[发明专利]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，方法包括：提供过渡基板，并在过渡基板上沉积氮化铝材料；对氮化铝材料进行退火处理，形成氮化铝层；在氮化铝层上形成第一电极；提供具有空腔的衬底，将氮化铝层靠近第一电极的一侧与衬底具有空腔的一侧键合，第一电极位于空腔内；去除过渡基板；在氮化铝层远离第一电极的一侧制备第二电极。本发明提供的薄膜体声波谐振器及其制造方法，大大提升了薄膜体声波谐振器中氮化铝材料的晶体质量。

技术领域

本发明实施例涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种薄膜体声波谐振器及其制造方法。

背景技术

随着薄膜与微纳制造技术的发展，电子器件正向微型化、高密集复用、高频率和低功耗的方向迅速发展。近年来发展起来的薄膜体声波谐振器(FBAR)采用一种先进的谐振技术,通过压电薄膜的逆压电效应将电能量转换成声波而形成谐振，这一谐振技术可以用来制作薄膜频率整形器件等先进元器件，薄膜体声波谐振器(FBAR)声波器件具有体积小,成本低,品质因数(Q)高、功率承受能力强、频率高(可达1-10GHz)且与IC技术兼容等特点，适合于工作在1-10GHz的RF系统应用，有望在未来的无线通讯系统中取代传统的声表面波(SAW)器件和微波陶瓷器，因此在新一代无线通信系统和超微量生化检测领域具有广阔的应用前景。

薄膜体声波谐振器的核心结构包括顶电极、压电薄膜层、底电极，并在底电极下形成空腔，压电薄膜材料一般为氮化铝(AlN)，传统制作方法是通过低温溅射形成高C轴取向的AlN薄膜，该方法获得的AlN薄膜的XRD在002方向上的摇摆曲线宽度(FWHM)为2-3°，晶体质量不高，限制器件获取更大的带宽以及更小的损耗。

单晶AlN材料一般通过金属有机化学气象沉积(Metal Organic Chemical VaporDeposition，MOCVD)在高温环境下获得，但薄膜体声波谐振器铺设的底电极在高温下易融化损坏且不利于单晶压电材料的生长。

发明内容

本发明提供一种薄膜体声波谐振器及其制造方法，以提升薄膜体声波谐振器中AlN材料的晶体质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种薄膜体声波谐振器的制造方法，包括：

提供过渡基板，并在所述过渡基板上沉积氮化铝材料；

对所述氮化铝材料进行退火处理，形成氮化铝层；

在所述氮化铝层上形成第一电极；

提供具有空腔的衬底，将所述氮化铝层靠近所述第一电极的一侧与所述衬底具有空腔的一侧键合；所述第一电极位于所述空腔内；

去除所述过渡基板；

在所述氮化铝层远离所述第一电极的一侧制备第二电极。

可选的，所述退火温度为T，800℃≤T≤1600℃。

可选的，所述在所述过渡基板上沉积氮化铝材料包括：

通过溅射工艺在所述过渡基板上沉积氮化铝材料。

可选的，所述将所述氮化铝层靠近所述第一电极的一侧与所述衬底具有空腔的一侧键合包括：

通过共晶键合或者热压键合的方法将所述氮化铝层靠近所述第一电极的一侧与所述衬底具有空腔的一侧键合。

可选的，所述去除所述过渡基板包括：

通过激光剥离或者化学机械抛光去除所述过渡基板。

可选的，所述过渡基板的材料为蓝宝石。

可选的，所述衬底的材料为硅。

第二方面，本发明实施例还提供了一种薄膜体声波谐振器，采用第一方面中所述的任一薄膜体声波谐振器的制造方法形成，包括：