[发明专利]Lamb波谐振器及其制作方法

说明书

本发明公开一种Lamb波谐振器及其制作方法，制得的Lamb波谐振器包括自下而上依次设置的第一电极结构、压电振动结构、第二电极结构和掩膜结构；其中，所述第二电极结构为叉指电极，所述压电振动结构的边缘倾角均呈90°，所述掩膜结构为二氧化硅掩膜，所述二氧化硅掩膜同时覆盖叉指电极的外表面和未被叉指电极覆盖的压电振动结构的上表面。本发明实施例的采用二氧化硅作为压电振动结构的掩膜结构的解决方案，使得制备的压电振动结构的边缘倾角能够呈90°角，大幅提高了Lamb波谐振器的品质因数，优化了Lamb波谐振器的性能。

技术领域

本发明涉及Lamb波谐振器技术领域，尤其涉及一种具有二氧化硅掩膜结构的Lamb波谐振器及其制作方法。

背景技术

氮化铝(AlN)压电谐振器是一种新兴的具有高频率、高Q值可以与集成电路工艺相兼容的选频器件，其具有小尺寸、低功耗、优良的选频能力以及稳定的性能等优势。近年来，氮化铝压电谐振器凭借其优越的性能受到各行各业的青睐。Lamb波谐振器作为一种氮化铝压电谐振器，因其同时具备表面声波(SAW)谐振器和体声波(BAW)谐振器的优势而脱颖而出——具备高品质因数的同时可以通过改变叉指电极的周期以及电极的布局，实现片上集成多频段选择器件。

氮化铝(AlN)是一种性能极佳的压电材料，可在1423.15K下保持压电性能，受益于其在高温条件下表现的优异性能，以氮化铝(AlN)作为压电振动结构的Lamb波谐振器凭借其耐高温的特点，吸引了例如汽车、航空航天、天然气勘探以及电力电子等行业的极大兴趣。

对于氮化铝Lamb波谐振器来说，谐振器的品质因数(Q值)、频率温度系数和机电耦合效率(k²_eff)等关键性能对其器件性能具有重要影响，但现有的氮化铝Lamb波谐振器的工艺尚未成熟，谐振器的品质因数(Q值)和机电耦合效率(k²_eff)等关键性能还有待提升。并且，现有的氮化铝Lamb波谐振器的频率温度系数往往较低，当温度变化后，谐振器的谐振频率会产生较大的偏移。

发明内容

针对现有技术中存在的氮化铝Lamb波谐振器的频率温度系数往往较低，当温度变化后，谐振器的谐振频率会产生较大的偏移的问题，发明人经过反复的试验验证和研究，最终找到了影响氮化铝Lamb波谐振器的频率温度系数的关键因素。基于此，发明人基于对该关键因素的研究，提出了一种能够有效降低氮化铝Lamb波谐振器的频率温度系数的解决方案。

第一方面，本发明实施例提供一种Lamb波谐振器，其包括自下而上依次设置的

第一电极结构；

压电振动结构；

第二电极结构；和

掩膜结构；

其中，所述第二电极结构为叉指电极，所述压电振动结构的边缘倾角均呈90°，所述掩膜结构为二氧化硅掩膜，所述二氧化硅掩膜同时覆盖叉指电极的外表面和未被叉指电极覆盖的压电振动结构的上表面。

第二方面，本发明实施例提供一种Lamb波谐振器的制作方法，其包括

步骤S1：在晶圆高阻硅上溅射形成钼薄膜，经涂胶、曝光、显影并刻蚀形成第一电极结构；

步骤S2：去胶，并在第一电极结构上淀积AlN层，形成压电振动结构；

步骤S3：在压电振动结构上溅射钼薄膜，经涂胶、曝光、显影并刻蚀形成第二电极结构；

步骤S4：去胶，并在第二电极结构上淀积二氧化硅，经涂胶、曝光、显影并刻蚀形成二氧化硅掩膜结构；

步骤S5：利用二氧化硅作为掩膜结构，刻蚀氮化铝膜层，形成边缘倾角均呈90°的压电振动结构。