[发明专利]空腔型倒置声波器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种空腔型倒置声波器件及其制备方法。所述空腔型倒置声波器件包括支撑基底、电极和压电薄膜。所述支撑基底表面设置有一个以上凹槽，所述电极设置于所述凹槽内，所述压电薄膜设置在支撑衬底表面并覆盖所述凹槽，所述电极与压电薄膜电性结合。本发明的空腔型倒置声波器件兼具声表面波和体声波的优势，性能优异，且器件表面平整，在保证器件基本性能的同时，便于实现不同种类的性能调控，应用范围广，同时其制备难度和成本低，良率高，易于规模化生产及推广应用。

技术领域

本发明涉及一种声波器件，具体涉及一种空腔型倒置声波器件及其制备方法，属于电子信息材料及半导体器件技术领域。

背景技术

社会的发展催生了人们越来越高的移动通信需求，快速迭代发展的无线通信技术给射频器件提出了越来越高的要求。目前，以射频滤波器为代表的射频器件具有高频、大带宽的发展趋势。传统的声表面波滤波器和体声波滤波器尽管具有成本低、体积小、性能稳定等优势，却难以满足更高频更大带宽的通信技术。因此，发展和提升声波滤波器通信技术是迫切需要的。

XBAR技术和兰姆波技术是近几年发展而来的声波器件技术，它们整合了声表面波和体声波的优势，能够满足高频、大带宽的通信需求。然而，现有的XBAR器件和兰姆波器件制备工艺过程复杂，难度大，成本高且良品率低，这些不足制约了它们的实际应用。同时，XBAR器件和兰姆波器件本身的性能依然存在提升的空间。因此，如何在提升声波器件性能的同时降低其制备难度，提升成品良率，是业界期待解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空腔型倒置声波器件，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种制备所述空腔型倒置声波器件的方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明的一个方面提供的一种空腔型倒置声波器件包括：

支撑基底，所述支撑基底表面设置有一个以上凹槽；

电极，所述电极设置于所述凹槽内；

压电薄膜，所述压电薄膜设置在支撑衬底表面并覆盖所述凹槽，所述电极与压电薄膜电性结合。

在本发明的空腔型倒置声波器件中，所述支撑基底主要起支撑作用，并可以设置于所述器件底部。所述压电薄膜作为器件的压电层，起到声电转换的作用，并可设置于支撑基底上方。所述电极优选为金属电极，其可以设置于所述压电薄膜下表面，且位于所述支撑基上端的凹槽中。

在一些实施方式中，所述电极包含叉指结构和与叉指结构配合的汇流条及电极焊盘。

在一些实施方式中，所述的空腔型倒置声波器件还包括：设置在所述压电薄膜上的性能增强层。进一步的，所述性能增强层可根据实际情况设置为一层或多层，或者也可不设置。例如，可以设置二氧化硅层作为性能增强层以提高器件的温度稳定性，或者，可以设置碳化硅层作为性能增强层以提高器件的表面散热性能等。

在一些实施方式中，所述叉指结构包括叉指换能器，所述叉指换能器中的多条叉指交替连接信号端(S)和地端(G)。

在一些实施方式中，所述叉指结构还包括反射栅，所述反射栅设置于所述叉指换能器两侧且相互连通。

进一步的，所述叉指结构可以仅由叉指换能器构成，也可以由叉指换能器和反射栅(R)共同构成。

在一些实施方式中，所述叉指结构的线宽为100nm-50μm、相邻叉指间距为100nm-50μm、声孔孔径为4μm-1000μm。

在一些实施方式中，所述叉指结构包含金属打底层和金属主体层，所述金属主体层设置在金属打底层上，所述金属打底层与压电薄膜直接接触。

在一些实施方式中，所述金属打底层的材质包括但不限于Ti、Ni、Cr中的至少一种。