[发明专利]薄膜体声谐振器和半导体器件

说明书

本发明涉及半导体技术领域，公开了一种薄膜体声谐振器和半导体器件。该薄膜体声谐振器包括衬底；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、上电极层和多个横向特征，所述多个横向特征包括多个台阶结构，所述多个台阶结构具有不同的宽度且连续地堆叠在所述上电极层上；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。上述薄膜体声谐振器通过设置具有下半腔体和上半腔体的腔体，且下半腔体整体位于衬底上表面之下，上半腔体整体位于衬底上表面之上，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，特别是涉及薄膜体声谐振器和半导体器件。

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。

为了增加FBAR的效率，需要更好的声能约束以及由于更好的声能约束而产生的FBAR Q因数的进一步改善。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种新型结构的薄膜体声谐振器和半导体器件。

本发明实施例的第一方面提供一种薄膜体声谐振器，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、上电极层和多个横向特征，所述多个横向特征包括多个台阶结构，所述多个台阶结构具有不同的宽度且连续地堆叠在所述上电极层上；

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薄膜体声谐振器，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、压电层和上电极层；

在所述上电极层的外部区域处、所述上电极层的表面上的外部多界面架构样式，所述外部多界面架构样式包括多个第一台阶结构，所述多个第一台阶结构具有不同的宽度且连续地堆叠在所述上电极层上；

在所述上电极层的中心区域处、所述上电极层的所述表面上的内部多界面架构样式，所述内部多界面架构样式中包括多个第二台阶结构，所述多个第二台阶结构具有不同的宽度且连续地堆叠在所述上电极层上；

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。

本发明实施例的第三方面提供一种半导体器件，包括本发明实施例第一方面中任一种薄膜体声谐振器或本发明实施例第二方面中任一种薄膜体声谐振器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明实施例，通过设置具有下半腔体和上半腔体的腔体，且下半腔体整体位于衬底上表面之下，上半腔体整体位于衬底上表面之上，从而形成一种新型的谐振器结构，且具有较好的性能。