[发明专利]薄膜体声波谐振器及其制造方法

说明书

本发明提供一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。本发明提供的薄膜体声波谐振器在压电叠层中设置第一分割结构和第二分割结构，第一分割结构和第二分割结构互补围成环状，以界定所述有效工作区和所述寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域，然后，在第一分割结构和第二分割结构的交界处设置第一分离结构和第二分离结构，第一分离结构分离第一电极使在至少部分相对区域，部分寄生工作区的第一电极与有效工作区的第一电极绝缘，有效减少了寄生谐振，改善了声波损耗，使薄膜体声波谐振器的品质因子得到提高，进而提高器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及 其制作方法。

背景技术

自模拟射频通讯技术在上世纪90代初被开发以来，射频前端模块已经 逐渐成为通讯设备的核心组件。在所有射频前端模块中，滤波器已成为增 长势头最猛、发展前景最大的部件。随着无线通讯技术的高速发展，5G通 讯协议日渐成熟，市场对射频滤波器的各方面性能也提出了更为严格的标 准。滤波器的性能由组成滤波器的谐振器单元决定。在现有的滤波器中， 薄膜体声波谐振器(FBAR)因其体积小、插入损耗低、带外抑制大、品质因数高、工作频率高、功率容量大以及抗静电冲击能力良好等特点，成为最 适合5G应用的滤波器之一。

通常，薄膜体声波谐振器包括两个薄膜电极，并且两个薄膜电极之间 设有压电薄膜层，其工作原理为利用压电薄膜层在交变电场下产生振动， 该振动激励出沿压电薄膜层厚度方向传播的体声波，此声波传至上下电极 与空气交界面被反射回来，进而在薄膜内部来回反射，形成震荡。当声波 在压电薄膜层中传播正好是半波长的奇数倍时，形成驻波震荡。

但是，目前制作出的空腔型薄膜体声波谐振器，其品质因子(Q)无法 进一步提高，因此无法满足高性能的射频系统的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，能够提 高薄膜体声波谐振器的品质因子，进而提高器件性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种薄膜体声波谐振器，包括：

第一衬底及设置在所述第一衬底上的第一支撑层，所述第一支撑层中 设置有第一空腔；

盖设于所述第一空腔的顶部开口上的压电叠层，包括依次设置在所述 第一支撑层上的第一电极、压电层和第二电极，所述压电叠层包括有效工 作区和包围所述有效工作区的寄生工作区，在所述寄生工作区，所述第一 电极和所述第二电极在厚度方向上具有相对区域；

第一分离结构，分离所述第一电极使在至少部分所述相对区域，部分 所述寄生工作区的第一电极与所述有效工作区的第一电极绝缘；

和/或，

第二分离结构，分离所述第二电极使在至少部分所述相对区域，部分 所述寄生工作区的第二电极与所述有效工作区的第二电极绝缘。

本发明还提供一种滤波器，包括至少一个上述所述的薄膜体声波谐振 器。

本发明还提供一种射频通信系统，包括至少一个上述的滤波器。

本发明提供一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：

提供第三衬底，在所述第三衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层 结构包括依次形成在所述第三衬底上的第二电极层、压电材料层及第一电 极层；

在所述第一电极层上形成第一支撑层，在所述第一支撑层中形成贯穿 所述第一支撑层的第一空腔；

形成所述第一空腔后，刻蚀所述第一电极层形成第一开口，所述第一 开口厚度方向上贯穿所述第一电极层；

提供第一衬底，将所述第一衬底与所述第一支撑层键合；

去除所述第三衬底；