[发明专利]单晶薄膜体声波谐振器的制备方法及体声波谐振器

说明书

本发明涉及声波谐振器制备技术领域，尤其是涉及一种单晶薄膜体声波谐振器的制备方法及体声波谐振器；本发明的目的在于采用单晶薄膜空腔型体声波谐振器的制备方法，即通过在单晶薄膜层下表面制备覆盖整个单晶薄膜层下表面的具有导电和隔离作用的下电极的设计以解决现有的在键合过程中，键合层产生的气泡导致单晶薄膜层产生裂纹，使得单晶薄层膜翘起或凹陷甚至断裂，影响空腔型体声波谐振器整体性能的技术问题。

技术领域

本发明涉及声波谐振器制备技术领域，尤其是涉及一种单晶薄膜体声波谐振器的制备方法及体声波谐振器。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，传统介质滤波器和声表面波滤波器难以满足高频化要求，新一代薄膜体声波谐振器很好地满足了这一要求，薄膜体声波谐振器的基本结构为简单的三层结构，从上到下依次为上电极、压电薄膜和金属隔离层。器件的关键在于单晶薄膜质量的好坏。

当前的单晶薄膜主要采用沉积的方式，难以保证薄膜的晶格取向，加上在金属电极上的沉积，薄膜质量受到电极层的影响，电极与单晶薄膜材料晶格失配、电极表面粗糙度过大都会导致压电单晶薄膜生长多晶，进而影响薄膜质量，降低薄膜体声波谐振器的器件性能。

晶圆键合转移能够获得高质量的单晶薄膜，选用单晶晶圆材料或者带有高质量外延单晶薄膜层的晶圆材料，对其进行高能离子注入，然后结合晶圆键合的工艺，能够在目标衬底上转移制备高质量的单晶薄膜。但是由于单晶薄膜层厚度通常在微米甚至亚微米量级，所以在键合过程中，键合层中形成的气泡等缺陷，会对与键合层相接触的压电薄膜材料产生非均匀分布的应力，导致薄膜产生翘起、凹陷、断裂甚至脱落等现象。

因此，针对上述问题本发明急需提供一种单晶薄膜体声波谐振器的制备方法及体声波谐振器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶薄膜空腔型体声波谐振器的制备方法及空腔型体声波谐振器，通过在单晶薄膜层下表面制备覆盖整个单晶薄膜层下表面的具有导电和隔离作用的下电极的设计以解决现有的在键合过程中，键合层产生的气泡导致单晶薄膜层产生裂纹，使得单晶薄层膜翘起或凹陷甚至断裂，影响空腔型体声波谐振器整体性能的技术问题。

本发明提供的一种单晶薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

从单晶晶圆下表面注入高能量离子，高能量离子进入单晶晶圆内部形成损伤层，将单晶晶圆分隔成上压电层和单晶薄膜层，得到损伤的单晶晶圆；

在损伤的单晶晶圆的下表面依次制备覆盖损伤的单晶晶圆的下表面的下电极，且在下电极的表面设置与单晶薄膜层连通的图形化的通孔、在下电极的表面制备图形化的牺牲层，在图形化的牺牲层表面制备键合层，将衬底贴合于键合层上，进行键合处理和晶圆劈裂处理，移除上压电层，得到具有下电极的单晶薄膜；

在具有下电极的单晶薄膜上表面制备上电极，得到单晶薄膜体声波谐振器；

在单晶薄膜体声波谐振器上表面开设与图形化的牺牲层连通的牺牲层释放孔，释放牺牲层，得到单晶薄膜空腔型体声波谐振器。

优选地，下电极制备过程包括如下步骤：在损伤的单晶晶圆的下表面涂敷光刻胶，形成光刻胶层，采用图形化的掩膜版对光刻胶进行曝光、显影，生长下电极，去除光刻胶，制得下电极，且下电极表面形成与单晶薄膜层连通的通孔；或者在损伤的单晶晶圆的下表面生长下电极，在下电极表面涂覆光刻胶，采用图形化的掩膜版对光刻胶进行曝光，显影，刻蚀无覆盖光刻胶的下电极，在下电极上形成与单晶薄膜层连通的通孔，去除光刻胶。

优选地，图形化的牺牲层的制备步骤：在下电极表面上生长牺牲层；对牺牲层掩模刻蚀，制备得到图形化的牺牲层。

优选地，下电极的厚度为50nm-300nm；优选地，下电极的厚度为200nm-300nm。

优选地，下电极的材质包括铝(Al)、钼(Mo)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)中任一。