[發明專利]聲表面波諧振器及其形成方法

在審

• 申請號: 202010116392.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111313861A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 項少華;王沖;王大甲;穆苑龍;魏有晨
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H03H9/64
• 分類號: H03H9/64
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種聲表面波諧振器及其形成方法。所述聲表面波諧振器不僅設置有反射層，還設置有腔體，從而可以實現對沿著豎直方向傳播的聲波的多次反射，減少了聲波能量的損失，有利于進一步提高聲表面波諧振器的Q值。以及，反射層是和相同材料的鍵合層相互鍵合的，使得鍵合層和反射層之間更易于鍵合，并且還可以提高鍵合層和反射層之間的鍵合強度，相應的提高所形成的聲表面波諧振器的結構穩定性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種聲表面波諧振器及其形成方法。

背景技術

聲表面波諧振器(surface acoustic wave，SAW)屬于固態電子器件，其主要是利用聲-電換能器在壓電材料層上完成從電信號-聲信號-電信號的信號轉換和處理。目前，基于聲表面波諧振器具有穩定的頻率源功能和濾波功能而被廣泛應用，而隨著技術的不斷發展，對聲表面波諧振器的要求也越來越高。因此，如何進一步提高聲表面波諧振器的Q值一直是業界研究的熱點。

近年來，一種高性能聲表面波諧振器(IHP-SAW)被提出，高性能聲表面波諧振器(IHP-SAW)不但提高了Q值(可達到4000)，還提高了頻率溫度系數，從而達到溫度補償的效果。具體而言，通過在壓電材料層的下方設置周期性排布的低聲阻抗材料和高聲阻抗材料，以構成布拉格發射層，從而能有效地將泄漏的能量反射到壓電材料表面，從而達到提高Q值得目的。

如上所述的聲表面波諧振器，其壓電材料層是位于布拉格反射層上。但是，在布拉格反射層上通常是難以外延生長壓電材料層?；诖?，一種解決方案被提出，例如參考圖1所示，一種聲表面波諧振器的形成方法可包括：首先，提供具有壓電材料層30的襯底，并將布拉格反射層中的低聲阻抗材料層22形成在所述壓電材料層30上；接著，提供另一襯底10，并將高聲阻抗材料層21形成在所述另一襯底10上；接著，將兩個襯底以低聲阻抗材料層22和高聲阻抗材料層21相互面對的方向相互鍵合，如此，以在壓電材料層30的下方設置所述布拉格反射層。

然而，需要說明的是，高聲阻抗材料層21和低聲阻抗材料層22之間的鍵合難度通常較大，使得聲表面波諧振器的制備難度較大，并且會影響所形成的聲表面波諧振器的機械性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聲表面波諧振器，以解決現有的聲表面波諧振器的制備難度較大，并提高聲表面波諧振器的機械性能。

為解決上述技術問題，本發明提供一種聲表面波諧振器，包括：

襯底，所述襯底中形成有腔體；

鍵合層，形成在所述襯底上；

反射層，鍵合在所述鍵合層上并封蓋在所述腔體的上方，并且所述鍵合層和所述反射層的材料相同；

壓電材料層，形成在所述反射層上；以及，

電極，形成在所述壓電材料層上。

可選的，所述鍵合層圍繞在所述腔體的外圍，以及所述反射層封蓋所述腔體的開口并和所述鍵合層在所述腔體的外圍相互鍵合。

可選的，所述反射層的厚度等于四分之一的聲波波長，并和所述腔體構成布拉格反射器。

可選的，所述鍵合層封蓋所述腔體的開口并延伸至所述腔體的外圍，所述反射層鍵合在所述鍵合層上，并且所述反射層和所述鍵合層中還均形成有相互連通的通孔，所述鍵合層中的通孔的底部延伸至所述腔體；或者，所述襯底位于所述腔體下方的部分中形成有通孔，所述襯底中的通孔的頂部延伸至所述腔體。

可選的，所述鍵合層和所述反射層的厚度之和等于四分之一的聲波波長，并和所述腔體構成布拉格反射器。

可選的，所述鍵合層和所述反射層的材料均包括氧化硅。

另外，本發明還提供了一種聲表面波諧振器的形成方法，包括：