一种空气隙型薄膜体声波谐振器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111010137A(43)申请公布日2020.04.14(21)申请号201911340514.0(22)申请日2019.12.23(71)申请人河源市众拓光电科技有限公司地址517000广东省河源市高新技术开发区高新五路众拓光电(72)发明人李国强(74)专利代理机构广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙)44288代理人王忠浩(51)Int.Cl.H03H9/17(2006.01)H03H3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种空气隙型薄膜体声波谐振器及其制备方法(57)摘要本发明公开了空气隙型薄膜体声波谐振器，包括从下至上依次分布的外延衬底、压电层、及钝化层，压电层的上表面与下表面分别相对相连接有顶电极与底电极；外延衬底的顶部设有第一硅腔，底电极与第一硅腔形成空气隙结构。还公开了其制备方法，选用硅衬底作为外延衬底，对外延衬底进行清洗，去除表面杂物；涂胶光刻外延衬底，生成晶圆片，通过刻蚀晶圆片制备第一硅腔；在第一硅腔依次交替表面沉积光刻胶、磷硅玻璃；在磷硅玻璃表面沉积压电薄膜；将晶圆片表面抛光；在晶圆片表面依次沉积预设厚度的底电极、压电层、顶电极及钝化层，生成谐振器；将谐振器浸泡于预设的腐蚀溶液，并去除谐振器的残留液体。本发明可缩短制备时间且提高良率。CN111010137ACN111010137A权利要求书1/1页1.一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，包括从下至上依次分布的外延衬底、压电层、及钝化层，所述压电层的上表面与下表面分别相对相连接有顶电极与底电极；所述外延衬底的顶部设有第一硅腔，所述底电极与第一硅腔形成空气隙结构。2.如权利要求1所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述顶电极与底电极的厚度均为100nm～700nm，所述压电层的厚度为500nm～3um。3.如权利要求1所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一硅腔的深度为1um～30um。4.如权利要求1所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述底电极与所述顶电极均采用金属材料，所述金属材料包括铂Pt、钼Mo、钨W、钛Ti、铝Al、金Au、银Ag中的一种或以上。5.如权利要求2所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述压电层采用氧化锌ZnO、氮化铝AlN或压电陶瓷；所述钝化层采用氮化铝AlN、钼Mo或二氧化硅SiO2。6.如权利要求3所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，其特征在于，所述第一硅腔的深度为2.5um。7.一种空气隙型薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，制备权利要求1～6任一所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器，包括以下步骤：S1、选用硅衬底作为外延衬底，对外延衬底进行清洗，去除表面杂物；涂胶光刻所述外延衬底，生成晶圆片，通过刻蚀所述晶圆片制备第一硅腔；S2、在所述第一硅腔表面沉积光刻胶，在所述光刻胶表面沉积磷硅玻璃；S3、重复执行S2，在最上层的磷硅玻璃表面沉积压电薄膜氮化铝AlN，所述光刻胶、磷硅玻璃、压电薄膜构成牺牲层；S4、通过化学机械抛光将所述晶圆片表面抛光；S5、在所述晶圆片表面依次沉积预设厚度的底电极、压电层、顶电极及钝化层，生成谐振器；S6、将所述谐振器浸泡于预设的腐蚀溶液，所述腐蚀溶液包括丙酮溶液与氢氟酸溶液，并去除所述谐振器的残留液体，生成空气隙型薄膜体声波谐振器。8.如权利要求7所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述S4与S5之间还包括：S41、通过侵蚀所述晶圆片制备第二硅腔，所述第二硅腔用于增加腐蚀溶液与牺牲层的接触面积。9.如权利要求7所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，所述谐振器浸泡于所述丙酮溶液5min，再浸泡于所述氢氟酸溶液30min。10.如权利要求8所述的一种空气隙型薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，通过RIE、ICP或化学腐蚀刻蚀所述晶圆片制备第一硅腔与第二硅腔；通过PVD制备所述压电层；通过LPCVD在第一硅腔内部沉积磷硅玻璃；通过物理气相沉积所述底电极、压电层、顶电极及钝化层。2CN111010137A说明书1/4页一种空气隙型薄膜体声波谐振器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及薄膜体声波谐振器技术领域，尤其涉及一种空气隙型薄膜体声波谐振器及其制备方法。背景技术[0002]随着5G技术的流行，高频器件受到了人们越来越多的关注。谐振器作为重要的射频元件在通信领域发挥了不可替代的作用。目前谐振器的主要种类可以分为介质陶瓷谐振器、LC谐振器以及基于声波的谐振器(体声波与表面声波谐振器)。其中体声波谐振器由于体积小、工作频率高等优点，在手机、基站等方面有着广阔的应用前景。薄膜体声波谐振器