[發明專利]薄膜體聲波諧振器、半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201610136358.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107181470B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 黃河;克里夫·德勞利;朱繼光;李海艇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯集成電路（寧波）有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/58
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種薄膜體聲波諧振器，其特征在于，包括：

下部介電層，第一空腔結構設置于所述下部介電層中；

上部介電層，所述上部介電層位于所述下部介電層的上方，第二空腔結構設置于所述上部介電層中；

聲波諧振復合薄膜，設置于所述第一空腔結構和所述第二空腔結構之間，連續地隔離所述第一空腔結構和所述第二空腔結構，所述聲波諧振復合薄膜包括底部電極層、壓電薄膜以及頂部電極層，所述壓電薄膜設置于所述底部電極層和所述頂部電極層之間，其中，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

2.如權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多邊形，且該多邊形至少有一對邊互相平行。

3.如權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形，且該多邊形至少有一對邊互相平行。

4.如權利要求1所述的薄膜體聲波諧振器，其特征在于，所述聲波諧振復合薄膜還包括粘結層以及隔離層，所述粘結層設置于所述壓電薄膜和所述底部電極層之間，所述隔離層設置在所述底部電極層與所述粘結層之間，和/或，在所述頂部電極層與所述壓電薄膜之間。

5.一種半導體器件，其特征在于，包括：

淺溝槽隔離結構，在所述淺溝槽隔離結構的正面形成有第一介電層；

在所述第一介電層的部分表面上形成有底部電極層，且所述底部電極層對應位于所述淺溝槽隔離結構的上方；

在所述第一介電層上形成有第二介電層，在所述第二介電層中形成有開口，所述開口暴露部分所述底部電極層，其中，所述開口的橫截面形狀為多邊形；

緊貼所述底部電極層，在所述開口的底部和側壁上以及部分所述第二介電層的表面上設置有依次層疊的壓電薄膜和頂部電極層；

第三介電層設置為覆蓋所述頂部電極層以及所述第二介電層的表面；

在所述第三介電層中形成有密封的第一空腔結構，所述第一空腔結構暴露至少部分位于所述開口底部的所述頂部電極層，所述第一空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

在所述淺溝槽隔離結構的背面上形成有第四介電層；

在所述淺溝槽隔離結構的背面，形成有依次貫穿所述第四介電層、所述淺溝槽隔離結構和所述第一介電層的密封的第二空腔結構，所述第二空腔結構與所述第一空腔結構相對，所述第二空腔結構的橫截面形狀為多邊形；

其中，聲波諧振復合薄膜包括所述底部電極層、所述壓電薄膜以及所述頂部電極層，所述第一空腔結構與所述第二空腔結構上下重疊部分形成一個共同內周，該共同內周在所述聲波諧振復合薄膜所在的平面上的投影為多邊形，該多邊形不包含任何一對相對而平行的直線段。

6.如權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，在所述第三介電層的表面上還設置有第五介電層。

7.如權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，所述第一空腔結構貫穿所述第五介電層和所述第三介電層，暴露至少部分位于所述開口底部的所述頂部電極層，在第一操作襯底的正面設置有第一鍵合層，所述第一鍵合層與所述第五介電層相鍵合，使所述第一空腔結構密封。

8.如權利要求6所述的半導體器件，其特征在于，在所述第三介電層和部分所述頂部電極層之間設置有第一覆蓋層，所述第一覆蓋層密封所述第一空腔結構，在所述第一覆蓋層、所述第三介電層和第五介電層中形成有至少一第一釋放孔，所述第一釋放孔貫穿與所述第一空腔結構對應的部分所述第一覆蓋層、所述第三介電層和所述第五介電層，通過第一密封材料密封所述第一釋放孔，并覆蓋所述第五介電層的表面。

9.如權利要求5所述的半導體器件，其特征在于，在第二操作襯底的正面設置第二鍵合層，所述第二鍵合層與所述第四介電層相鍵合，使所述第二空腔結構密封。