[发明专利]一种压电器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种压电器件，包括从上到下依次设置的上电极、压电层和下电极，压电层包括用于产生纵向波的c轴优选压电层；所述的压电层还包括设置在c轴优选压电层侧向、用于消除侧向波的非c轴优选压电层；所述的非c轴优选压电层的结晶特性与c轴优选压电层的结晶特性不同；本压电器件还包括用于控制所述非c轴优选压电层在生长时形成的结晶特性的晶向控制层。本发明通过在同一个压电层，形成2种以上结晶特性的薄膜，由于结晶特性不同的材料，其声波传递阻抗也会不同，因此在c轴优选压电层的侧向设置非c轴优选压电层，能够消除c轴优选压电层产生的侧向波或是寄生模态的共振。

技术领域

本发明属于半导体器件领域，具体涉及一种压电器件及其制备方法。

背景技术

压电器件可以应用于体声波滤波器、表面声波滤波器、传感器以及致动器等器件，其中声波滤波器可分为体声波滤波器及表面声波滤波器。在LTE通讯技术的发展下，众多频段集中在同一个移动终端，为了使不同频段的干扰降低，因此滤波器的矩形系数以及通带的插损必须提升。

由于压电器件的压电层是一个弹性体，声波器件会使用压电层纵向的振动模态，如图1所示，在压电层101厚度的范围内形成一个纵向波102；除了这个纵向波102外，还会伴随产生侧向的振动模态，即横向波103，这些侧向的振动模态形成的共振频率会在声波滤波器的通带内产生纹波，影响器件特性，所以抑制寄生模态以及提高谐振器的Q值，是声波器件需要克服的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种压电器件及其制备方法，能够消除侧向波或是寄生模态的共振。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种压电器件，包括从上到下依次设置的上电极、压电层和下电极，所述的压电层包括用于产生纵向波的c轴优选压电层；其特征在于：

所述的压电层还包括设置在c轴优选压电层侧向、用于消除侧向波的非c轴优选压电层；所述的非c轴优选压电层的结晶特性与c轴优选压电层的结晶特性不同；

本压电器件还包括用于控制所述非c轴优选压电层在生长时形成的结晶特性的晶向控制层(Orientation Control Layer, OCL)。

按上述方案，所述的晶向控制层设置在下电极的上表面和/或下表面。

按上述方案，所述的下电极下方还设有牺牲层。

按上述方案，所述的晶向控制层设置在与下电极接触的牺牲层表面，所述的下电极包括位于晶向控制层与非c轴优选压电层之间的非结晶优选电极层和位于牺牲层与c轴优选压电层之间的结晶优选电极层。

按上述方案，所述的晶向控制层通过改变表面粗糙度而形成。

按上述方案，所述晶向控制层为与下电极晶格不匹配的金属层。

按上述方案，所述的压电层的材料为AlN、ZnO 、PZT、BST中的一种。

按上述方案，所述的上电极和下电极的材料为Mo、Pt、Ru中的一种。

按上述方案，所述的牺牲层的材料为SiO₂、Si、TiW、Cu、PSG、BSG和光刻胶中的一种。

一种用于制备权利要求1所述的压电器件的方法，依次在下电极上形成压电层和上电极，其特征在于：

在形成压电层之前，首先形成用于控制非c轴优选压电层在生长时形成的结晶特性的晶向控制层，从而在形成压电层时，在同一个压电层形成两种以上结晶特性的薄膜，其中一种结晶特性的薄膜为c轴优选压电层，其它的作为非c轴优选压电层。

按上述方法，在下电极的一部分上表面改变表面粗糙度形成所述的晶向控制层。

按上述方法，在下电极的一部分上表面形成与下电极晶格不匹配的金属层，作为所述的晶向控制层；