[发明专利]制造具改进腔体的单晶压电射频谐振器和滤波器的方法

权利要求书

1.一种制造包括一谐振器阵列的FBAR滤波器装置的方法，每个谐振器包括夹在第一和第二电极之间的单晶压电薄膜，其中第一电极由空气腔体上的支撑薄膜支撑，所述空气腔体被嵌入硅盖上的二氧化硅层中，具有穿过所述硅盖并进入空气腔体中的硅通孔，在二氧化硅层中的所述空气腔体的侧壁被能抵抗二氧化硅蚀刻剂的边界沟槽所限定，所述方法包括以下阶段：

A.在硅盖上的二氧化硅层上制造支撑薄膜，所述支撑薄膜具有穿过支撑薄膜的被填充的沟槽，所述沟槽穿过所述二氧化硅层，其中所述支撑薄膜被涂覆至少一层第一电极的键合层，所述键合层通过第一粘附层耦合到所述支撑薄膜；

B.制造耦合到可拆载体衬底的压电层，所述压电层被涂覆至少一层第一电极的键合层，所述键合层通过第三粘附层耦合到压电层；

C.通过将所述两个键合层键合在一起以将所述支撑薄膜键合到所述压电层，以使所述第一电极夹在所述压电层与所述支撑薄膜之间；

D.对耦合到所述压电层侧的支撑薄膜上的压电层进行加工，包括通过移除载体衬底、通过将压电层修整成压电薄膜、第一电极和暴露开的支撑薄膜表面、和将所述压电薄膜用钝化材料包围并用第二电极涂覆、以及建立密封环基底部件和接触叠层；

E.外表面上以及内表面的密封环和接触叠层的上部上制造具有外部焊端的盖子阵列，使所述外部焊端通过填充通孔耦合到接触叠层，并制造密封环的上部和接触叠层以便通过键合层耦合到接触叠层的上部；

F.通过将所述密封环的基底部分和接触叠层耦合到所述密封环的上部部分和具有键合层的接触叠层，将所述滤波器阵列附接到所述盖子阵列上；

G.将硅盖削薄，并钻取穿过所述硅盖至所述二氧化硅层的孔，蚀刻掉二氧化硅和蚀刻掉支撑薄膜的至少一部分，并将蚀刻孔密封；

H.将所述阵列切割成单独的滤波器。

2.权利要求1所述的方法，其中阶段B是阶段A之前执行的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中阶段G的工艺步骤中的至少一些是在阶段D之前执行的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中阶段G的工艺步骤中的至少一些是在阶段F之前执行的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中阶段E的工艺步骤中的至少一些是在阶段A到D之前执行的。

6.根据权利要求1所述方法，其中阶段A包括以下步骤：

·取得通过二氧化硅层附接在硅盖上的支撑薄膜；

·形成穿过所述支撑薄膜、二氧化硅层并进入硅盖的沟槽；

·在所述薄膜表面沉积氮化硅涂层，并将所述氮化硅涂层沉积到沟槽中，填充所述沟槽；

·在由所述氮化硅涂覆的薄膜表面和涂覆的沟槽上沉积多晶硅以填充沟槽，然后从表面移除多晶硅，从而使所述氮化硅涂层暴露在所述薄膜表面上；

·将所述氮化硅涂层移除以暴露所述薄膜表面，以及

·于所述薄膜表面上沉积第一粘附层，然后沉积第一电极的第一部分，然后形成键合层作为端接。

7.根据权利要求1所述方法，其中通过阶段A中的二氧化硅层附接到硅盖的所述支撑薄膜包括单晶硅，单晶硅取向为110、111或100中的一个，所述支撑薄膜是一块由单晶硅切割而成的晶圆，随后被削薄或磨薄。

8.根据权利要求1所述方法，其中通过二氧化硅层附接在硅盖上的所述支撑薄膜包括：单晶铌酸锂或单晶钽酸锂，通过包括以下步骤的工艺获得：

·用氢或氦离子轰击单晶半导体晶圆，得到小于1.5微米的深度，以产生弱耦合到单晶半导体晶圆的薄膜；

·将具有弱耦合薄膜的所述晶圆的一侧通过二氧化硅层附接在硅盖上，所述二氧化硅层之形成方法为热生长或再沉积在硅盖上和/或是沉积于在单晶半导体晶圆的弱耦合薄膜上

·将所述单晶半导体晶圆暴露在高温下从而使将所述薄膜固定在单晶半导体晶圆上的键断裂，并通过所述二氧化硅层使单晶支撑薄膜耦合到所述硅盖上，并且

·抛光以移除损伤，如有必要则进行退火处理，以引起原子重排。