[发明专利]可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器及制作方法

权利要求书

1.可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：包括预设空腔型(8)的SOI基片和设置在SOI基片上的换能器，所述换能器包括底电极(9)、顶电极(11)和设置在底电极(9)与顶电极(11)之间的压电薄膜(10)，所述底电极(9)与SOI基片相结合，所述底电极(9)、顶电极(11)和压电薄膜(10)的叠加区域与预设空腔(8)相对，所述底电极(9)靠预设空腔(8)一侧设置有SOI调谐层(13)。

2.根据权利要求1所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述SOI基片设置有衬底硅(2)和顶层硅(5)，所述衬底硅(2)上设置有与顶层硅(5)形成预设空腔(8)的沟槽(4)，所述沟槽(4)深度为0.5微米到200微米，所述SOI调谐层(13)的厚度小于顶层硅(5)的厚度。

3.根据权利要求1所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述衬底硅(2)和顶层硅(5)之间设置第一二氧化硅层(3)，所述第一二氧化硅层(3)上设有沟槽(4)，所述沟槽(4)与顶层硅(5)形成预设空腔(8)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述换能器上设置有使腐蚀液或腐蚀气体注入预设空腔(8)的刻蚀窗口(12)。

5.根据权利要求4所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述顶电极(11)为近似椭圆形电极。

6.根据权利要求5所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述压电薄膜（10）为AlN或ZnO材质的压电薄膜，厚度介于0.01微米至10微米，所述底电极(9)或顶电极(11)为高声阻抗材质的电极，所述底电极(9)和顶电极(11)厚度分别为0.01微米至2.5微米。

7.可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)在衬底硅的上下表面覆盖二氧化硅层，并以二氧化硅层为掩模板在衬底硅的上表面刻蚀出沟槽；

(b)通过键合工艺形成一片无沟槽SOI基片；

(c)将（ａ）中的衬底硅带沟槽的一侧与（b）中无沟槽SOI基片的顶层硅键合，形成预设空腔；

(d)将无沟槽SOI基片进行初步机械减薄，然后通过化学腐蚀将无沟槽绝缘体硅层全部除去，完成顶层硅由无沟槽SOI基片向有沟槽SOI基片的转移；

(e)镀上底电极并对底电极进行刻蚀；

(f)在底电极上依次镀上压电薄膜和顶电极，并进行刻蚀；

(g)在空腔上方的换能器上刻蚀出腐蚀窗口，使腐蚀液或腐蚀气体能进入空腔内；

(h)将腐蚀液或腐蚀气体经腐蚀窗口注入空腔中，对空腔上部的顶层硅进行腐蚀。

8.根据权利要求7所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器的制作方法，其特征在于：所述步骤(h)对空腔上部的顶层硅进行腐蚀是通过控制腐蚀时间来控制残留的空腔上部的顶层硅厚度，从而形成剩余顶层硅，通过所述剩余顶层硅的厚度来实现调节谐振器谐振频率。

9. 根据权利要求7所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器的制作方法，其特征在于：所述步骤(h)中的腐蚀液采用HF-HNO₃溶液、KOH溶液或TMAH四甲基氢氧化铵溶液，若采用干法刻蚀，腐蚀气体采用XeF₂气体。

10.根据权利要求7所述的可调谐的预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器的制作方法，其特征在于：所述步骤(a)至(h)中的SOI基片上的顶层硅可用水晶或熔融石英材料代替，SOI基片的衬底硅可用蓝宝石或玻璃代替。