[发明专利]三维体声波谐振器及其制造方法

权利要求书

1.一种三维(3D)体声波(BAW)谐振器，包括：

压电膜阵列，包括在衬底与盖帽层之间垂直且水平分布的多个压电膜，垂直方向上相邻压电膜之间具有多个第一空腔，水平的第一方向上相邻压电膜之间具有共用的第二空腔，水平的第二方向上相邻压电膜之间具有共用的第三空腔，多个第一空腔沿第二方向的宽度从上至下增大，任意两个相邻第一空腔仅有一侧对齐；

多个电极层，至少覆盖每个第一空腔的顶面和底面；

多个电极互连层，沿第三空腔侧面依次连接所述多个电极层；第三空腔包括沿第二方向宽度不等的多个子部分，任意两个相邻子部分深度不同；

多个焊垫，至少部分地插入第三空腔中以电连接各个电极互连层。

2.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，第二空腔沿第一方向的宽度相等。

3.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，焊垫沿第二方向的宽度大于等于第三空腔宽度的1.5倍。

4.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，每个第一空腔与共用的第三空腔之间具有电极层、第一隔离层和电极互连层。

5.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，每个第一空腔与共用的第二空腔之间具有第二隔离层和第一密闭层。

6.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，衬底和/或盖帽层材料选自体Si、绝缘体上硅(SOI)、体Ge、GeOI、GaN、GaAs、SiC、InP、GaP。

7.根据权利要求6的3D BAW谐振器，其中，衬底与盖帽层材料相同。

8.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，电极层和/或电极互连层材料为选自Mo、W、Ru、Al、Cu、Ti、Ta、In、Zn、Zr、Fe、Mg的金属单质、这些金属的合金、这些金属的导电氧化物或导电氮化物、以及其任意组合。

9.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，压电膜的材料为ZnO、AlN、BST、BT、PZT、PBLN、PT。

10.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，第一隔离层的材料为SiOx、SiOC、SiOC、SiOF、SiFC、BSG、PSG、PBSG或其任意组合。

11.根据权利要求5的3D BAW谐振器，其中，第二隔离层的材料为SiOx、SiOC、SiOC、SiOF、SiFC、BSG、PSG、PBSG或其任意组合。

12.根据权利要求11的3D BAW谐振器，其中，第一隔离层和第二隔离层材料相同。

13.根据权利要求5的3D BAW谐振器，其中，第一密闭层材料为氧化钛、氧化钽、氧化铪、氧化钨。

14.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，焊垫的材料为Al、Mg、In及其组合。

15.根据权利要求1的3D BAW谐振器，其中，钝化层覆盖位于盖帽层顶部的硬掩模层并填充在多个焊垫之间。

16.根据权利要求15的3D BAW谐振器，其中，钝化层中具有再布线层以连接驱动电路，或者焊垫电连接至其上方的导电凸块。