[發明專利]薄膜體聲波諧振器結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201310270304.5
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103296992A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 杜波;馬晉毅;米佳;江洪敏
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: H03H9/17
• 分類號: H03H9/17;H03H3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種壓電器件的制造方法，尤其涉及一種薄膜體聲波諧振器結構制造方法。

此外，本發明還涉及一種壓電器件，尤其是涉及一種薄膜體聲波諧振器結構。

背景技術

設備小型化是大勢所趨，人們期望在越來越小的設備上集成越來越多的功能。對于各種濾波設備也是如此，因此薄膜體聲波諧振器應運而生。

薄膜體聲波諧振器具有工作頻率高、插損小、帶外抑制陡峭度高、耐受功率高、體積小等眾多優點，可以滿足通信、雷達等電子系統射頻收發前端對高頻、小型化射頻濾波器的迫切需求，成為市場關注的熱點。

Q值是衡量薄膜體聲波諧振器濾波能力的重要指標。高的Q值意味著相應的薄膜體聲波諧振器的濾波能力強。Q值的高低往往由該薄膜體聲波諧振器的制造工藝決定。

現有技術中的薄膜體聲波諧振器通常包括兩個薄膜電極，并且電極之間填充有一層薄膜壓電材料。該薄膜體聲波諧振器懸空設置，當兩個薄膜電極之間加載電壓、在兩個電極之間形成電場時，薄膜壓電材料就會將部分電能轉化為波的形式的機械能。這些波以與電場相同的方向傳播，并在電極/空氣界面處以包括諧振頻率在內的某些頻率反射回來。在諧振頻率時，該薄膜體聲波諧振器可以起到一個頻率選擇的作用。利用這一個技術，可以制造在千兆范圍內應用的諧振器，其物理尺寸再直徑上小于100微米而厚度為幾個微米。

薄膜體聲波諧振器可以通過沉積工藝來制造。這種制造工藝通常用于在襯底材料上制造集成電路器件。但是在薄膜體聲波諧振器的制造時會產生獨特的困難。因為薄膜體聲波諧振器是要求懸在空氣中的，薄膜體聲波諧振器制造完畢后，需要將在該薄膜體聲波諧振器下的東西移走，以形成一個空腔。這是難度非常大的。這樣的薄膜體聲波諧振器結構難度較大。

現有技術中提到了一種方案來解決前述移走的問題。現有技術中在襯底上先形成一個凹陷的坑；再通過刻蝕技術在該坑內填充犧牲材料，使得坑被填平；之后再該襯底和該犧牲材料上方通過刻蝕技術制造該薄膜體聲波諧振器；在該薄膜體聲波諧振器上與該犧牲材料對應的地方設置若干通孔，通孔貫穿該聲諧振器；通過化學藥劑釋放該犧牲層材料，使得該犧牲材料消除。從而實現了將該薄膜體聲波諧振器懸空的這樣的結構目的。

但是上述方法仍然有多個缺點，例如：

一、該方法需要制作犧牲層材料，因此涉及到復雜的犧牲層材料釋放工藝。而犧牲材料釋放工藝過程中極易造成薄膜體聲波諧振器的相關薄膜破裂。此外，如果犧牲層釋放并不干凈，有雜質殘留的現象，這會大幅度惡化諧振器的Q值，使得Q值降低，影響薄膜體聲波諧振器的品質。

二、為了釋放犧牲層材料，該方法需要在電極中間和附近制作有犧牲層材料的釋放窗口(通孔)。這些窗口這也會惡化諧振器的Q值。

三、該方法必須進行化學機械拋光步驟，以進行薄膜表面平整化。這增加了工藝制備的難度。

綜上所述，現有技術中的薄膜體聲波諧振器結構的制造方法存在較多弊端，生產高Q值的薄膜體聲波諧振器結構的難度較大。

發明內容

鑒于現有技術中的薄膜體聲波諧振器結構的制造方法存在著制造高Q值薄膜體聲波諧振器難度較大的技術問題，有必提供能夠相對容易制造出高Q值的薄膜體聲波諧振器的薄膜體聲波諧振器結構制造方法。

同時，鑒于現有技術中薄膜體聲波諧振器結構的Q值相對較低的技術問題，也有必要提供一種Q值相對較高的薄膜體聲波諧振器結構。

本發明的具體技術方案如下：

本發明提供一種薄膜體聲波諧振器結構的制造方法，其包括步驟：于載片上形成薄膜體聲波諧振器；于襯底上形成空腔；將薄膜體聲波諧振器搭載在該空腔；形成該薄膜體聲波諧振器的電極的電連接層。

在一個進一步優化的實施方式中，還包括步驟：調整薄膜體聲波諧振器的工作頻率。

在一個進一步優化的實施方式中，所述將薄膜體聲波諧振器搭載在該空腔的步驟包括：將該載片與該襯底鍵合，該薄膜體聲波諧振器的頂電極、底電極、壓電層收容于該空腔內；將該載片和第一質量加載層分離。

在一個進一步優化的實施方式中，于載片上形成薄膜體聲波諧振器的步驟包括：在載片上依次形成離子注入層和第一質量加載層；于該質量加載層上形成底電極；于該底電極上形成壓電層，該壓電層覆蓋該底電極并延伸至該第一質量加載層；形成頂電極，該頂電極局部覆蓋該壓電層，并與該底電極具有重疊區域，該頂電極延伸至該第一質量加載層。

在一個進一步優化的實施方式中，于襯底上形成空腔的步驟包括：在該襯底上涂覆玻璃膠，形成支撐層薄膜和空腔；該該載片與該襯底鍵合的步驟還包括：將該支撐層薄膜和該第一質量加載層鍵合。