[发明专利]一种体声波谐振器的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种体声波谐振器的制备方法，该方法包括：提供压电衬底，在压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；在第一衬底上形成金属电极，并图形化金属电极形成底部电极；将具有底部电极的压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，底部电极均位于空腔内；剥离压电衬底的第二衬底；减薄第一衬底至所需厚度；于远离底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。克服了常规工艺中在形成底部空腔过程中对谐振器结构产生不良影响的问题和常规工艺中金属与支撑衬底键合困难的问题，降低工艺容错度，减少工艺步骤和工艺成本，保证器件工作特性。

技术领域

本发明实施例涉及谐振器技术领域，尤其涉及一种体声波谐振器的制备方法。

背景技术

目前市场上体声波滤波器的压电薄膜主要采用由真空溅射方法制备的氮化铝薄膜材料。但是氮化铝材料的机电耦合系数和Q值较低，不能满足5G带通滤波器高频率、大带宽、低损耗的要求，相关的材料及技术问题仍亟需解决。理论研究表明，铌酸锂薄膜的机电耦合系数较高。例如，X切向铌酸锂薄膜的耦合系数最高可达45％，远高于氮化铝薄膜的8％。相应地，由铌酸锂薄膜制备的滤波器相对带宽超过20％，是基于氮化铝薄膜滤波器相对带的6倍。

但基于铌酸锂薄膜的体声波谐振器的工艺制程一直具有较大困难，一方面由于金属与Si或SiO₂支撑层之间存在键合困难的问题；另一方面在刻蚀形成底部空腔的过程中，往往会存在刻蚀不足以及刻蚀过度等问题，往往会损坏谐振器，降低谐振器的性能，且刻蚀步骤会增加工艺成本；或者先在空腔中形成牺牲层，再在牺牲层上形成底部电极，样品完成键合后通过热分解或者打释放孔后使用刻蚀剂的方法去除牺牲层形成空腔，这种方法也会增加工艺步骤和工艺成本，且难以保证底部电极与压电层形成良好接触，并且容易损坏谐振器，降低谐振器的性能的可能性增大。

发明内容

本发明实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，克服了常规工艺中金属与支撑衬底键合困难以及常规工艺中在形成底部空腔过程中对谐振器结构产生不良影响的问题，降低工艺容错度，减少工艺步骤和工艺成本，保证器件工作特性。

第一方面，本发明实施例提供了一种体声波谐振器的制备方法，该方法包括：

提供压电衬底，在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底；

在所述第一衬底上形成金属电极，并图形化所述金属电极形成底部电极；将具有所述底部电极的所述压电衬底一表面键合到带有预置空腔的支撑衬底上，所述底部电极均位于所述空腔内；

剥离所述压电衬底的所述第二衬底；

减薄所述第一衬底至所需厚度；

于远离所述底部电极的第一衬底一面上形成顶部电极。

可选的，所述在所述压电衬底上进行离子注入形成具有缺陷层连接的第一衬底和第二衬底包括：

向所述压电衬底进行He⁺离子注入；以在所述压电衬底内形成缺陷；所述缺陷靠近于注入面。

可选的，所述压电衬底选材为铌酸锂或钽酸锂。

可选的，所述图形化所述金属电极形成底部电极，包括：

刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成平板电极；或者，

刻蚀多余部分的所述金属电极进行图形化形成叉指电极。

可选的，所述底部电极选材为Al、Mo、Au、Ag、Ni、Pt或Cu。

可选的，所述支撑衬底选材为Si或者在所述支撑衬底表面还具有一层SiO₂薄膜。

可选的，所述剥离所述压电衬底的所述第二衬底，包括：