[发明专利]一种超高频压电谐振器及其制备方法

说明书

本发明属于谐振器领域，提供一种超高频压电谐振器及其制备方法，解决超高频压电谐振器采用背部刻蚀的方式在衬底上形成空腔而造成刻蚀表面不平整、刻蚀厚度不均匀和应力集中而影响器件的性能的问题。该方法包括在衬底的上表面刻蚀出凹槽；在凹槽的表面沉积第一隔离层，第一隔离层的厚度小于所述凹槽的深度；在整个凹槽内填满牺牲层，牺牲层的上表面与衬底层的上表面齐平；在填有牺牲层的衬底的上表面沉积第二隔离层；在第二隔离层的上表面形成压电层；在压电层的上表面形成电极层；在凹槽的上方形成释放口，通过释放口去除牺牲层形成空腔。本发明通过用两个隔离层包围凹槽内的牺牲层，可以避免去除牺牲层时造成刻蚀表面不平整的问题。

技术领域

本发明涉及谐振器领域，具体涉及一种超高频压电谐振器及其制备方法。

背景技术

随着无线通讯的迅速发展，频段变得越来越拥挤，为了满足越来越庞大的市场的需求，频段逐渐向高频、超高频发展。高频段、大带宽、高稳定的电子设备成为市场急需的产品。其中，滤波器作为无线电子通讯中必不可少的器件；而滤波器的组成成分之一的谐振器，也需要不断更新换代，以满足市场的需求。如今，国内外逐渐有超高频谐振器的结构提出，新一代超高频谐振器具有大带宽、超高频、超高机电耦合系数的特点获得国内外广泛的关注，这一性能使它成为了实现5G、6G通讯的关键技术，它可以适用于4-6GHz及以上的移动电话射频滤波器。

一个产品的诞生不仅需要新的设计结构提出，更需要后端工艺逐步跟上。近年来，压电式微机电系统(MEMS)工艺技术也在不断发展，但针对于超高频压电谐振器的加工工艺还有待探究。现有的加工技术通常采用背部刻蚀的方式在衬底上形成空腔，由于衬底厚度太大，所以背部刻蚀时刻蚀的面积很大，这种工艺易造成刻蚀表面不平整、刻蚀厚度不均匀和应力集中等问题，从而导致压电层厚度不均匀，影响器件的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种超高频压电谐振器及其制备方法，解决超高频压电谐振器采用背部刻蚀的方式在衬底上形成空腔而造成刻蚀表面不平整、刻蚀厚度不均匀和应力集中等影响器件的性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超高频压电谐振器的制备方法，包括以下步骤：

在衬底的上表面刻蚀出凹槽；

在所述凹槽的表面沉积第一隔离层，所述第一隔离层的厚度小于所述凹槽的深度；

在整个凹槽内填满牺牲层，所述牺牲层的上表面与所述衬底层的上表面齐平；

在填有牺牲层的衬底的上表面沉积第二隔离层；

在所述第二隔离层的上表面形成压电层；

在所述压电层的上表面形成电极层；

在凹槽的上方形成释放口，通过所述释放口去除牺牲层形成空腔。

进一步地，还在衬底的上表面沉积第一隔离层，所述牺牲层的上表面与所述衬底的上表面沉积的第一隔离层的上表面齐平。

进一步地，所述第一隔离层和所述第二隔离层的材料为二氧化硅、碳化硅或氮化硅。

进一步地，所述牺牲层的材料为多晶硅。

进一步地，通过化学机械抛光使所述牺牲层的上表面与所述衬底层的上表面齐平。

进一步地，所述压电层的材料为铌酸锂或钽酸锂。

进一步地，所述压电层通过与所述第二隔离层键合形成。

进一步地，所述电极层可通过光刻技术图案化。

进一步地，所述释放口的形状为圆形或多边形。