[發明專利]一種超高頻壓電諧振器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010010106.5
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111294007A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 孫成亮;劉婕妤;王磊;童欣;鄒楊;周杰
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/17
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

本發明屬于諧振器領域，提供一種超高頻壓電諧振器及其制備方法，解決超高頻壓電諧振器采用背部刻蝕的方式在襯底上形成空腔而造成刻蝕表面不平整、刻蝕厚度不均勻和應力集中而影響器件的性能的問題。該方法包括在襯底的上表面刻蝕出凹槽；在凹槽的表面沉積第一隔離層，第一隔離層的厚度小于所述凹槽的深度；在整個凹槽內填滿犧牲層，犧牲層的上表面與襯底層的上表面齊平；在填有犧牲層的襯底的上表面沉積第二隔離層；在第二隔離層的上表面形成壓電層；在壓電層的上表面形成電極層；在凹槽的上方形成釋放口，通過釋放口去除犧牲層形成空腔。本發明通過用兩個隔離層包圍凹槽內的犧牲層，可以避免去除犧牲層時造成刻蝕表面不平整的問題。

技術領域

本發明涉及諧振器領域，具體涉及一種超高頻壓電諧振器及其制備方法。

背景技術

隨著無線通訊的迅速發展，頻段變得越來越擁擠，為了滿足越來越龐大的市場的需求，頻段逐漸向高頻、超高頻發展。高頻段、大帶寬、高穩定的電子設備成為市場急需的產品。其中，濾波器作為無線電子通訊中必不可少的器件；而濾波器的組成成分之一的諧振器，也需要不斷更新換代，以滿足市場的需求。如今，國內外逐漸有超高頻諧振器的結構提出，新一代超高頻諧振器具有大帶寬、超高頻、超高機電耦合系數的特點獲得國內外廣泛的關注，這一性能使它成為了實現5G、6G通訊的關鍵技術，它可以適用于4-6GHz及以上的移動電話射頻濾波器。

一個產品的誕生不僅需要新的設計結構提出，更需要后端工藝逐步跟上。近年來，壓電式微機電系統(MEMS)工藝技術也在不斷發展，但針對于超高頻壓電諧振器的加工工藝還有待探究。現有的加工技術通常采用背部刻蝕的方式在襯底上形成空腔，由于襯底厚度太大，所以背部刻蝕時刻蝕的面積很大，這種工藝易造成刻蝕表面不平整、刻蝕厚度不均勻和應力集中等問題，從而導致壓電層厚度不均勻，影響器件的性能。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種超高頻壓電諧振器及其制備方法，解決超高頻壓電諧振器采用背部刻蝕的方式在襯底上形成空腔而造成刻蝕表面不平整、刻蝕厚度不均勻和應力集中等影響器件的性能的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種超高頻壓電諧振器的制備方法，包括以下步驟：

在襯底的上表面刻蝕出凹槽；

在所述凹槽的表面沉積第一隔離層，所述第一隔離層的厚度小于所述凹槽的深度；

在整個凹槽內填滿犧牲層，所述犧牲層的上表面與所述襯底層的上表面齊平；

在填有犧牲層的襯底的上表面沉積第二隔離層；

在所述第二隔離層的上表面形成壓電層；

在所述壓電層的上表面形成電極層；

在凹槽的上方形成釋放口，通過所述釋放口去除犧牲層形成空腔。

進一步地，還在襯底的上表面沉積第一隔離層，所述犧牲層的上表面與所述襯底的上表面沉積的第一隔離層的上表面齊平。

進一步地，所述第一隔離層和所述第二隔離層的材料為二氧化硅、碳化硅或氮化硅。

進一步地，所述犧牲層的材料為多晶硅。

進一步地，通過化學機械拋光使所述犧牲層的上表面與所述襯底層的上表面齊平。

進一步地，所述壓電層的材料為鈮酸鋰或鉭酸鋰。

進一步地，所述壓電層通過與所述第二隔離層鍵合形成。

進一步地，所述電極層可通過光刻技術圖案化。

進一步地，所述釋放口的形狀為圓形或多邊形。