[發(fā)明專利]一種薄膜體聲波諧振器

在審

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• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110932694A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 帥垚;王曉學;吳傳貴;羅文博
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

本發(fā)明目的在于提供一種薄膜體聲波諧振器，通過鍵合層制備結合布拉格反射層和空腔結構的體聲波諧振器，以解決薄膜體聲波諧振器難以同時獲得較大的結構強度和較好聲學反射效果的技術問題；其結構包括：自上而下依次設置的上電極、壓電層和下電極；所述下電極的下方還設置有布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層和襯底；所述襯底設置在最底層。本發(fā)明利用鍵合層將布拉格反射層與空腔結構結合，利用布拉格反射層增強結構強度、隔離缺陷，保證薄膜質(zhì)量；利用空腔增強聲波反射效果，提高器件Q值。

技術領域

本發(fā)明涉及電子元器件MEMS微細加工技術領域，尤其是涉及一種薄膜體聲波諧振器。

背景技術

隨著無線通信技術快速發(fā)展，傳統(tǒng)介質(zhì)濾波器和聲表面波濾波器難以滿足高頻化要求，新一代薄膜體聲波諧振器很好的滿足了這一要求?，F(xiàn)有技術中的薄膜體聲波諧振器主要分為布拉格反射型和空腔型。布拉格反射型的優(yōu)勢為具有較高的結構強度，空腔型的優(yōu)勢為聲波反射效果好，結構簡單。當前的壓電薄膜主要為氮化鋁膜(CN101958696)由于采用電子束沉積的方式，難以保證薄膜的晶格取向，加上在金屬電極上沉積，薄膜均勻性受電極層影響，從而影響薄膜質(zhì)量，致使器件產(chǎn)生多次諧波，影響諧振頻率，并且氮化鋁膜機電耦合系數(shù)不高，難以達到高頻要求。

采用晶圓鍵合轉(zhuǎn)移能夠獲得高質(zhì)量的壓電薄膜。選用單晶晶圓材料或者帶有高質(zhì)量外延壓電層的晶圓材料，對其進行高能離子注入，然后結合晶圓鍵合的工藝，能夠在目標襯底上轉(zhuǎn)移制備高質(zhì)量的壓電薄膜。但由于壓電薄膜厚度通常在微米甚至亞微米量級，所以鍵合層產(chǎn)生的氣泡等缺陷，會使薄膜翹起或凹陷，從而影響薄膜質(zhì)量。

因此，針對上述問題提供一種薄膜體聲波諧振器成為一種必需。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜體聲波諧振器，通過鍵合層制備結合布拉格反射層和空腔結構的體聲波諧振器，以解決薄膜體聲波諧振器無法同時兼具較大的結構強度和較好聲學反射效果的技術問題。

本發(fā)明提供的一種薄膜體聲波諧振器，包括：自上而下依次設置的上電極、壓電層和下電極；所述下電極的下方還設置有布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層和襯底；所述襯底設置在最底層。

進一步地，所述布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層自上而下的疊放順序為：布拉格反射層、鍵合層、空腔結構層。

進一步地，所述鍵合層為雙面或單面制備后形成的鍵合層。

進一步地，所述下電極為非圖形化下電極或圖形化下電極。

進一步地，所述布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層自上而下的疊放順序為：布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層；所述鍵合層為雙面制備后形成的鍵合層。

進一步地，所述布拉格反射層、空腔結構層、鍵合層自上而下的疊放順序為：空腔結構層、鍵合層、布拉格反射層。

進一步地，所述布拉格反射層包括低聲阻抗布拉格反射層和高聲阻抗布拉格反射層；所述低聲阻抗布拉格反射層設置在所述高聲阻抗布拉格反射層的上端面。

進一步地，所述布拉格反射層的設置數(shù)量為多層；多層所述布拉格反射層連續(xù)疊放設置。

進一步地，所述低聲阻抗布拉格反射層選擇Al、Ti或SiO₂材料。

進一步地，所述高聲阻抗布拉格反射層選擇Mo、W、Au、Nb、Ni、Pt、Ta、AlN、HfO₂、MgO、氧化鉭或Si₃N₄材料。

進一步地，所述鍵合層由聚合物鍵合、親水性鍵合或金屬鍵合的方式生成。

進一步地，所述聚合物鍵合采用BCB作為聚合物材料；所述親水性鍵合采用SiO₂作為親水性鍵合材料；所述金屬鍵合采用Cu、Au、Cr或Sn作為金屬鍵合材料。