CN114614789A - 一种体声波谐振器、滤波器、通信设备及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容提供一种体声波谐振器，其包括一空腔，所述空腔形成在衬底中或形成在衬底上的一支撑层中；一下电极、一压电层和一上电极；所述下电极、所述压电层和所述上电极的重叠区域构成一三明治结构；以所述衬底上表面作为投影表面，在所述三明治结构中，所述下电极在所述投影表面上的投影形状与所述空腔在所述投影表面上的投影形状不完全重合，且所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状内至少有二个彼此独立的区域，所述独立区域分别由所述空腔的部分轮廓线构成所述独立区域的外轮廓线和所述下电极的部分轮廓线构成所述独立区域的内轮廓线。所述谐振器能提高器件的性能，以及降低工艺难度，提高产品良率，进而提高通信设备的性能。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种滤波器及其制造方法，更具体而言，涉及一种带有薄膜体声波谐振器(FBAR)的通信设备及其制造方法。
背景技术
随着通信技术的发展，便携式及其他类型的通信设备中包括用于发送和/或接收信号的滤波器。所述滤波器根据不同的应用可以使用多种不同类型的声波谐振器，例如薄膜体声波谐振器(FBAR)、固态谐振器(SMR)、耦合谐振器滤波器(CRF)、体声谐振器(SBAR)和双体声谐振器(DBAR)等等。
现有技术中，薄膜体声波谐振器(FBAR)更适合于便携式通信装置，其与标准的集成制造技术兼容。如图1所示现有薄膜体声波谐振器(FBAR)通常结构为包括衬底1、形成在衬底中的空腔2、下电极3、上电极5以及夹在上下电极之间的压电层4。其中所述上下电极和压电层形成“三明治”结构。在输入电信号施加在上下电极之间的情况下，逆向压电效应使得所述压电层由于压电材料的极化而机械地膨胀或收缩。随着输入电信号随时间变化，所述压电层的膨胀和收缩产生沿各种方向传播的声波，并且通过压电效应被转换为电信号。
现有技术中如图2所示，所述“三明治”结构中所述下电极3全面覆盖在所述空腔2上，从而导致所述三明治结构与薄膜体声波谐振器(FBAR)的所述空腔2外的衬底接触面积较大，所述薄膜体声波谐振器(FBAR)在工作过程中，有相当多的能量沿着边界重叠部分向外泄露，从而影响产品的质量因子和性能。
进一步的，为了释放牺牲层以形成空腔2，以及为了减少释放孔对所述三明治结构的影响，需要将释放孔7设置为略偏离空腔的位置，如图3所示，从而需要额外增加释放通道6来将释放孔7延伸至空腔内，这样一方面导致了工艺难度增加，一方面导致空腔材料释放不干净。
本公开内容针对上述技术问题，设计出了一种新颖的薄膜体声波谐振器(FBAR)结构，其能更好解决现有器件结构设计对于薄膜体声波谐振器(FBAR)性能的有害影响，提高滤波器的性能；以及降低工艺难度，提高产品良率，进而提高通信设备的性能。
发明内容
在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本公开内容的一方面提供一种体声波谐振器，其包括一空腔，所述空腔形成在衬底中或形成在衬底上的一支撑层中；一下电极、一压电层和一上电极；所述下电极、所述压电层和所述上电极的重叠区域构成一三明治结构；以所述衬底上表面作为投影表面，在所述三明治结构中，所述下电极在所述投影表面上的投影形状与所述空腔在所述投影表面上的投影形状不完全重合，且所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状内至少有二个彼此独立的区域，所述独立区域分别由所述空腔的部分轮廓线构成所述独立区域的外轮廓线和所述下电极的部分轮廓线构成所述独立区域的内轮廓线。
进一步的，所述空腔和所述下电极的形状在所述投影表面上的投影形状选自不规则图形或者规则图形。
进一步的，其中所述空腔投影形状和所述下电极投影形状均为多边形。
进一步的，其中所述下电极投影形成的多边形各边均与所述空腔投影形成的多边形的两条边相交。
进一步的，其中所述下电极的各边在所述空腔上表面所在平面上均存在搭设在所述空腔外的所述衬底上表面的部分或者搭设在所述空腔外的所述支撑层上表面的部分。
进一步的，所述规则图形选自三角形、矩形、五边形、六边形和八边形。
进一步的，所述下电极的投影形状相较所述空腔的投影形状而言，以其中心位置为轴顺时针或者逆时针旋转形成所述投影形状呈部分覆盖的形态。
进一步的，所述下电极投影形状的各边和所述空腔投影形状的各边在所述投影平面上形成夹角θ，其取值范围为90°<θ<180°。
进一步的，其中所述夹角θ取值范围为110°<θ<160°。
进一步的，其中所述压电层上对应于未被所述下电极覆盖的所述空腔的位置处具有释放孔。
进一步的，其中所述上电极与所述下电极的投影形状相同或不同。
进一步的，其中在所述上电极上进一步形成钝化层。
根据本公开内容的另一方面提供一种体声波谐振器的制造方法，其包括：提供衬底，在所述衬底中刻蚀形成空腔，且在空腔中沉积一牺牲层，或者在所述衬底上沉积支撑层，在所述支撑层中刻蚀形成空腔，且在所述空腔中沉积一牺牲层，并平坦化所述牺牲层；沉积一下电极层，刻蚀所述下电极层形成前述中任一所述的下电极：沉积一压电层和一上电极层。
进一步的，沉积钝化层，在所述上电极上形成所述钝化层，刻蚀所述钝化层和所述上电极；或者刻蚀所述钝化层、上电极层、压电层和下电极层。
进一步的，在未被所述下电极覆盖的所述牺牲层位置对应的压电层或牺牲层上，进行刻蚀形成释放孔，进而通过所述释放孔去除所述牺牲层。
根据本公开内容的另一方面提供一种滤波器，其包括至少一个前述中的体声波谐振器。
进一步的，至少一个所述谐振器的所述上电极上适应性形成的质量负载层。进一步的，形成键合层。
进一步的，将一盖片与所述键合层键合形成封装。
根据本公开内容的另一方面提供一种滤波器的制造方法，其所述滤波器包括至少一个谐振器，所述至少一个谐振器包括前述谐振器的制造方法。
进一步的，沉积所述钝化层之前在至少一个所述谐振器的所述上电极层上进一步沉积一质量负载层，通过剥离工艺在所述上电极层上适应性形成质量负载层。
进一步的，通过重复沉积、剥离工艺形成多层复合结构的质量负载层。
进一步的，沉积键合材料，通过剥离工艺形成键合层。
进一步的，包括将所述键合层与一盖片键合。
进一步的，包括通过研磨减薄完成封装。
根据本公开内容的另一方面提供一种通信设备，其包括如上所述的滤波器。
本公开内容的方案至少能有助于实现如下效果之一：减少薄膜体声波谐振器(FBAR)在工作过程中横向和纵向的能量泄露，提高产品的质量因子和性能，改善机电耦合系数Kt值，降低工艺难度，提高产品良率，降低制造成本。
附图说明
参照附图下面说明本公开内容的具体内容，这将有助于更加容易地理解本公开内容的以上和其他目的、特点和优点。附图只是为了示出本公开内容的原理。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
图1-3示出了现有技术中的薄膜体声波谐振器(FBAR)的结构示意图；
图4-6示出了根据第一实施方案的谐振器的结构和工艺流程的示意图；
图7a-16示出了根据第一实施方案的谐振器的结构和工艺流程的示意图；
图17-18示出了根据第二实施方案的谐振器的结构示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开内容的示例性公开内容进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实现本公开内容的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实现本公开内容的过程中可以做出很多特定于本公开内容的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着本公开内容的不同而有所改变。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开内容，在附图中仅仅示出了与根据本公开内容的方案密切相关的器件结构，而省略了与本公开内容关系不大的其他细节。
应理解的是，本公开内容并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。本文中，在可行的情况下，不同实施方案之间的特征可替换或借用、以及在一个实施方案中可省略一个或多个特征。
第一实施方案
参见图4-6示出本公开内容声波滤波器结构的第一实施方案，其中相同的附图标记表示相同的部件。其中图4是本实施方案滤波器的结构的俯视图，图5是沿着图4中A-A剖面的剖视图。
提供一衬底，在所述衬底100中形成有由空腔200构成的声波反射区域。所述衬底可以是例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、玻璃、蓝宝石、氧化铝、SiC等与所述半导体工艺兼容的材料形成。所述空腔可以通过刻蚀形成。
在所述衬底100上形成部分覆盖所述声波反射区域的下电极层300，所述下电极300可以为单层或多层。所述部分覆盖所述声波反射区域的所述下电极300在所述衬底100上表面作为投影平面上的投影形状与所述空腔200在所述衬底100上表面上的投影形状可为各种形状，较优的所述投影形状均为多边形，且所述投影形状相互不完全重合，所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状至少有二个彼此独立的区域，所述独立区域分别由所述空腔的部分轮廓线构成所述独立区域的外轮廓线和所述下电极的部分轮廓线构成所述独立区域的内轮廓线。所述外轮廓线和内轮廓线是指以复合投影形状的中心为参考点来进行定义的，也就是说对于构成所述独立区域中的轮廓线而言，以其离复合投影形状的中心较远的定义为外轮廓线，以其离复合投影形状的中心较近的定义为内轮廓线。
应当指出的是，所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状至少有三个彼此独立的区域为更优的设置，其为后续释放孔的设置，空腔填充材料的释放和去除干净提供了更快速和可靠的保障。
进一步的，至少所述下电极投影形成的多边形的各边与所述空腔投影形成的多边形的两条边均相交。
进一步的，所述下电极300在所述衬底100的上表面所在平面上均存在搭设在空腔200外的所述衬底100上表面的部分。
可以理解的是，本公开不对所述空腔200构成的声波反射区域和所述下电极300的形状做进一步的限定。所述空腔200和所述下电极300的形状在所述衬底下表面上的投影形状可以是不规则图形、或者三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等规则多边形。
优选地，本公开中所述空腔200和所述下电极300在所述衬底100下表面上的投影形状均为五边形，二者的轮廓中心位置相同，且所述下电极300在所述衬底100上表面上投影形成的五边形相较所述空腔200在所述衬底100上表面上投影形成的五边形而言，以其中心位置为轴顺时针或者逆时针旋转形成部分覆盖所述空腔投影形状的形态。具体地，参见图6所示，所述空腔200在所述衬底100上表面上投影形成的五边形的各边和所述下电极300在所述衬底100上表面上投影形成的五边形的各边在所述衬底100上表面所在投影平面的四个象限上形成的夹角θ，其取值范围为90°<θ<180°。更优选的，所述夹角θ，其取值范围为110°<θ<160°。
参见图6所示，由于所述空腔200没有被所述下电极300完全覆盖，因此可以在空腔200未被所述下电极300覆盖的区域竖直设置释放孔201，无需额外添加释放通道，从而能减少空腔填充材料释放不干净的可能性，降低工艺难度，节约经济成本。更重要的是，减少谐振器/滤波器能量横向以及纵向的泄露，提高产品的质量因子以及改善机电耦合系数Kt值。
在所述下电极300上形成的压电层400，所述压电层400也可以延伸覆盖在所述下电极300、所述空腔200和所述衬底100上。以及设置在所述压电层400上的上电极500，所述上电极500可以为单层或多层。所述上/下电极可以由一种或多种导电材料形成，例如与包括钨(W)、钼(Mo)、铱(Ir)、铝(Al)，铂(Pt)、钌(Ru)、铌(Nb)或铪(Hf)等半导体工艺兼容的各种金属。所述上电极与所述下电极的材料可以相同或不同。所述压电层400可以由例如氮化铝(AlN)、掺杂氮化铝或锆酸钛酸盐(PZT)等与半导体工艺兼容的任何压电材料形成。其中所述压电层上对应于未被所述下电极覆盖的所述空腔的位置处具有释放孔。所述声波反射区域上方的上电极、压电层和下电极重叠部分构成所述声波谐振器的三明治结构。
在所述上电极500上适应性形成质量负载600，然后再形成钝化层700和键合层900(参见图16)，键合层材料可以是例如Au，也可以是其他适宜键合的材料。再通过键合层900与盖片800(cap wafer)键合、减薄，形成器件封装。
可以理解的是，上述滤波器器件结构中的形成有由空腔200构成的声波反射区域的所述衬底100，在所述衬底100上形成部分覆盖所述声波反射区域的下电极层300，在所述下电极300上形成的压电层400，设置在所述压电层400上的上电极500，构成体声波谐振器。必要时所述体声波谐振器可单独沉积钝化层700以构成独立器件。基于本公开第一实施方式的滤波器器件结构，如图7a-16所示下面对其制作方法做进一步的详述。
步骤一：提供一衬底100，所述衬底材料的选择如前所述，在此不再赘述。所述衬底主要起到支撑载体的作用，以Si衬底为例，其机械鲁棒性较好，可保证在加工和封装过程中比较坚固可靠。
步骤二：参见图7a和7b所示，在所述衬底100上涂布光刻胶，曝光、刻蚀所述衬底100，形成如前所述形状的空腔200，在形成所述空腔的衬底上共形沉积一牺牲层202。所述牺牲层202可选自磷硅玻璃、二氧化硅、非晶硅等能兼容后续薄膜的沉积温度，不污染工艺***，有良好刻蚀选择性和化学抛光性的薄膜材料即可。然后通过CMP等平坦化工艺去除空腔外的牺牲层，使得所述牺牲层填满所述空腔。所述空腔200在所述衬底上表面上的投影形状可以是不规则图形、或者三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等规则多边形。
步骤三：参见图8a和8b所示，然后，在所述衬底100上形成所述下电极层，应当理解的是，所述下电极层的材料不限于如前所述的电极材料，具有高声阻抗和高声速的电极材料即可。然后涂布光刻胶，曝光、刻蚀所述下电极层，所述下电极300的形状在所述衬底上表面上的投影形状可以是不规则图形、或者三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等规则多边形。其中下电极300还具有与外部电路连接的连接部301。
步骤四：参见图9a和9b所示，在所述下电极300上沉积形成一压电层400，所述压电层材料选择满足无线移动通信收发信号的带宽需求的材料即可，如前所述，优选考虑与所述半导体工艺兼容的材料例如氮化铝(AlN)或锆酸钛酸盐(PZT)。
步骤五：参见图10a和10b所示，在所述压电层400上沉积形成一上电极材料层500。
步骤六：参见图11a和11b所示，在所述上电极材料层500上沉积形成一质量负载层600，所述质量负载层可以是Mo、Al或W等。在所述质量负载层上通过涂胶、曝光、显影，然后用剥离工艺(LIFT OFF)去除多余质量负载层材料，以便在至少一个所述谐振器的所述上电极层上进一步沉积一质量负载层。可以理解的是，所述质量负载层可以通过多次重复上述步骤形成多层复合的质量负载。
步骤七：参见图12a和12b所示，进一步沉积钝化层材料700，所述钝化层材料可以是AlN等材料。
步骤八：参见图13a和13b所示，在所述钝化层材料上涂布光刻胶，曝光、显影、刻蚀钝化层、上电极层进而实现上电极的制备。可以理解的是，也可以在步骤三中不对下电极层进行刻蚀，而在刻蚀上电极时，同时刻蚀压电层和下电极层，使得由上电极、下电极和压电层构成的三明治结构在投影平面上的轮廓形状和设置方式如前所述。所述上电极在投影平面上的轮廓形状可与所述下电极在投影平面上的轮廓形状相同。步骤九：参见图14a和14b所示，在未被下电极300覆盖的牺牲层202位置对应的压电层400上，进行刻蚀形成释放孔201。可以理解的是，当刻蚀上电极层的同时刻蚀压电层和下电极层时，在未被下电极300覆盖的牺牲层202位置进行刻蚀形成释放孔201。
步骤十：参见图15a和15b所示，通过所述释放孔201实现牺牲层202的去除，形成空腔200。具体的，根据牺牲层的材料，可以采用氧化或者选择性刻蚀的方法来去除牺牲层202。
步骤十一：参见图16所示，在去除牺牲层的衬底上涂覆光刻胶，曝光、显影后，沉积键合材料，例如Au。然后通过剥离工艺，将其他区域的光刻胶及其上的Au剥离，形成键合层900，再通过键合层900与盖片800(cap wafer)键合。
步骤十二：将完成键合的器件进行减薄研磨(grinding)，形成封装。
可以理解的是，所述体声波谐振器的制造方法，根据其具体的层结构参照上述滤波器的制造方法进行制备即可，在此不再赘述。
第二实施方案
附图17-18本公开含声波谐振器的结构的第二实施方案，其中相同的附图标记表示相同的部件。
提供一衬底100，所述衬底100可以是例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、玻璃、蓝宝石、氧化铝、SiC等与所述半导体工艺兼容的材料形成。
在所述衬底100上形成支撑层101，通过刻蚀所述支撑层101形成空腔200构成声波反射区域。
在所述支撑层101上形成部分覆盖所述声波反射区域的下电极300，所述下电极300可以为单层或多层。所述部分覆盖所述声波反射区域的所述下电极300在所述衬底上表面作为投影平面上的投影形状与所述空腔200在所述衬底上表面作为投影平面上的投影形状可为各种形状，较优的均为多边形且相互不完全重合，所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状至少有二个彼此独立的区域，所述独立区域分别由所述空腔的部分轮廓线构成所述独立区域的外轮廓线和所述下电极的部分轮廓线构成所述独立区域的内轮廓线。所述外轮廓线和内轮廓线是指以复合投影形状的中心为参考点来进行定义的，也就是说对于构成所述独立区域中的轮廓线而言，以其离复合投影形状的中心较远的定义为外轮廓线，以其离复合投影形状的中心较近的定义为内轮廓线。
应当指出的是，所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状至少有三个彼此独立的区域为更优的设置，其为后续释放孔的设置，空腔填充材料的释放和去除干净提供了更快速和可靠的保障。
进一步的，所述下电极投影形成的多边形的各边与所述空腔投影形成的多边形的两条边均相交。
进一步的，所述下电极300在所述支撑层101的上表面所在平面上均存在搭设在所述支撑层101上表面的部分。
可以理解的是，本公开不对所述空腔200构成的声波反射区域和所述下电极300的形状做进一步的限定。所述空腔200和所述下电极300的形状在所述衬底上表面上的投影形状可以是不规则图形、或者矩形、五边形等规则多边形。
优选地，本公开中所述空腔200和所述下电极300在所述衬底上表面上的投影形状均为五边形，二者的轮廓中心位置相同，且所述下电极300在所述衬底表面上投影形成的五边形相较所述空腔在所述衬底上表面上投影形成的五边形而言，以其中心位置为轴作顺时针或者逆时针旋转形成部分覆盖的形态。具体地，所述空腔200在所述衬底上表面上投影形成的五边形的各边和所述下电极300在所述衬底上表面上投影形成的五边形的各边在所述衬底上表面所在平面的四个象限上形成的夹角θ，其取值范围为90°<θ<180°。更优选的，所述夹角θ，其取值范围为110°<θ<160°。
进而由于所述空腔200没有被所述下电极300完全覆盖，因此可以在空腔200未被所述下电极300覆盖的区域竖直设置释放孔201，无需额外添加释放通道，从而能减少空腔填充材料释放不干净的可能性，降低工艺难度，节约经济成本。更重要的是，减少谐振器/滤波器能量横向以及纵向的泄露，提高产品的质量因子以及改善机电耦合系数Kt值。
在所述下电极300上形成的压电层400，以及设置在所述压电层400上的上电极500，所述上电极500可以为单层或多层。所述上/下电极可以由一种或多种导电材料形成，例如与包括钨(W)、钼(Mo)、铱(Ir)、铝(Al)，铂(Pt)、钌(Ru)、铌(Nb)或铪(Hf)等半导体工艺兼容的各种金属。所述上电极500与所述下电极300的材料可以相同或不同。所述压电层400可以由例如氮化铝(AlN)、掺杂氮化铝或锆酸钛酸盐(PZT)等与半导体工艺兼容的任何压电材料形成。其中所述压电层上对应于未被所述下电极覆盖的所述空腔的位置处具有释放孔。所述声波反射区域上方的上电极500、压电层400和下电极300重叠部分构成所述声波谐振器的三明治结构。
可以理解的是，所述三明治结构中上电极500和所述压电层400在所述衬底100上的投影可以落在所述下电极300在所述衬底100上的投影内，或者与所述下电极300在所述衬底上的投影重叠等。
在所述上电极500上适应性形成质量负载层600，然后再在上电极/质量负载层上形成钝化层700和键合层900，例如Au。再通过键合层与盖片800(cap wafer)键合，形成器件封装。
可以理解的是，可以将上述滤波器器件结构中的衬底100，形成空腔200构成声波反射区域的所述支撑层101，在所述支撑层101上形成部分覆盖所述声波反射区域的下电极层300，在所述下电极300上形成的压电层400，设置在所述压电层400上的上电极500，构成体声波谐振器。必要时所述体声波谐振器可单独沉积钝化层700以构成独立器件。
基于本公开第二实施方式的滤波器结构，其制作方法与第一实施方式中的主要区别在于器件中引入了支撑层，第二实施方式的制作方法与所述第一实施方式类似，结合图7a-16，以及对照图17-18的器件结构下面对其制作方法做进一步的详述：
步骤一：提供一衬底100，所述衬底材料的选择如前所述，在此不再赘述。所述衬底主要起到支撑载体的作用，以Si衬底为例，其机械鲁棒性较好，可保证在加工和封装过程中比较坚固可靠。
步骤二：在所述衬底上形成一支撑层101，然后涂布光刻胶，曝光、刻蚀所述支撑层，形成如前所述形状的空腔200，在形成所述空腔的支撑层上共形沉积一牺牲层。所述牺牲层可选自磷硅玻璃、二氧化硅、非晶硅等能兼容后续薄膜的沉积温度，不污染工艺***，有良好刻蚀选择性和化学抛光性的薄膜材料即可。然后通过CMP等平坦化工艺去除空腔外的牺牲层，使得所述牺牲层填满所述空腔200。所述空腔200在所述衬底上表面上的投影形状可以是不规则图形、或者三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等规则多边形。
步骤三：然后，在所述支撑层101上沉积所述下电极层，应当理解的是，所述下电极层的材料不限于如前所述的电极材料，具有高声阻抗和高声速的电极材料即可。然后涂布光刻胶，曝光、刻蚀所述下电极层，形成下电极300，所述下电极300的形状在所述衬底上表面上的投影形状可以是不规则图形、或者三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等规则多边形。其中下电极300还具有与外部电路连接的连接部301。
步骤四：在所述下电极300上沉积形成一压电层400，所述压电层材料选择满足无线移动通信收发信号的带宽需求的材料即可，如前所述，优选考虑与所述半导体工艺兼容的材料例如氮化铝(AlN)或锆酸钛酸盐(PZT)。
步骤五：在所述压电层400上沉积形成一上电极材料层。
步骤六：在所述上电极材料层上沉积形成一质量负载层，所述质量负载层可以是Mo、Al或W等。在所述质量负载层上通过涂胶、曝光、显影用剥离工艺(LIFT OFF)去除多余质量负载层，以便在至少一个所述谐振器的所述上电极层上进一步沉积一质量负载层。可以理解的是，所述质量负载层可以通过多次重复上述步骤形成多层复合的质量负载层600。，
步骤七：在所述质量负载层上沉积钝化层700，所述钝化层可以是AlN等材料。
步骤八：在所述钝化层上涂布光刻胶，曝光、显影、刻蚀钝化层、质量负载层、上电极层进而实现上电极的制备。所述上电极在投影平面上的轮廓形状可与所述下电极在投影平面上的轮廓形状相同。可以理解的是，也可以在步骤三中不对下电极层进行刻蚀，而在刻蚀上电极时，同时刻蚀压电层和下电极层，使得由上电极、下电极和压电层重叠区域构成的三明治结构在投影平面上的轮廓形状和设置方式如前所述。可以理解的是可以在所述钝化层上涂布光刻胶，曝光、显影、刻蚀钝化层、质量负载层、上电极层进而实现三明治结构的制备。
步骤九：在未被下电极覆盖的牺牲层的位置上，进行刻蚀形成释放孔201。可以理解的是，当刻蚀上电极层的同时刻蚀压电层和下电极层时，在未被下电极300覆盖的牺牲层202位置进行刻蚀形成释放孔201。
步骤十：通过所述释放孔201实现牺牲层的去除，形成空腔200。
步骤十一：在去除牺牲层的衬底上涂覆光刻胶，曝光、显影后，沉积键合材料，例如Au。然后通过剥离工艺，将其他区域的光刻胶及其上的Au剥离，形成键合层900，再通过键合层与盖片800(cap wafer)键合。
步骤十二：将完成键合的器件进行减薄研磨(grinding)。
可以理解的是，所述体声波谐振器的制造方法，根据其具体的层结构参照上述滤波器的制造方法进行制备即可，在此不再赘述。
第三实施方案
一种滤波器，所述滤波器可以用于手机、个人数字助理(PDA),电子游戏设备等便携式通信设备领域中，所述滤波器可以包括上述实施方案中的声波谐振器中的任一种。
以上结合具体的实施方案对本公开内容进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本公开内容的保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本公开内容的精神和原理对本公开内容做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本公开内容的范围内。
Claims (26)
1.一种体声波谐振器，其特征在于包括：
一空腔，所述空腔形成在衬底中或形成在衬底上的一支撑层中；
一下电极、一压电层和一上电极；
所述下电极、所述压电层和所述上电极的重叠区域构成一三明治结构；
以所述衬底上表面作为投影表面，在所述三明治结构中，所述下电极在所述投影表面上的投影形状与所述空腔在所述投影表面上的投影形状不完全重合，且所述空腔和所述下电极在所述衬底上表面的复合投影形状内至少有二个彼此独立的区域，所述独立区域分别由所述空腔的部分轮廓线构成所述独立区域的外轮廓线和所述下电极的部分轮廓线构成所述独立区域的内轮廓线。
2.如权利要求1所述的体声波谐振器，所述空腔和所述下电极的形状在所述投影表面上的投影形状选自不规则图形或者规则图形。
3.如权利要求2所述的体声波谐振器，其中所述空腔投影形状和所述下电极投影形状均为多边形。
4.如权利要求3所述的体声波谐振器，其中所述下电极投影形成的多边形各边均与所述空腔投影形成的多边形的两条边相交。
5.如权利要求4所述的体声波谐振器，其中所述下电极的各边在所述空腔上表面所在平面上均存在搭设在所述空腔外的所述衬底上表面的部分或者搭设在所述空腔外的所述支撑层上表面的部分。
6.如权利要求2所述的体声波谐振器，所述规则图形选自三角形、矩形、五边形、六边形和八边形。
7.如权利要求2所述的体声波谐振器，所述下电极的投影形状相较所述空腔的投影形状而言，以其中心位置为轴顺时针或者逆时针旋转形成所述投影形状呈部分覆盖的形态。
8.如权利要求3所述的体声波谐振器，所述下电极投影形状的各边和所述空腔投影形状的各边在所述投影平面上形成夹角θ，其取值范围为90°<θ<180°。
9.如权利要求8所述的体声波谐振器，其中所述夹角θ取值范围为110°<θ<160°。
10.如权利要求1-9中任一项所述的体声波谐振器，其中所述压电层上对应于未被所述下电极覆盖的所述空腔的位置处具有释放孔。
11.如权利要求10所述的体声波谐振器，其中所述上电极与所述下电极的投影形状相同或不同。
12.如权利要求11所述的体声波谐振器，其中在所述上电极上进一步形成钝化层。
13.一种体声波谐振器的制造方法，其包括：
提供衬底，在所述衬底中刻蚀形成空腔，且在空腔中沉积一牺牲层，或者在所述衬底上沉积支撑层，在所述支撑层中刻蚀形成空腔，且在所述空腔中沉积一牺牲层，并平坦化所述牺牲层；
沉积一下电极层，刻蚀所述下电极层形成如权利要求1-10中任一所述的下电极：
沉积一压电层和一上电极层。
14.如权利要求13所述的制造方法，进一步沉积钝化层，在所述上电极上形成所述钝化层，刻蚀所述钝化层和所述上电极；或者刻蚀所述钝化层、上电极层、压电层和下电极层。
15.如权利要求13所述的制造方法，其中在未被所述下电极覆盖的所述牺牲层位置对应的压电层或牺牲层上，进行刻蚀形成释放孔，进而通过所述释放孔去除所述牺牲层。
16.一种滤波器，其包括至少一个权利要求1-15中的体声波谐振器。
17.如权利要求16所述的滤波器，其中至少一个所述谐振器的所述上电极上适应性形成的质量负载层。
18.如权利要求16或17所述的滤波器，进一步形成键合层。
19.如权利要求18所述的滤波器，进一步将一盖片与所述键合层键合形成封装。
20.一种滤波器的制造方法，其所述滤波器包括至少一个谐振器，所述至少一个谐振器包括权利要求13-15中任一项谐振器的制造方法。
21.如权利要求20所述的滤波器的制造方法，沉积所述钝化层之前在至少一个所述谐振器的所述上电极层上进一步沉积一质量负载层，通过剥离工艺在所述上电极层上适应性形成质量负载层。
22.如权利要求21所述的滤波器的制造方法，进一步通过重复沉积、剥离工艺形成多层复合结构的质量负载层。
23.如权利要求22所述的制造方法，进一步沉积键合材料，通过剥离工艺形成键合层。
24.如权利要求23所述的制造方法，进一步包括将所述键合层与一盖片键合。
25.如权利要求24所述的制造方法，进一步包括通过研磨减薄完成封装。
26.一种通信设备，其包括权利要求16-25的滤波器。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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