[發(fā)明專利]薄膜體聲波諧振器、半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610136358.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN107181470B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃河;克里夫·德勞利;朱繼光;李海艇
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發(fā)明提供一種薄膜體聲波諧振器、半導(dǎo)體器件及其制造方法，該薄膜體聲波諧振器包括：下部介電層，第一空腔結(jié)構(gòu)設(shè)置于下部介電層中，第一空腔結(jié)構(gòu)橫截面形狀為多邊形，且其至少有一對邊互相平行；上部介電層，第二空腔結(jié)構(gòu)設(shè)置于上部介電層中，其中，第二空腔結(jié)構(gòu)和第一空腔結(jié)構(gòu)相對；聲波諧振復(fù)合薄膜，設(shè)置于第一空腔結(jié)構(gòu)和第二空腔結(jié)構(gòu)之間，連續(xù)地隔離第一空腔結(jié)構(gòu)和第二空腔結(jié)構(gòu)，第一空腔結(jié)構(gòu)與第二空腔結(jié)構(gòu)上下重疊部分形成一個共同內(nèi)周，該共同內(nèi)周在聲波諧振復(fù)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。本發(fā)明的薄膜體聲波諧振器包括連續(xù)的聲波諧振復(fù)合薄膜，其不具有任何孔，具有更高的諧振性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種薄膜體聲波諧振器、半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

薄膜體聲波諧振器(Film Bulk Acoustic Resonator，簡稱FBAR)是一種新穎的基于壓電效應(yīng)的射頻MEMS器件，因其具有諧振頻率、功率和質(zhì)量靈敏度高，尺寸小以及與CMOS工藝兼容等特點，在無線通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有的薄膜體聲波諧振器的制備工藝是典型的表面微機械加工工藝，如圖1所示，在基底100中形成空腔101，并在空腔101中填充滿犧牲材料層(未示出)，在犧牲材料層上依次形成的下電極層102、聲波諧振復(fù)合薄膜103以及上電極層104，聲波諧振復(fù)合薄膜103包括壓電薄膜、粘結(jié)層和介電層；接著，形成貫穿上電極層104，聲波諧振復(fù)合薄膜103以及下電極層102的釋放孔105，以暴露犧牲材料層；之后采用濕法刻蝕去除犧牲材料層，以釋放結(jié)構(gòu)。而釋放孔105的存在，使得上電極層104、聲波諧振復(fù)合薄膜103以及下電極層102不連續(xù)，對聲波諧振復(fù)合薄膜103的整體諧振性能不利。

因此，有必要提出一種新的薄膜體聲波諧振器結(jié)構(gòu)，以改善薄膜體聲波諧振器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發(fā)明一方面提供一種薄膜體聲波諧振器，包括：

下部介電層，第一空腔結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)置于所述上部介電層中；

聲波諧振復(fù)合薄膜，設(shè)置于所述第一空腔結(jié)構(gòu)和所述第二空腔結(jié)構(gòu)之間，連續(xù)地隔離所述第一空腔結(jié)構(gòu)和所述第二空腔結(jié)構(gòu)，所述聲波諧振復(fù)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(shè)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(jié)構(gòu)與所述第二空腔結(jié)構(gòu)上下重疊部分形成一個共同內(nèi)周，該共同內(nèi)周在所述聲波諧振復(fù)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。

進(jìn)一步，所述第一空腔結(jié)構(gòu)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。

進(jìn)一步，所述第二空腔結(jié)構(gòu)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。

進(jìn)一步，所述聲波諧振復(fù)合薄膜還包括粘結(jié)層以及隔離層，所述粘結(jié)層設(shè)置于所述壓電薄膜和所述底部電極層之間，所述隔離層設(shè)置在所述底部電極層與所述粘結(jié)層之間，和/或，在所述頂部電極層與所述壓電薄膜之間。

本發(fā)明的另一方面還提供一種半導(dǎo)體器件，包括：

淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)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(yīng)位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的上方；