[发明专利]一种体声波谐振器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种体声波谐振器及其制备方法，涉及谐振器技术领域，本申请的体声波谐振器的制备方法，包括：在晶圆基底上形成压电薄膜层；在压电薄膜层上形成下电极，下电极的边缘通过连接段形成有第一平行翼，第一平行翼与压电薄膜层之间具有间隙；在形成下电极的压电薄膜层上形成支撑件，支撑件与压电薄膜层之间形成空腔，空腔与间隙连通；晶圆基底与衬底通过支撑件键合并去除晶圆基底；在压电薄膜层上形成上电极，上电极的边缘通过连接段连接形成有第二平行翼，上电极、压电薄膜层、下电极以及空腔在衬底上的投影具有重叠的有效谐振区域。本申请的体声波谐振器及其制备方法，能够有效反射横向波，提高体声波谐振器的Q值。

技术领域

本申请涉及谐振器技术领域，具体而言，涉及一种体声波谐振器及其制备方法。

背景技术

利用压电薄膜在厚度方向的纵向谐振所制成的体声波谐振器，目前已经在高速串行数据应用等多个方面成为声表面波器件和石英晶体谐振器的替代。射频前端滤波器/双工器提供优越的滤波特性，例如低插入损耗、陡峭的过渡带、较大的功率容量、较强的抗静电放电能力等，作为构成滤波器/双工器的体声波谐振器，具有超低频率温度漂移，相位噪声低，功耗低且带宽调制范围大的优点。除此之外，这些微型体声波谐振器在硅衬底上使用互补式金属氧化物半导体兼容的加工工艺，这样可以降低单位成本，并有利于最终与电路集成。

体声波谐振器包括一个声反射结构和两个电极，以及位于两个电极之间的被称作压电激励的压电层，有时也将两个电极称为激励电极，其作用是引起谐振器各层的机械振荡。声反射结构在体声波谐振器和基底之间形成声学隔离。Q值是谐振器储存的总能量与谐振器通过各种途径损耗的能量的比值。体声波谐振器Q值的提升有助于提高滤波器的通带插入损耗及滚降，保证体声波滤波器性能。

体声波谐振器的阻抗与其谐振区域的横向尺寸有关，由于需要与形成滤波器的其他元件的阻抗匹配，使得谐振区域的横向尺寸有限，谐振区域是指上电极、压电层和下电极重合的区域，上电极和下电极的面积小于压电层的面积，当声波传递至谐振区域与非谐振区域的交界处时，在谐振区域与非谐振区域的交界处出现声阻抗不连续，激发兰姆模态的波，兰姆模态的波含有横向波的分量，兰姆模态的波不能很好的被限制在谐振器内，会在谐振区域与非谐振区域的交界处泄露至非谐振区域并进入基底，从而降低谐振器的Q值。

发明内容

本申请的目的在于提供一种体声波谐振器及其制备方法，能够有效反射横向波，提高体声波谐振器的Q值。

本申请的实施例一方面提供了一种体声波谐振器的制备方法，包括：在晶圆基底上形成压电薄膜层；在压电薄膜层上形成下电极，下电极在晶圆基底上的投影的一侧边缘与压电薄膜层在晶圆基底上的投影的一侧边缘平齐，下电极的投影在压电薄膜层的投影范围内，下电极的边缘通过连接段形成有第一平行翼，第一平行翼与压电薄膜层之间具有间隙；在形成下电极的压电薄膜层上形成支撑件，支撑件与压电薄膜层之间形成空腔，空腔与间隙连通；晶圆基底与衬底通过支撑件键合并去除晶圆基底；在压电薄膜层上形成上电极，上电极在衬底上的投影的一侧边缘与压电薄膜层在衬底上的投影的另一侧边缘平齐，上电极的投影在压电薄膜层的投影范围内，上电极的边缘通过连接段连接形成有第二平行翼，第二平行翼与压电薄膜层之间具有间隙，上电极、压电薄膜层、下电极以及空腔在衬底上的投影具有重叠的有效谐振区域。

作为一种可实施的方式，在压电薄膜层上形成下电极，下电极在晶圆基底上的投影的一侧边缘与压电薄膜层在晶圆基底上的投影的一侧边缘平齐，下电极的投影在压电薄膜层的投影范围内，下电极的边缘通过连接段形成有第一平行翼，第一平行翼与压电薄膜层之间具有间隙之后，体声波谐振器的制备方法还包括：在下电极上形成下边界环，下边界环覆盖第一平行翼。