[发明专利]谐振器、晶片及谐振器制造方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种谐振器、晶片及谐振器制造方法。该谐振器包括衬底；多层结构，形成于所述衬底上，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层、上电极层和声镜对；所述上电极层和下电极层中的至少一者包括：电极层和温度补偿层；其中，在所述衬底和所述多层结构之间形成有腔体，所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体。上述谐振器通过设置具有下半腔体和上半腔体的腔体、声镜对及温度补偿层，从而形成一种新型的谐振器结构，且具有较好的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种谐振器、晶片及谐振器制造方法。

背景技术

谐振器可以用于各种电子应用中实施信号处理功能，例如，一些蜂窝式电话及其它通信装置使用谐振器来实施用于所发射和/或所接收信号的滤波器。可根据不同应用而使用数种不同类型的谐振器，例如薄膜体声谐振器(FBAR)、耦合式谐振器滤波器(SBAR)、堆叠式体声谐振器(SBAR)、双重体声谐振器(DBAR)及固态安装式谐振器(SMR)。

典型的声谐振器包括上电极、下电极、位于上下电极之间的压电材料、位于下电极下面的声反射结构以及位于声反射结构下面的衬底。通常将上电极、压电层、下电极三层材料在厚度方向上重叠的区域定义为谐振器的有效区域。当在电极之间施加一定频率的电压信号时，由于压电材料所具有的逆压电效应，有效区域内的上下电极之间会产生垂直方向传播的声波，声波在上电极与空气的交界面和下电极下的声反射结构之间来回反射并在一定频率下产生谐振。

与石英晶体谐振器相比，声谐振器尺寸小、谐振频率高、品质因数Q高且可以在晶片级大量生产，优越性明显。然而，声谐振器频率精度低，温度-频率漂移系数高。在制造工艺上，将多个声谐振器制作成晶片，接着将晶片分割成单个声谐振器裸片。常规声谐振器的频率趋向于在晶片上变化。例如，常规声谐振器对频率微调(或晶片微调)非常敏感，所述频率微调(或晶片微调)是指在声谐振器仍为晶片的一部分时，通过从晶片的最顶层移除极少量的材料来降低厚度，从而细调声谐振器的谐振频率的工艺。高微调敏感度导致声谐振器在晶片上缺乏频率一致性，使得提供精确谐振频率的声谐振器变的十分困难。例如，晶片级的频率一致性通常超过一个西格玛(sigma)约300百万分率(PPM)，这对于声谐振器在许多实际应用中代替石英晶体振荡器是不足够的。

因此，需要一种具有非常低的频率微调敏感度(尤其在晶片级)以及良好的温度补偿特性的性能更优越的声谐振器，以使声谐振器能够可靠的用于各种应用中的振荡器中。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种具有低微调敏感度的温度补偿谐振器、晶片及谐振器制造方法。

本发明实施例的第一方面提供一种谐振器，包括：

衬底；

多层结构，形成于所述衬底上，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层、上电极层和声镜对；

所述上电极层和下电极层中的至少一者包括：电极层和温度补偿层；

其中，在所述衬底和所述多层结构之间形成有腔体，所述腔体包括位于所述衬底上表面之下的下半腔体和超出所述衬底上表面并向所述多层结构突出的上半腔体。

本发明实施例的第二方面提供一种具有多个谐振器的晶片，所述多个谐振器可通过切割所述晶片彼此分离，所述晶片包括：

衬底；

多层结构，形成于所述衬底上，所述多层结构由下至上依次包括下电极层、压电层、上电极层、低声阻抗层和高声阻抗层；

所述上电极层和下电极层中的至少一者包括温度补偿层，所述温度补偿层具有正温度系数；