[發明專利]薄膜體聲波諧振器及其制作方法

在審

• 申請號: 202010828582.8
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111988006A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 黃韋勝;林瑞欽
• 申請（專利權）人: 武漢衍熙微器件有限公司
• 主分類號: H03H3/02
• 分類號: H03H3/02;H03H9/02;H03H9/13;H03H9/205;H03H9/58
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 李新干

本申請涉及一種薄膜體聲波諧振器及其制作方法，該薄膜體聲波諧振器包括依次層疊設置的襯底、第一電極、壓電層和第二電極，壓電層的諧振區內設有多個孔洞，孔洞在平行于襯底的方向上的截面形狀與壓電層中的晶體結構相適配，從而能大大減少壓電層中橫向聲波的傳輸，有效避免聲波能量的橫向泄露。

【技術領域】

本發明涉及諧振器領域，具體涉及一種薄膜體聲波諧振器及其制作方法。

【背景技術】

隨著無線通信的迅猛發展，無線信號變得越來越擁擠，對工作在射頻頻段的濾波器提出了集成化、微型化、低功耗、高性能、低成本等新的要求。

薄膜體聲波諧振器(film bulk acoustic resonator,FBAR)由于具有互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工藝兼容、高品質因數(Q值)、低損耗、低溫度系數、高功率承載能力等優點，廣泛應用于濾波器中。目前，現有FBAR工作時主要存在兩種能量損耗：側向波的能量損耗和縱向振動時晶柱與晶柱間的摩擦損耗，而如何減少FBAR的能量損失是當今濾波器研究的重點內容。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種薄膜體聲波諧振器及其制作方法，能有效減少薄膜體聲波諧振器的能量損耗，提升濾波器的整體性能。

根據本發明的第一方面，提供了一種薄膜體聲波諧振器，包括依次層疊設置的襯底、第一電極、壓電層和第二電極，所述壓電層的諧振區內設有多個孔洞，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀與所述壓電層中的晶體結構相適配。

其中，所述晶體結構為纖鋅礦型結構，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀為六角形。

其中，所述晶體結構為鈣鈦礦結構，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀為四邊形。

其中，所述孔洞在垂直于所述襯底的方向上貫穿所述壓電層，或者所述孔洞的頂端與所述第二電極的下表面接觸，底端與所述第一電極的上表面不接觸，或者所述孔洞的底端與所述第一電極的上表面接觸，頂端與所述第二電極的下表面不接觸。

其中，所述孔洞內填充有二氧化硅。

根據本發明的另一方面，提供了一種薄膜體聲波諧振器的制作方法，包括：

提供一襯底；

在所述襯底上形成第一電極；

在所述第一電極上形成壓電層；

在所述壓電層的諧振區內形成多個孔洞和第二電極，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀與所述壓電層中的晶體結構相適配。

其中，所述在所述壓電層的諧振區內形成多個孔洞和第二電極，包括：

在所述壓電層的諧振區內形成多個孔洞，并在所述孔洞內填充犧牲層；

在填充有所述犧牲層的所述壓電層上形成第二電極；

在形成有所述第二電極的所述壓電層上形成至少一個管道，所述管道沿平行于所述襯底的方向貫穿所述孔洞；

利用所述管道，通過干法刻蝕法移除所述孔洞內的所述犧牲層。

其中，所述在所述壓電層的諧振區內形成多個孔洞和第二電極，包括：

在所述壓電層的諧振區內形成多個孔洞，并在所述孔洞內填充二氧化硅；

在填充有所述二氧化硅的所述壓電層上形成第二電極。

其中，所述晶體結構為纖鋅礦型結構，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀為六角形。

其中，所述晶體結構為鈣鈦礦結構，所述孔洞在平行于所述襯底的方向上的截面形狀為四邊形。