[发明专利]薄膜体声波谐振器、半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种薄膜体声波谐振器、半导体器件及其制造方法，该薄膜体声波谐振器包括：下部介电层，第一空腔结构设置于下部介电层中，第一空腔结构横截面形状为多边形，且其至少有一对边互相平行；上部介电层，第二空腔结构设置于上部介电层中，其中，第二空腔结构和第一空腔结构相对；声波谐振复合薄膜，设置于第一空腔结构和第二空腔结构之间，连续地隔离第一空腔结构和第二空腔结构，第一空腔结构与第二空腔结构上下重叠部分形成一个共同内周，该共同内周在声波谐振复合薄膜所在的平面上的投影为多边形，该多边形不包含任何一对相对而平行的直线段。本发明的薄膜体声波谐振器包括连续的声波谐振复合薄膜，其不具有任何孔，具有更高的谐振性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种薄膜体声波谐振器、半导体器件及其制造方法。

背景技术

薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR)是一种新颖的基于压电效应的射频MEMS器件，因其具有谐振频率、功率和质量灵敏度高，尺寸小以及与CMOS工艺兼容等特点，在无线通信领域得到广泛应用。

现有的薄膜体声波谐振器的制备工艺是典型的表面微机械加工工艺，如图1所示，在基底100中形成空腔101，并在空腔101中填充满牺牲材料层(未示出)，在牺牲材料层上依次形成的下电极层102、声波谐振复合薄膜103以及上电极层104，声波谐振复合薄膜103包括压电薄膜、粘结层和介电层；接着，形成贯穿上电极层104，声波谐振复合薄膜103以及下电极层102的释放孔105，以暴露牺牲材料层；之后采用湿法刻蚀去除牺牲材料层，以释放结构。而释放孔105的存在，使得上电极层104、声波谐振复合薄膜103以及下电极层102不连续，对声波谐振复合薄膜103的整体谐振性能不利。

因此，有必要提出一种新的薄膜体声波谐振器结构，以改善薄膜体声波谐振器的性能。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种薄膜体声波谐振器，包括：

下部介电层，第一空腔结构设置于所述下部介电层中；

上部介电层，所述上部介电层位于所述下部介电层的上方，第二空腔结构设置于所述上部介电层中；

声波谐振复合薄膜，设置于所述第一空腔结构和所述第二空腔结构之间，连续地隔离所述第一空腔结构和所述第二空腔结构，所述声波谐振复合薄膜包括底部电极层、压电薄膜以及顶部电极层，所述压电薄膜设置于所述底部电极层和所述顶部电极层之间，其中，所述第一空腔结构与所述第二空腔结构上下重叠部分形成一个共同内周，该共同内周在所述声波谐振复合薄膜所在的平面上的投影为多边形，该多边形不包含任何一对相对而平行的直线段。

进一步，所述第一空腔结构的横截面形状为多边形，且该多边形至少有一对边互相平行。

进一步，所述第二空腔结构的横截面形状为多边形，且该多边形至少有一对边互相平行。

进一步，所述声波谐振复合薄膜还包括粘结层以及隔离层，所述粘结层设置于所述压电薄膜和所述底部电极层之间，所述隔离层设置在所述底部电极层与所述粘结层之间，和/或，在所述顶部电极层与所述压电薄膜之间。

本发明另一方面提供一种半导体器件，包括：

浅沟槽隔离结构，在所述浅沟槽隔离结构的正面形成有第一介电层；

在所述第一介电层的部分表面上形成有底部电极层，且所述底部电极层对应位于所述浅沟槽隔离结构的上方；