[發(fā)明專利]一種單晶薄膜體聲波諧振器的制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011593427.9 | 申請(qǐng)日： | 2020-12-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112803910A | 公開（公告）日： | 2021-05-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 軒偉鵬;張標(biāo);董樹榮;金浩;駱季奎 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 杭州電子科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H03H3/02 | 分類號(hào)： | H03H3/02 |
| 代理公司： | 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240 | 代理人： | 黃前澤 |
| 地址： | 310018 浙*** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 薄膜 聲波 諧振器 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種單晶薄膜體聲波諧振器的制備方法。單晶薄膜體聲波諧振器的制備較為困難。本發(fā)明首先在壓電薄膜上沉積電極，然后與制備有同樣金屬電極圖案的晶圓通過(guò)金屬原子鍵合工藝連接在一起；其中制備有同樣金屬電極圖案的晶圓下方含有待釋放的空腔或布拉格反射層；然后去掉壓電薄膜的襯底晶圓，再沉積金屬上電極形成諧振器。本發(fā)明工藝制備流程中不對(duì)單晶的壓電薄膜直接操作，保證了單晶壓電薄膜的質(zhì)量，進(jìn)而提高器件的性能，從而能制備得到高頻率、高Q值的單晶薄膜體聲波諧振器。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及薄膜體聲波諧振器，具體涉及一種單晶薄膜體聲波諧振器的制備方法。
背景技術(shù)
伴隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，特別是手機(jī)端和各種收發(fā)設(shè)備數(shù)量的快速增加，高頻段諧振器和濾波器的市場(chǎng)需求越來(lái)越大。傳統(tǒng)的微波陶瓷諧振器和聲表面波諧振器的應(yīng)用局限越來(lái)越明顯，比如諧振頻率低、功耗大等，而薄膜體聲波諧振器(FBAR)與陶瓷和聲表面波諧振器相比具有體積小、諧振頻率高、功率損耗低、品質(zhì)因子(Q)高、功率容量大等優(yōu)點(diǎn)，因此在相關(guān)領(lǐng)域尤其是高頻通訊濾波器收發(fā)功能方面有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景，成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱門。
薄膜體聲波諧振器是薄膜體聲波濾波器的主要構(gòu)成單元，其基本結(jié)構(gòu)是由兩層金屬電極夾著壓電薄膜層的三明治壓電振蕩堆。
壓電薄膜層的厚度決定著體聲波諧振器的工作頻率，膜層的質(zhì)量決定諧振器的性能，如Q值、機(jī)電耦合系數(shù)等。當(dāng)今主流的壓電薄膜如ZnO、AlN等，均采用磁控濺射的方式制備，為多晶壓電薄膜，其厚度均要在500nm以上才能具有較好的薄膜質(zhì)量，使得體聲波諧振器的頻率做不高。另一方面，多晶薄膜內(nèi)缺陷較多，造成BAW諧振器的損耗較大，Q值提升困難。隨著薄膜制備工藝技術(shù)、設(shè)備的進(jìn)步，單晶壓電薄膜的制備工藝也越來(lái)越成熟。單晶壓電薄膜由于晶體質(zhì)量好，缺陷少，可以制備更高頻率和Q值的BAW諧振器，已引起科研及工業(yè)界的廣泛興趣。然而，單晶薄膜BAW器件，制備工藝相對(duì)困難，如AlN單晶壓電薄膜，需要在1000多度的溫度下生長(zhǎng)，使得制備薄膜體聲波諧振器的下電極較為困難，同時(shí)制備的單晶壓電薄膜平坦度低，易斷裂，需要開發(fā)與多晶壓電薄膜不同的制備工藝及技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)單晶壓電薄膜體聲波諧振器件制備困難的問題，提出一種單晶薄膜體聲波諧振器的制備方法，利用金屬原子的鍵合工藝，獲得薄膜體聲波諧振器的金屬電極，從而實(shí)現(xiàn)基于單晶壓電薄膜的體聲波諧振器件的制備。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
本發(fā)明一種單晶薄膜體聲波諧振器的制備方法，具體步驟如下：
1)對(duì)襯底依次進(jìn)行用丙酮超聲清洗、用異丙醇超聲清洗和水洗；
2)按以下兩種方案操作：
第一種方案：
2.1采用基于BOSCH工藝的等離子體刻蝕在襯底上刻蝕出空腔一；
2.2在含空腔一的襯底上表面用低壓化學(xué)氣相淀積工藝淀積磷硅酸鹽玻璃，作為犧牲層；然后，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光對(duì)空腔一位置處的犧牲層進(jìn)行研磨，去除不在空腔一位置處的犧牲層，使空腔一位置處的犧牲層表面以及襯底上表面平整；
2.3在含犧牲層的襯底表面用低壓化學(xué)氣相淀積工藝沉積支撐層；
2.4在支撐層上表面采用熱蒸發(fā)或磁控濺射的方法沉積金屬，并圖形化，形成待鍵合層一以及待鍵合層一周圍的待鍵合層二和待鍵合層三；
第二種方案：
2.1在襯底上通過(guò)薄膜淀積技術(shù)交替沉積高聲阻抗反射層和低聲阻抗反射層形成布拉格反射層；
2.2在布拉格反射層上采用熱蒸發(fā)或磁控濺射的方法沉積金屬，并圖形化，形成待鍵合層一以及待鍵合層一周圍的待鍵合層二和待鍵合層三；
接著，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟：
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