[发明专利]声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法

说明书

本公开提供了声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法。根据本公开的声学谐振器的制造方法包括：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的反射空腔；在衬底上方沿竖直方向依次形成下电极、压电层和上电极，下电极覆盖反射空腔；去除反射空腔中的牺牲材料；以及通过从反射空腔调整下电极的厚度来调整声学谐振器的频率。根据本公开的声学谐振器及其制造方法，可以在不显著增加工艺复杂度的情况下实时控制下电极的厚度，进而实现对声学谐振器的频率的实时调整。此外，根据本公开的滤波器及其制造方法，对于具有多个声学谐振器的滤波器，可以选择性地调整相应的声学谐振器的频率和/或带宽。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别地，本公开涉及声学谐振器及其制造方法以及包括滤波器及其制造方法。

背景技术

谐振器已被广泛应用于许多领域中。例如，在无线通信领域中，使用射频(RF)和微波频率的谐振器构成滤波器以改善信号的接收和发送。随着对通信设备的小型化和微型化的需要，提出了基于压电效应的谐振器。在基于压电效应的谐振器中，在压电材料中产生声学谐振模式，其中声波被转换为无线电波。

一种类型的压电谐振器是体声学谐振器(BAW)，具有尺寸小、工作频率高、与集成电路(IC)制造工艺兼容等优点。

现有技术中，已经提出了可以在声学谐振器的上电极上设置质量负载层来调整声学谐振器的频率，进而还可以调整由声学谐振器构成的滤波器的频率和/或带宽的方法。这种方法对频率的调整量取决于质量负载层的厚度控制精度，如果需要多种频率的谐振器，则需要沉积多种厚度的质量负载层，工艺复杂，且精度不易控制。

图1示出了根据现有技术的由在上电极上设置有质量负载层的声学谐振器构成的滤波器的截面视图。如图1中所示，该滤波器包括第一声学谐振器、第二声学谐振器和第三声学谐振器，其中第一声学谐振器的上电极上设置有第一质量负载层M1和第二质量负载层M2，第二声学谐振器的上电极上设置有第一质量负载层M1，并且第三声学谐振器的上电极上未设置有质量负载层。由于质量负载层M1和M2的设置，第一至第三声学谐振器的频率不同。

通常，质量负载层可以由与上电极相同的材料制成，并且质量负载层的厚度较薄。因此，通过现有的厚度量测设备，难以精确量测质量负载层的实际厚度，只能在最后通过性能测试，反推质量负载层的厚度，时效性较差，并且对性能异常的产品无法进行补救，进而影响声学谐振器的性能和良率。

此外，在第一至第三声学谐振器的上电极上还形成有用作保护层的钝化层。虽然通过调整钝化层的厚度可以调整声学谐振器的频率，但是对钝化层厚度的调整仅能改变声学谐振器的频率，因而具有一定的局限性。

因此，在现有技术中仍需要至少克服以上缺陷的声学谐振器及其制造方法以及相应的滤波器及其制造方法。

发明内容

在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，此概述并非关于本公开的穷举性概述，也非意在确定本公开的关键性部分或重要部分，更非意在限定本公开的范围。此概述的目的仅在于以简化的形式给出关于本公开的某些发明构思，以此作为稍后给出的更详细的描述的前序。

本公开的目的在于提供能够精确控制频率的声学谐振器及其制造方法以及滤波器及其制造方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种声学谐振器的制造方法，其包括以下步骤：在衬底内部或表面上形成填充有牺牲材料的反射空腔；在衬底上方沿竖直方向依次形成下电极、压电层和上电极，下电极覆盖反射空腔；去除反射空腔中的牺牲材料；以及通过从反射空腔调整下电极的厚度来调整声学谐振器的频率。

根据本公开的实施方式，去除反射空腔中的牺牲材料包括：通过形成至少穿过压电层的与反射空腔连通的释放孔来去除反射空腔中的牺牲材料。