[發明專利]一種薄膜體聲波諧振器及其制造方法

在審

• 申請號: 202010431226.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN112039466A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 黃河;羅海龍;李偉
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司上海分公司
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H3/04;H03H9/17;H03H9/02
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張立君

本發明提供一種薄膜體聲波諧振器及其制造方法，薄膜體聲波諧振器包括：承載襯底；支撐層，鍵合于承載襯底上，支撐層圍成第一空腔，第一空腔暴露出承載襯底；壓電疊層結構，位于支撐層上方，覆蓋第一空腔，壓電疊層結構從下至上包括依次層疊的第一電極、壓電層和第二電極，位于第一空腔上方的第一電極、壓電層和第二電極在垂直于壓電層表面方向上相互重疊的區域構成諧振器的有效諧振區；有效諧振區邊界處設置有第一凸起和第二凸起，第一凸起位于第一電極所在側，第二凸起位于第二電極所在側，所述第一凸起和/或所述第二凸起在所述壓電層所在平面上的投影包括環形，所述環形包括開環或閉環。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造領域，尤其涉及一種薄膜體聲波諧振器及其制造方法。

背景技術

隨著無線通訊技術的不斷發展，為了滿足各種無線通訊終端的多功能化需求，終端設備需要能夠利用不同的載波頻譜傳輸數據，同時，為了在有限的帶寬內支持足夠的數據傳輸率，對于射頻系統也提出了嚴格的性能要求。射頻濾波器是射頻系統的重要組成部分，可以將通信頻譜外的干擾和噪聲濾出以滿足射頻系統和通信協議對于信噪比的需求。以手機為例，由于每一個頻帶需要有對應的濾波器，一臺手機中可能需要設置數十個濾波器。

通常，薄膜體聲波諧振器包括兩個薄膜電極，并且兩個薄膜電極之間設有壓電薄膜層，其工作原理為利用壓電薄膜層在交變電場下產生振動，該振動激勵出沿壓電薄膜層厚度方向傳播的體聲波，此聲波傳至上下電極與空氣交界面被反射回來，進而在薄膜內部來回反射，形成震蕩。當聲波在壓電薄膜層中傳播正好是半波長的奇數倍時，形成駐波震蕩。

但是，目前制作出的空腔型薄膜體聲波諧振器，存在橫波損失，結構強度不夠，使品質因子(Q)無法進一步提高、成品率低等問題，因此無法滿足高性能的射頻系統的需求。

發明內容

本發明揭示了一種薄膜體聲波諧振器及其制造方法，能夠解決薄膜體聲波諧振器橫波泄露造成品質因數不高，以及結構強度低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種薄膜體聲波諧振器，包括：

承載襯底；

支撐層，鍵合于所述承載襯底上，所述支撐層圍成第一空腔，所述第一空腔暴露出所述承載襯底；

壓電疊層結構，位于所述支撐層上方，覆蓋所述第一空腔，所述壓電疊層結構從下至上包括依次層疊的第一電極、壓電層和第二電極，其中位于所述第一空腔上方的所述第一電極、壓電層和第二電極在垂直于所述壓電層表面方向上相互重疊的區域構成諧振器的有效諧振區；

有效諧振區邊界處設置有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起位于所述第一電極所在側，所述第二凸起位于所述第二電極所在側，所述第一凸起和/或所述第二凸起在所述壓電層所在平面上的投影包括環形，所述環形包括開環或閉環。

本發明還提供了一種薄膜體聲波諧振器的制造方法，包括：

提供臨時襯底；

在所述臨時襯底上形成壓電疊層結構及第一凸起，所述壓電疊層結構包括依次形成在所述臨時襯底上的第二電極、壓電層、第一電極，所述第一凸起位于所述第一電極所在側；

形成支撐層，覆蓋所述壓電疊層結構；

圖形化所述支撐層，形成第一空腔，所述第一空腔貫穿所述支撐層，所述第一凸起位于所述第一空腔圍成的區域內；

在所述支撐層上鍵合承載襯底，所述承載襯底覆蓋所述第一空腔；

去除所述臨時襯底；

在所述第二電極上形成第二凸起，所述第一凸起和/或所述第二凸起在所述壓電層所在平面上的投影包括環形，所述環形包括開環或閉環。

本發明的有益效果在于：