[發明專利]諧振器制造方法

在審

• 申請號: 202011029021.8
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112117986A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 唐兆云;王家友;唐濱;賴志國;楊清華
• 申請（專利權）人: 蘇州漢天下電子有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/17
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產權代理事務所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅;陳軼蘭

一種諧振器制造方法，包括：在襯底上形成犧牲層圖形；在犧牲層圖形上形成下電極；在下電極上形成第二犧牲層圖形；在第二犧牲層圖形和下電極上形成壓電層和上電極；去除犧牲層圖形和第二犧牲層圖形，在上電極和下電極之間留下氣隙并在下電極和襯底之間留下諧振腔。依照本發明的諧振器制造方法，利用圖形化的犧牲層同時形成諧振腔和電極氣隙，并以此形成了多種改善器件特性的微結構如OT和Innie結構，高效且低成本了提高了器件的性能和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種諧振器制造方法，特別是一種具有氣隙的諧振器的制造方法。

背景技術

在無線通訊中，射頻濾波器作為過濾特定頻率信號的中介，用于減少不同頻段的信號干擾，在無線收發器中實現鏡像消除、寄生濾波和信道選擇等功能。隨著4GLTE網絡的部署和市場的增長，射頻前端的設計朝著小型化、低功耗和集成化的方向發展，市場對濾波性能的要求也越來越高。由于薄膜體聲波諧振器(FilmBulkAcousticResonator，簡稱“FBAR”，也稱“體聲波”，BulkAcousticWave，簡稱“BAW”，)具有尺寸小、工作頻率高、功耗低、品質因數(Q值)高、直接輸出頻率信號、與CMOS工藝兼容等特點，目前已經成為射頻通訊領域重要的器件被廣泛應用。

FBAR是制作在襯底材料上的電極——壓電膜——電極的三明治結構的薄膜器件。FBAR的結構有空腔型、布拉格反射型(SMR)和背面刻蝕型。其中空腔型FBAR相對SMR型Q值要高，損耗要小，機電耦合系數要高；相對于背面刻蝕型FBAR不需要去掉大面積的襯底，機械強度較高。因此，空腔型FBAR是集成于CMOS器件上的首選。

在傳統的制造工藝中，為了改善諧振器的性能例如提高Q值，通常需要在頂部電極與壓電層之間留下氣隙，形成各種微結構(諸如框架結構(OT，outie)，凹陷結構(Innie)，通過控制氣隙的形貌尺寸而調節器件的性能。為此，通常將頂電極制造為具有在襯底之上懸垂部分的拱形，這需要采用多重掩模和多次光刻-刻蝕處理，加工難度大，加工精度低，工藝復雜，成本高，不利于器件性能的整體提高。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服以上技術障礙而提供一種高效低成本制造具有氣隙和各種微結構的的諧振器的方法。

本發明提供了一種諧振器制造方法，包括：

在襯底上形成犧牲層圖形；

在犧牲層圖形上形成下電極；

在下電極上形成第二犧牲層圖形；

在第二犧牲層圖形和下電極上形成壓電層和上電極；

去除犧牲層圖形和第二犧牲層圖形，在上電極和下電極之間留下氣隙并在下電極和襯底之間留下諧振腔。

其中，形成犧牲層圖形的步驟包括：

在襯底上形成犧牲層；

在犧牲層上形成光刻膠圖形；

以光刻膠圖形為掩模刻蝕形成犧牲層圖形。

其中，形成光刻膠圖形之后進一步包括修飾光刻膠圖形以縮減尺寸。

其中，犧牲層圖形包括中心部分，在中心部分外側的環形突起部分用于形成凹陷結構，以及在環形突起部分外側的環形邊緣部分用于形成框架結構。

其中，環形突起部分的厚度大于中心部分的厚度，中心部分的厚度大于環形邊緣部分的厚度，任選地下電極的厚度大于環形邊緣部分的厚度且小于環形突起部分的厚度。

其中，形成第二犧牲層圖形的步驟進一步包括：

在下電極上形成第二犧牲層；

平坦化第二犧牲層直至暴露下電極的中心部分。