[发明专利]一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法

说明书

本发明提供一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法，其中薄膜压电声波谐振器包括：从上至下依次叠层的第一电极、压电感应振荡片和第二电极；第一电极、压电感应振荡片和第二电极在垂直于压电感应振荡片表面的方向上设有重叠的区域；在重叠的区域内，压电感应振荡片与第一电极之间设有第一间隙；和/或，压电感应振荡片与第二电极之间设有第二间隙。本发明的有益效果在于，解决了压电感应振荡片和上下电极接触界面存在残余应力和声波从电极中泄露的问题。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，移动数据传输量也迅速上升。因此，在频率资源有限以及应当使用尽可能少的移动通信设备的前提下，提高无线基站、微基站或直放站等无线功率发射设备的发射功率成了必须考虑的问题，同时也意味着对移动通信设备前端电路中滤波器功率的要求也越来越高。

目前，无线基站等设备中的大功率滤波器主要是以腔体滤波器为主，其功率可达上百瓦，但是这种滤波器的尺寸太大。也有的设备中使用介质滤波器，其平均功率可达5瓦以上，这种滤波器的尺寸也很大。由于尺寸大，所以这腔体滤波器无法集成到射频前端芯片中。

基于半导体微加工工艺技术的薄膜滤波器主要包括表面声波谐振器(SAWR)和体声波谐振器(BAWR)。体声波谐振器(BAWR)包括薄膜体声波谐振器(FBAR)和牢固安置型谐振器(SMR),体声波谐振器(BAWR)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。目前制作的体声波谐振器的两个薄膜电极和压电薄膜层直接接触，一方面由于不同材料间的物理性质不同，会在界面处产生残余应力，另一方面压电薄膜层中的声波传播到薄膜电极中，造成声波能量的损失。

因此，如何减少谐振器的声波能量损失，改善压电薄膜和薄膜电极接触界面的物理差异是当前面临的主要问题。

发明内容

本发明揭示了一种薄膜压电声波谐振器及其制造方法，解决现有技术中压电薄膜和薄膜电极接触界面存在残余应力和声波从电极中泄露的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种薄膜压电声波谐振器，包括：

从上至下依次叠层的第一电极、压电感应振荡片和第二电极；

所述第一电极、压电感应振荡片和第二电极在垂直于所述压电感应振荡片表面的方向上设有重叠的区域；

在所述重叠的区域内，所述压电感应振荡片与所述第一电极之间设有第一间隙；和/或，

所述压电感应振荡片与所述第二电极之间设有第二间隙。

本发明还提供了一种薄膜压电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第二电极；

在所述第二电极上形成叠层结构，所述叠层结构包括：压电感应振荡片和至少位于所述压电感应振荡片上表面的第一牺牲层；和/或，位于所述压电感应振荡片下表面的第二牺牲层；

在所述叠层结构上形成第一电极；

去除所述第一牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第一电极之间的第一间隙；和/或，

去除所述第二牺牲层，以形成位于所述压电感应振荡片和所述第二电极之间的第二间隙；

所述第一电极、所述压电感应振荡片、所述第二电极在垂直于所述第一衬底表面方向上设有重叠的区域，所述第一间隙和/或所述第二间隙位于所述重叠的区域内，所述重叠的区域定义为有效工作区。

本发明的有益效果在于：