[发明专利]声表面波器件及其制备方法

说明书

本发明涉及声表面波器件制备方法以及由该制备方法制备而成的声表面波器件，该制备方法包括：在半导体基底上形成沟槽阵列；热退火使沟槽阵列变形后相互连通形成一空腔，且半导体基底在空腔上方连接起来，将空腔封闭；及在空腔上方的半导体基底上形成压电薄膜，并形成与压电薄膜连接的金属电极，压电薄膜包括压电材料。通过上述制备方法形成的声表面波器件，其半导体基底内部具有空腔，可以隔断压电薄膜激励出的体声波，避免接收端压电薄膜的寄生效应，提高声表面波器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种声表面波器件及其制备方法。

背景技术

声表面波器件是通过压电材料来进行电能与机械能之间的转换，可以硅片作为基底，在硅片上淀积压电薄膜形成信号收发结构，当向发射端的压电薄膜施加电信号时，压电薄膜由于压电效应将电信号转换为在硅表面传播的声表面波，该声表面波传播至接收端的压电薄膜时再次转换为电信号并输出。但是，发射端的压电薄膜接收到电信号后，除了能激励声表面波，还能激励体声波，体声波会在硅片内沿任意方向传播，因此，当体声波传播至接收端的压电薄膜后，会产生寄生响应，干扰接收端的压电薄膜对声表面波的相应。

发明内容

基于此，有必要针对上述声表面波器件的接收端容易受体声波的干扰的问题，提出一种声表面波器件制备方法及声表面波器件。

一种声表面波器件制备方法，包括：

在半导体基底上形成沟槽阵列；

热退火使所述沟槽阵列变形后相互连通形成一空腔，且所述半导体基底在所述空腔上方连接起来，将所述空腔封闭；及

在所述空腔上方的半导体基底上形成压电薄膜，并形成与所述压电薄膜连接的金属电极，所述压电薄膜包括压电材料。

上述声表面波器件制备方法，先在半导体基底上形成沟槽阵列，再通过热处理使沟槽形变后相互连通形成一空腔，将压电薄膜淀积于空腔上方的半导体基底上，形成声表面波器件。通过上述方法可在半导体基底内部形成一空腔，压电薄膜激励出的声表面波可正常沿半导体基底表面传播，压电薄膜激励出的体声波在半导体基底体内传播时，会被空腔隔断，因此，即使压电薄膜激励出体声波，由于空腔会隔断体声波的传播路径，该体声波不会传播至接收端的压电薄膜，接收端的压电薄膜只会响应声表面波，不会响应体声波，因此在接收端不会出现寄生响应，通过此方法制备出的声表面波器件的可靠性较高。

在其中一个实施例中，所述沟槽的宽度范围为0.6μm～1μm，所述沟槽的深度范围为1μm～10μm，所述相邻沟槽之间的间隔范围为0.6μm～1μm。

在其中一个实施例中，所述热退火为在氢气环境中热退火，所述热退火的温度为1000℃。

在其中一个实施例中，所述沟槽阵列中最外围沟槽之间的间距大于中间沟槽的间距。

在其中一个实施例中，所述空腔上方的半导体基底厚度范围为1μm～2μm。

在其中一个实施例中，还包括：

对所述半导体基底进行晶圆级键合封装，以将所述压电薄膜和所述金属电极封装在内。

在其中一个实施例中，所述压电薄膜形成至少一个叉指换能结构，各所述叉指换能结构包括第一叉指结构和第二叉指结构，所述第一叉指结构包括第一公共端以及自所述第一公共端向同一侧延伸形成的多个第一叉指条，所述第二叉指结构具有第二公共端以及自所述第二公共端向同一侧延伸形成的多个第二叉指条，所述第一叉指条和所述第二叉指条交错且间隔设置，各所述第一叉指结构和各所述第二叉指结构上均形成有所述金属电极。

在其中一个实施例中，所述半导体基底为硅片。

一种声表面波器件，包括：

半导体基底，所述半导体基底内部形成有一封闭空腔；