[發明專利]體聲波諧振裝置及其形成方法

有效

• 申請號: 202210274626.6
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114362712B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 楊新宇;鄒雅麗;王斌;李軍濤
• 申請（專利權）人: 常州承芯半導體有限公司
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/13;H03H9/17;H03H3/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張瑞;徐文欣

一種體聲波諧振裝置及其形成方法，其中裝置包括：第一層，第一層包括第一側及相對的第二側，第一層包括壓電部以及位于壓電部水平方向外側的非壓電部，非壓電部的材料包括非壓電性材料；第一電極層，位于第一側，覆蓋壓電部及部分非壓電部；第二層，位于第一側，第一電極層位于第二層與第一層之間，且嵌入第二層；第二電極層，位于第二側，覆蓋壓電部及部分非壓電部；以及空腔，空腔位于第二層與第一層之間，嵌入第二層，第一電極層的至少一端位于空腔內。通過在所述壓電部外側設置所述非壓電部，以衰減諧振區產生的橫向傳播的聲波，抑制寄生邊緣模態，提升Z_p及相應Q值，同時對Kt²的影響較小，從而可以提升體聲波諧振裝置的性能。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種體聲波諧振裝置及其形成方法。

背景技術

無線通信設備的射頻（Radio Frequency，RF）前端芯片包括功率放大器、天線開關、射頻濾波器、包括雙工器的多工器、和低噪聲放大器等。其中，射頻濾波器包括聲表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）濾波器、體聲波（Bulk Acoustic Wave，BAW）濾波器、微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）濾波器、集成無源裝置（IntegratedPassive Devices，IPD）濾波器等。

聲表面波諧振器和體聲波諧振器的品質因數值（Q值）較高，由聲表面波諧振器和體聲波諧振器制作成的低插入損耗、高帶外抑制的射頻濾波器，即聲表面波濾波器和體聲波濾波器，是目前手機、基站等無線通信設備使用的主流射頻濾波器。其中，Q值是諧振器的品質因數值，定義為中心頻率除以諧振器3dB帶寬。聲表面波濾波器的使用頻率一般為0.4GHz至2.7GHz，體聲波濾波器的使用頻率一般為0.7GHz至7GHz。

與聲表面波諧振器相比，體聲波諧振器的性能更好，但是由于工藝步驟復雜，體聲波諧振器的制造成本比SAW諧振器高。然而，當無線通信技術逐步演進，所使用的頻段越來越多，同時隨著載波聚合等頻段疊加使用技術的應用，無線頻段之間的相互干擾變得愈發嚴重。高性能的體聲波技術可以解決頻段間的相互干擾問題。隨著5G時代的到來，無線移動網絡引入了更高的通信頻段，當前只有體聲波技術可以解決高頻段的濾波問題。

然而，現有技術中形成的體聲波諧振裝置仍存在諸多問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種體聲波諧振裝置及其形成方法，以提升器件性能。

為解決上述問題，本發明提供一種體聲波諧振裝置，包括：第一層，所述第一層包括第一側及與所述第一側垂直方向上相對的第二側，所述第一層包括壓電部以及位于所述壓電部水平方向外側的非壓電部，所述非壓電部的材料包括非壓電性材料；第一電極層，位于所述第一側，與所述壓電部重合及與部分所述非壓電部重合；第二層，位于所述第一側，所述第一電極層位于所述第二層與所述第一層之間，且嵌入所述第二層；第二電極層，位于所述第二側，與所述壓電部重合及與部分所述非壓電部重合；以及空腔，位于所述第一側，所述空腔位于所述第二層與所述第一層之間，嵌入所述第二層，所述第一電極層的至少一端位于所述空腔內。

可選的，所述第二層包括：基底及中間層，所述中間層位于所述基底與所述第一層之間，所述第一電極層嵌入所述中間層，所述空腔嵌入所述中間層。

可選的，所述中間層的材料包括：聚合物、絕緣電介質和多晶硅中一種或多種。

可選的，所述聚合物包括：苯并環丁烯、光感環氧樹脂光刻膠和聚酰亞胺中的一種或多種。

可選的，所述絕緣電介質包括：氮化鋁、二氧化硅、氮化硅和氧化鈦中的一種或多種。

可選的，所述第二層還包括：多晶層，所述多晶層位于所述基底和所述中間層之間。

可選的，所述多晶層的材料包括：多晶材料。