示)，位于第三基板30上的由下至上的第二电极103、压电感应振荡片102、第一电极101，其中第二电极103、压电感应振荡片102、第一电极101在垂直于第三基板30表面方向上设有重叠的区域(有效工作区)，有效工作区位于布拉格反射层301上方，且有效工作区的边界位于布拉格反射层301的边界内。本实施例中，在有效工作区内，第一电极101和压电感应振荡片102之间设有第一间隙411。在另一个实施例中，第二电极103与压电感应振荡片102之间设有第二间隙。本实施例与前两个实施例的区别在于第二电极103下方的基板不同，关于第一间隙和第二间隙的结构位置等参考前两个实施例，此处不在赘述。
本发明一实施例还提供了一种薄膜压电声波谐振器的制造方法，图7示出了根据本发明一实施例的一种薄膜压电声波谐振器的制造方法的流程图，图8至图20示出了根据本发明一实施例的一种薄膜拉姆波谐振器制造方法不同阶段的结构示意图，参照图7，制作方法包括：
S01，提供第一衬底，在第一衬底上形成第二电极。
S02，在第二电极上形成叠层结构，叠层结构包括：压电感应振荡片和至少位于压电感应振荡片上表面的第一牺牲层；和/或，位于压电感应振荡片下表面的第二牺牲层。本步骤中“至少”的意思为，压电感应振荡片外部设有牺牲层，牺牲层的位置不限于位于压电感应振荡片的上、下表面，压电感应振荡片的外周边界外也可以有牺牲层。本实施例以压电感应振荡片上表面设有第一牺牲层，压电感应振荡片下表面设有第二牺牲层，且压电感应振荡片的外周也有牺牲层为例进行说明。
S03，在叠层结构上形成第一电极。
S04，去除第一牺牲层，以形成位于压电感应振荡片和第一电极之间的第一间隙；和/或，去除第二牺牲层，以形成位于压电感应振荡片和第二电极之间的第二间隙；第一电极、压电感应振荡片、第二电极在垂直于第一衬底表面方向上设有重叠的区域，第一间隙和/或第二间隙位于重叠的区域内，重叠的区域定义为有效工作区。
参考图8图10，执行步骤S01，提供第一衬底10，在第一衬底10上形成第二电极103。
首先在第一衬底10的表面上方形成一整层第一导电薄膜103A，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导电薄膜103A。第一导电薄膜103A的材料可以为钼(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)、铂金、镍等金属中一种制成或由上述合金制成。形成第一导电薄膜103A后，刻蚀第一导电薄膜103A，以形成第一电极103，刻蚀的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者两者的结合。
第一衬底10作为承载衬底，可以有多种形式，如可以为单一材料，或者复合层结构。参考图4，带有第一空腔的第二基板可以作为第一衬底，第一空腔中填充有牺牲材料，牺牲层材料在后期工艺中去除，有效工作区位于第一空腔边界围成的范围内，第一空腔中的气体作为声波的反射介质。参考图6，带有布拉格反射层的第三基板可以作为第一衬底，有效工作区位于布拉格反射层边界围成的范围内，布拉格反射层作为声波的反射介质。当第一衬底10不带有反射介质时，第一衬底的材质可以为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，或者为介质体上硅(SOI)、介质体上层叠硅(SSOI)、介质体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、介质体上锗化硅(SiGeOI)以及介质体上锗(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板、石英或玻璃基板等。
执行步骤S02，在第二电极103上形成叠层结构，叠层结构包括：压电感应振荡片和至少位于压电感应振荡片上表面的第一牺牲层；和/或，位于压电感应振荡片下表面的第二牺牲层。
本实施例中，压电感应振荡片的上表面设有第一牺牲层，压电感应振荡片下表面设有第二牺牲层，且压电感应振荡片的外周也有牺牲层，形成叠层结构的方法包括：
参考图11至图13，执行步骤S21，形成第二牺牲薄膜42A，覆盖第二电极103、第一衬底10，图形化第二牺牲薄膜42A，形成第二牺牲层42，第二牺牲层42位于有效工作区中。
通过气相沉积工艺(包括蒸发、溅射、化学气相沉积)或液态沉积工艺(包括电镀)在第二电极103、第一衬底10上形成厚度为10纳米-10微米的第二牺牲薄膜42A。第二牺牲薄膜42A的材料包括磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、锗、碳、低温二氧化硅、聚酰亚胺等，但不限于上述材质。图形化第二牺牲薄膜42A，形成第二牺牲层42，第二牺牲层42位于有效工作区中，其中第二牺牲层42位于有效工作区中包含两种情况：一种为有效工作区的一部分区域含有第二牺牲层42，另一种为有效工作区的全部均设有第二牺牲层42。
当有效工作区的一部分设有第二牺牲层42时，第二牺牲层42的边界可以包含于有效工作区的边界内或第二牺牲层42的边界和有效工作区的部分边界重合，当第二牺牲层42的边界包含于有效工作区的边界内时，在后期工艺中，去除第二牺牲层后，形成的第二间隙是密封的空间；当第二牺牲层42的边界和有效工作区的部分边界重合，并且有效工作区的外周设有空气隔离空间时，去除第二牺牲层后形成的第二间隙为开放的空间。
当有效工作区的全部均设有第二牺牲层42，且在后续工艺中形成的压电感应振荡片的边界位于第二牺牲层的边界内时，第二间隙如果为整体的空间，则无法支撑压电感应振荡片，此时可以在第二牺牲层42中形成贯穿第二牺牲层的第二凹槽420，参考图12A，第二牺牲层42中形成有横竖交错的第二凹槽420，将第二牺牲层42分割成多个部分，或者参考图12B，多个第二凹槽420之间相互隔离。应该理解，本实施中对第二凹槽420的形状和分布不做限制。形成第二凹槽420的目的为，在后续形成压电感应振荡薄膜时，压电感应薄膜将填充进第二凹槽420中，在去除第二牺牲层42时，第二凹槽420中的压电感应薄膜充当压电感应振荡片和第二电极之间的支撑柱，用于支撑压电感应振荡片。当压电感应振荡片设有与有效工作区外部的压电感应薄膜(或其他膜层)连接的部分时，即如果压电感应振荡片有其他的结构作为支撑，第二牺牲层中可以不形成支撑柱，第二牺牲层42可以为完整的薄膜。
当有效工作区的一部分设有第二牺牲层42时，第二牺牲层42可以为完整的薄膜，也可以带有第二凹槽420。
参照图13和图14，执行步骤S22，形成压电感应薄膜102A，覆盖第二牺牲层42、第二电极103、第一衬底10，图形化压电感应薄膜102A，形成压电感应振荡片102，压电感应振荡片102覆盖第二牺牲层42。
在第二牺牲层42、第二电极103、第一衬底10形成厚度为10纳米-2微米的压电感应薄膜102A，形成压电感应薄膜102A的方法可以采用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积。压电感应薄膜102A的材料参照前文。
图形化压电感应薄膜102A，形成压电感应振荡片102，压电感应振荡片102覆盖第二牺牲层42，本实施例中，压电感应振荡片102的形状为不规则多边形，且多边形的任意两条边不平行，其他实施例中，压电感应振荡片的形状可以为圆形或椭圆形。本实施例中，利用干法刻蚀工艺形成压电感应振荡片102。具体为，刻蚀掉压电感应振荡片102外周的设定宽度的压电感应薄膜102A，使压电感应振荡片102的外周形成环绕压电感应振荡片102的隔离空间401。形成隔离空间401的作用为，当声波传播到压电感应振荡片102的边界时，与隔离空间401的气体界面形成反射，将声波反射回压电感应振荡片102中，减少声波的横向泄露。在其他实施例中，可以不形成隔离空间，或者隔离空间不是封闭的环形，即压电感应振荡片102和外部的压电感应薄膜102A有连接的区域。
参照图15和图16，执行步骤S23，形成第一牺牲薄膜41A，覆盖压电感应振荡片102及压电感应振荡片的外周，图形化第一牺牲薄膜41A，形成第一牺牲层41，第一牺牲层41位于有效工作区中。
在压电感应振荡片102、隔离空间401中以及隔离空间401外周的压电感应薄膜上形成第一牺牲薄膜41A，第一牺牲薄膜41A的材料和形成方法参照第二牺牲薄膜42A的材料和形成方法，此处不再赘述。图形化第一牺牲薄膜41A，形成第一牺牲层41，第一牺牲层41位于有效工作区中，第一牺牲层41的结构和位置参照第二牺牲层42。不同的是，无论压电感应振荡片102是否设有与有效工作区外部的压电感应薄膜(或其他膜层结构)连接的部分，第一牺牲层41均可以为完整的薄膜。因为后续步骤中，第一电极设有延伸出压电感应振荡片外部的部分，第一电极不需要压电感应振荡片的支撑。当第一电极的边界位于压电感应振荡片的边界内，需要压电感应振荡片支撑第一电极时，第一牺牲层中需要形成第一凹槽的情况参照第二牺牲层的描述。
参照图17和图18，执行步骤S03，在叠层结构上形成第一电极101。
本实施例中，形成的第一导电薄膜101A覆盖第一牺牲层41、压电感应振荡片102，以及压电感应振荡片102外部的压电感应薄膜，第一导电薄膜101A的材料和形成方法参照第二导电薄膜102A的材料和形成方法。图形化第一导电薄膜101A，以形成第一电极101，第一电极101延伸出压电感应振荡片102的边界，搭接在隔离空间外部的压电感应薄膜上(在其他实施例中，也可以搭接在其他的膜层上)。
参照图19，执行步骤S04，去除第一牺牲层41，以形成位于压电感应振荡片102和第一电极101之间的第一间隙411，去除第二牺牲层42，以形成位于压电感应振荡片102和第二电极103之间的第二间隙412；第一电极101、压电感应振荡片102、第二电极103在垂直于第一衬底10表面方向上设有重叠的区域，第一间隙411和/或第二间隙412位于重叠的区域内，重叠的区域定义为有效工作区。
具体地，去除第一牺牲层或第二牺牲层的方法包括：通过气相化学反应将第一牺牲层或第二牺牲层转化成为挥发性气体排出，或者通过液态化学反应将第一牺牲层或第二牺牲层溶解于溶液排出。本实施例中，去除第一牺牲层41的方法为：在第一电极101上形成贯穿第一电极101的多个通孔413，暴露出第一牺牲层，通过通孔413将第一牺牲层41去除。根据选择的第一牺牲层41的材料，采用相对应的去除方法，比如当第一牺牲层41的材料为聚酰亚胺或光阻剂时，采用灰化的方法去除，灰化的方法具体为在250摄氏度的温度下，通过通孔413的氧与第一牺牲层41发生化学反应，生成气体物质挥发掉，当第一牺牲层41的材料为低温二氧化硅时，用氢氟酸溶剂和低温二氧化硅发生反应去除。
本实施例中，第一牺牲层41的材料和第二牺牲层42的材料相同，且第二牺牲层42的部分边界与压电感应振荡片的边界重合，即第一牺牲层41和第二牺牲侧42通过隔离空间的牺牲材料相连接，在去除第一牺牲层41时第二牺牲层42也同时被去除，需要说明的是，我们将填充在隔离空间中的牺牲薄膜定义为第三牺牲层。本实施例中，隔离空间401中的牺牲薄膜是在形成第一牺牲薄膜时同时填充的，在其他实施例中，第三牺牲层可以单独形成。当第一牺牲层和第二牺牲层没有相连接的部分，或者第一牺牲层和第二牺牲层采用不同的牺牲材料时，需要分别去除。
参考图20，去除第一牺牲层41、第二牺牲层42后，在第一电极101上表面形成填充材料，将通孔413的上半部分密封。
填充材料可以是导电材料或者非导电材料，填充材料的形成方法包括物理或化学气相沉积以及液体旋镀固化等，如物理气相沉积、化学气相沉积、溶液旋镀及固化。
参考图21，在另一个实施例中，在形成第二牺牲层后，在第二牺牲层的外周形成第二介质层50，第二介质层50覆盖第一衬底10、第二电极103、第二牺牲层，对第二介质层50进行平坦化工艺，使第二介质层50的上表面和第二牺牲层的上表面齐平。在形成压电感应薄膜时，压电感应薄膜的底面是齐平的。另外在图形化压电感应薄膜形成压电感应振荡片时，去除压电感应振荡片外周的压电感应薄膜，在距离压电感应振荡片外周设定距离的区域外形成第一介质层40，第一介质层覆盖第二介质层50，第一介质层40的表面和压电感应震荡片的表面齐平，其他参照上一实施例。
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 (22)
1.一种薄膜压电声波谐振器，其特征在于，包括：
从上至下依次叠层的第一电极、压电感应振荡片和第二电极；
所述第一电极、压电感应振荡片和第二电极在垂直于所述压电感应振荡片表面的方向上设有重叠的区域；
在所述重叠的区域内，所述压电感应振荡片与所述第一电极之间设有第一间隙；和/或，
所述压电感应振荡片与所述第二电极之间设有第二间隙；
所述第一电极和所述第二电极之间、所述压电感应振荡片的外周设有第一介质层，且所述压电感应振荡片的外周与所述第一介质层之间设有隔离空间。
2.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一间隙或所述第二间隙的高度为10纳米至10微米。
3.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一间隙或所述第二间隙为封闭的空间。
4.如权利要求3所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述封闭的空间中填充有第一气体。
5.如权利要求4所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一气体包括氮气、惰性气体或空气。
6.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电感应振荡片的部分边界暴露在空气中，所述第一间隙或所述第二间隙通过所述部分边界与外部空气相通。
7.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电感应振荡片和所述第一电极之间设有第一柱体，所述第一柱体将所述第一间隙分割为密封或相通的多个第一子间隙和/或，
所述压电感应振荡片和所述第二电极之间设有第二柱体，所述第二柱体将所述第二间隙分割为密封或相通的多个第二子间隙。
8.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述隔离空间与所述第一间隙相通或不通；和/或，
所述隔离空间与所述第二间隙相通或不通。
9.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述隔离空间为密封空间或所述隔离空间与外部空气相通。
10.如权利要求9所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第一间隙和所述第二间隙通过所述隔离空间相通。
11.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第二电极下方设有第一基板，所述第二电极与所述压电感应振荡片之间设有第二间隙；所述第一电极与所述压电感应振荡片之间设有第一间隙。
12.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第二电极下方设有第二基板，所述第二基板设有第一空腔，所述重叠的区域位于所述第一空腔上方、所述第一空腔边界围成的区域内，所述第一电极与所述压电感应振荡片之间设有第一间隙。
13.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述第二电极下方设有第三基板，所述第三基板中设有布拉格反射层，所述重叠的区域位于所述布拉格反射层上方、所述布拉格反射层边界围成的区域内，所述第一电极与所述压电感应振荡片之间设有第一间隙。
14.如权利要求1所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电感应振荡片的边界与所述重叠的区域的边界重合。
15.如权利要求12所述的薄膜压电声波谐振器，其特征在于，所述压电感应振荡片为多边形，且所述多边形的任意两条边不平行。
16.一种薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，包括：
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成第二电极；
在所述第二电极上形成叠层结构，所述叠层结构包括：压电感应振荡片和至少位于所述压电感应振荡片上表面的第一牺牲层；和/或，位于所述压电感应振荡片下表面的第二牺牲层；
在所述叠层结构上形成第一电极；
去除所述第一牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第一电极之间的第一间隙；和/或，
去除所述第二牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第二电极之间的第二间隙；
所述第一电极、所述压电感应振荡片、所述第二电极在垂直于所述第一衬底表面方向上设有重叠的区域，所述第一间隙和/或所述第二间隙位于所述重叠的区域内，所述重叠的区域定义为有效工作区；
所述叠层结构包括：压电感应振荡片、位于所述压电感应振荡片下表面的所述第二牺牲层，形成所述叠层结构包括：
形成第二牺牲薄膜，覆盖所述第二电极、所述第一衬底，图形化所述第二牺牲薄膜，形成所述第二牺牲层，所述第二牺牲层位于所述有效工作区中；
形成压电感应薄膜，覆盖所述第二牺牲层、所述第二电极、所述第一衬底，图形化所述压电感应薄膜，形成所述压电感应振荡片，所述压电感应振荡片覆盖所述第二牺牲层；
所述叠层结构还包括：位于所述压电感应振荡片上表面的所述第一牺牲层，形成所述叠层结构还包括：
形成所述压电感应振荡片后，形成第一牺牲薄膜，覆盖所述压电感应振荡片和所述压电感应振荡片的外部区域，图形化所述第一牺牲薄膜，形成所述第一牺牲层，所述第一牺牲层位于所述有效工作区中；
所述叠层结构还包括：位于所述压电感应振荡片边界外周的第三牺牲层，形成所述第三牺牲层包括：
形成所述压电感应振荡片后，形成第一牺牲薄膜之前还包括：形成第一介质层，覆盖所述压电感应振荡片、所述第二电极、所述第一衬底；
去除所述压电感应振荡片外周的设定宽度的所述第一介质层，以在所述压电感应振荡片和所述第一介质层之间形成隔离空间；
形成所述第一牺牲薄膜，覆盖所述压电感应振荡片、所述第一介质层，所述隔离空间，所述隔离空间内的所述第一牺牲薄膜为第三牺牲层。
17.如权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述叠层结构包括：压电感应振荡片，位于所述压电感应振荡片上表面的所述第一牺牲层，形成所述叠层结构包括：
形成压电感应薄膜，覆盖所述第二电极、所述第一衬底；
图形化所述压电感应薄膜，形成所述压电感应振荡片，所述压电感应振荡片覆盖所述第二电极；
形成第一牺牲薄膜，覆盖所述压电感应振荡片和所述压电感应振荡片的外部区域，图形化所述第一牺牲薄膜，形成所述第一牺牲层，所述第一牺牲层位于所述有效工作区中。
18.如权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，形成所述第一牺牲薄膜或所述第二牺牲薄膜的方法包括气相物理沉积、气相化学沉积或溶液旋镀及固化。
19.如权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第一牺牲层和/或所述第二牺牲层的厚度为10纳米-1微米。
20.如权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述图形化所述第二牺牲薄膜，形成所述第二牺牲层还包括：
图形化所述第二牺牲薄膜，形成贯穿所述第二牺牲薄膜的至少一第二凹槽，以形成带有所述至少一第二凹槽的所述第二牺牲层；
所述形成压电感应薄膜还包括：
形成压电感应薄膜，覆盖所述至少一第二凹槽。
21.如权利要求20所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征在于，所述第二凹槽为多个，多个所述第二凹槽之间相互隔离或相互交织。
22.如权利要求16所述的薄膜压电声波谐振器的制造方法，其特征为去除所述第一牺牲层或所述第二牺牲层的方法包括：通过气相化学反应将所述第一牺牲层或所述第二牺牲层转化成为挥发性气体排出，或者通过液态化学反应将所述第一牺牲层或所述第二牺牲层溶解于溶液排出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911095714.4A CN112787613B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911095714.4A CN112787613B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112787613A CN112787613A (zh) | 2021-05-11 |
| CN112787613B true CN112787613B (zh) | 2024-06-18 |
Family
ID=75749761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911095714.4A Active CN112787613B (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112787613B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112994639A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法及滤波器 |
| CN116979925A (zh) * | 2023-08-10 | 2023-10-31 | 浙江星曜半导体有限公司 | 薄膜体声波谐振器及其制备方法、滤波器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548935A1 (en) * | 2003-12-24 | 2005-06-29 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | Micromachined film bulk acoustic resonator |
| CN103607178A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-02-26 | 诺思（天津）微***有限公司 | 薄膜体波谐振器及提高其品质因数的方法 |
| CN109714016A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 安华高科技股份有限公司 | 体声波谐振器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142850A2 (en) * | 2010-01-22 | 2011-11-17 | The Regents Of The University Of California | Etchant-free methods of producing a gap between two layers, and devices produced thereby |
| KR102369434B1 (ko) * | 2017-04-19 | 2022-03-03 | 삼성전기주식회사 | 체적 음향 공진기 및 이의 제조방법 |
| CN110401428B (zh) * | 2018-04-25 | 2023-04-28 | 芯知微(上海)电子科技有限公司 | 薄膜体声波谐振器及其制造方法 |
-
2019
- 2019-11-11 CN CN201911095714.4A patent/CN112787613B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548935A1 (en) * | 2003-12-24 | 2005-06-29 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | Micromachined film bulk acoustic resonator |
| CN103607178A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-02-26 | 诺思（天津）微***有限公司 | 薄膜体波谐振器及提高其品质因数的方法 |
| CN109714016A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 安华高科技股份有限公司 | 体声波谐振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112787613A (zh) | 2021-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112039465B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| CN112039467B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| WO2021012923A1 (zh) | 薄膜体声波谐振器及其制作方法 | |
| CN112039472B (zh) | 一种薄膜声波滤波器及其制造方法 | |
| CN112039466B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| JP7138988B2 (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| CN112039471B (zh) | 薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| JP7194476B2 (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| CN112039469B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
| US20230198498A1 (en) | Thin-film bulk acoustic wave resonator, forming method, and filter | |
| CN112039470B (zh) | 薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
| CN112039476B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法及滤波器、电子设备 | |
| CN112787613B (zh) | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 | |
| US20220294414A1 (en) | Thin film piezoelectric acoustic wave resonator and manufacturing method therefor, and filter | |
| CN112039477B (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| CN112994638B (zh) | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法 | |
| WO2022057769A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器及其制造方法和滤波器 | |
| WO2022057768A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
| WO2022057767A1 (zh) | 一种薄膜体声波谐振器的制造方法 | |
| CN113131896B (zh) | 一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法及滤波器 | |
| WO2022057466A1 (zh) | 薄膜体声波谐振器、其制造方法及滤波器 | |
| JP7194475B2 (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| CN113938108A (zh) | 薄膜体声波谐振器及其制造方法 | |
| JP7199758B2 (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム | |
| JP7199757B2 (ja) | バルク音響波共振器及びその製造方法並びにフィルタ、無線周波数通信システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220207 Address after: 201607 No. 32, Zhongnan Road, Maogang Town, Songjiang District, Shanghai Applicant after: Xinzhiwei (Shanghai) Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: 201204 room P316, 4 building, 298 Lian Zhen Road, Pudong New Area, Shanghai. Applicant before: SHANGHAI JADIC OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |