[发明专利]一种薄膜体声波谐振器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，其中薄膜体声波谐振器的制造方法包括：提供第一衬底；在第一衬底上形成压电叠层结构，压电叠层结构包括依次叠层的第二电极层、压电层和第一电极层；图形化第一电极层，以形成第一电极，使位于有效谐振区中的第一电极的部分边缘截止于空腔上方；形成第一电极后，在压电叠层结构上形成支撑层；在支撑层中形成贯穿支撑层的空腔；在支撑层上键合第二衬底，第二衬底遮盖空腔；键合第二衬底后，去除第一衬底；图形化第二电极层，以形成第二电极，使位于有效谐振区中的第二电极的部分边缘截止于空腔上方，有效谐振区以外的第一电极和第二电极在垂直于压电层方向上无重叠的区域。

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，本发明提供了一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：

提供第一衬底；

在所述第一衬底上形成压电叠层结构，所述压电叠层结构包括依次叠层的第二电极层、压电层和第一电极层；

图形化所述第一电极层，以形成第一电极，使位于所述有效谐振区中的第一电极的部分边缘截止于所述空腔上方；

形成第一电极后，在所述压电叠层结构上形成支撑层；

在所述支撑层中形成贯穿所述支撑层的空腔；

在所述支撑层上键合第二衬底，所述第二衬底遮盖所述空腔；

键合所述第二衬底后，去除所述第一衬底；

图形化所述第二电极层，以形成第二电极，使位于所述有效谐振区中的第二电极的部分边缘截止于所述空腔上方，所述有效谐振区以外的所述第一电极和所述第二电极在垂直于所述压电层方向上无重叠的区域。

本发明还提供了一种薄膜体声波谐振器，包括：

第二衬底；

键合于所述第二衬底上的支撑层，所述支撑层中形成有贯穿所述支撑层的空腔；

压电叠层结构，遮盖所述空腔，所述压电叠层结构包括依次层叠的第一电极、压电层和第二电极；

所述第一电极和所述第二电极在垂直于所述压电层方向上的重叠区域包括所述谐振器的有效谐振区，所述有效谐振区为所述第一电极、压电层和所述第二电极互相重叠的区域，所述有效谐振区位于所述空腔的上方，且所述有效谐振区以外的所述第一电极和所述第二电极在垂直于所述压电层方向上无重叠的区域。