CN112311353A - 一种牢固安置型体声波谐振器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种牢固安置型体声波谐振器及其制造方法,其中谐振器包括:基板;压电叠层,包括依次置于基板上的第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体,其中第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体在竖直方向上形成互相重叠的有效谐振区;置于基板中、第二电极片体之下与有效谐振区相对的布拉格声波反射复合体,布拉格声波反射复合体的顶面与基板的顶面齐平;置于基板中,并贯穿第二电极片体和压电感应震荡片的第二空腔,第二空腔暴露出压电感应震荡片的部分边界,且压电感应震荡片的另一部分边界与空气形成反射界面。本发明通过减少谐振器的横波泄露,提高Q值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域,尤其涉及一种牢固安置型体声波谐振器及其制造方法。
背景技术
随着移动通信技术的发展,移动数据传输量也迅速上升。因此,在频率资源有限以及应当使用尽可能少的移动通信设备的前提下,提高无线基站、微基站或直放站等无线功率发射设备的发射功率成了必须考虑的问题,同时也意味着对移动通信设备前端电路中滤波器功率的要求也越来越高。
目前,无线基站等设备中的大功率滤波器主要是以腔体滤波器为主,其功率可达上百瓦,但是这种滤波器的尺寸太大。也有的设备中使用介质滤波器,其平均功率可达5瓦以上,这种滤波器的尺寸也很大。由于尺寸大,所以这腔体滤波器无法集成到射频前端芯片中。
基于半导体微加工工艺技术的薄膜滤波器主要包括表面声波谐振器(SurfaceAcoustic Wave Resonator,SAWR)和体声波谐振器(BAWR)。
体声波谐振器的核心换能器是两个金属电极夹着压电薄膜构成,声波在压电薄膜里震荡形成驻波也能承受较高的功率。相比表面声波谐振器之下,体声波谐振器具有更高的工作频率高和更高的品质因数(Quality Factor,Q-Factor)高,并且是在硅晶圆片上制作的,又具有体积小和有利于与CMOS电路实现集成化等其他优点。其中,牢固安置型谐振器(Solidly Mounted Resonator),是一种将压电薄膜动力片体牢固地置被于硅晶圆或其他固态基底上的体声波谐振器,又具有散热好、功率高等优点。
传统的牢固安置型体声波谐振器,如附图1所示。R10为上电极,R20为压电层,R30为下电极,核心压电换能器(R40)的上电极R10与上空腔(空气)相接,形成对R1方向传播的体声波的顶部反射;其底部牢固地置于布拉格声波反射复合体(210);布拉格声波反射复合体(210)埋置于基底(R100)上的介质层(R200)内)由好几层高低交替阻抗(声波阻抗)层组成,比如第一层的声波阻抗大,第二层的声波阻抗小,第三层声波阻抗大,而且每层的厚度是声波波长λ的1/4,这样大部分波会反射回来和原来的波叠加,其结构整体效果相当于和空气接触,大部分R1方向传播的体声波被反射回到核心压电换能器(R40)。
然而,仍然有相当能量的体声波沿着R3方向传入布拉格声波反射复合体(210)外的介质层(R200)侧向区域(201),不仅不能被反射回压电换能器(R40),部分声波能量被无效地消耗或吸收,而且可能产生成为噪声的杂波反射,降低谐振器的效率、增大插入损耗。此外,薄膜压电换能器(R40)的纵向声波在压电薄膜传播的同时,由于压电薄膜的物理泊松效应,沿着与厚度垂直的变形会产生水平方向R2的变形,从而会在压电薄膜内产生横向寄生波,并沿着水平方向传播直至震荡器件片体的边界(R21)形成声波反射,反射后沿着反方向边界(R11)续传播并经历再次反射,如果横向寄生波也产生成为杂波的附加驻波震荡,不仅造成能量的损失,也会同样由于物理泊松效应而激发纵向的噪声驻波,从而大大影响谐振器的品质因子,即Q值。
于是,如何消除牢固安置型体声波谐振器的侧向声波遗漏,以及抑制膜压电换能器的横向寄生波对沿C-轴方向纵向体声波信号的串扰影响,最大限度地降低减少声波传播到震荡器件片体之外的能量消耗,在维持高功率、散热好的前提下,进一步提高谐振器的品质因子、降低插损,成为业界关注的焦点。
发明内容
本发明揭示了一种体声波谐振器及其制造方法,具体是一种牢固安置型体声波谐振器及其制造方法,解决现有技术中牢固安置型体声波谐振器的侧向声波泄漏以及存在水平方向弹性反射波的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种牢固安置型体声波谐振器,包括:
基板;
压电叠层,包括依次置于所述基板上的第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体,其中,所述第二电极片体、所述压电感应震荡片、和所述第一电极片体在竖直方向上形成互相重叠的有效谐振区;
置于所述基板中、所述第二电极片体之下与所述有效谐振区相对的布拉格声波反射复合体,所述布拉格声波反射复合体的顶面与所述基板的顶面齐平;
所述压电感应震荡片的外周与设于所述压电叠层之上的第一空腔和设于所述压电叠层之下的第二空腔形成空气反射边界。2、如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第二空腔环绕部分或全部所述布拉格声波反射复合体。
作为可选方案,所述压电感应震荡片在所述基板底面的投影为多边形,且所述多边形的任意两条边不平行。
作为可选方案,所述第二空腔的底部与所述布拉格声波反射复合体的底面齐平。
作为可选方案,所述第二空腔的一部分暴露部分所述有效谐振区外周的所述第二电极片体,所述第二空腔的另一部分暴露部分所述有效谐振区外周的所述第一电极片体。
作为可选方案,所述第一电极片体被所述第二空腔暴露部分设有至少一个第一水平弹性缓冲背脊条,所述第二电极片体被所述第二空腔暴露部分设有至少一个第二水平弹性缓冲背脊条。
作为可选方案,所述第一弹性缓冲背脊条或所述第二水平弹性缓冲背脊条包括多个垂直隆起微条,每个所述垂直隆起微条的宽度为0.01~10.0μm,高度为0.1~10μm,相邻所述垂直隆起微条的间距为0.01~10.0μm。
作为可选方案,所述有效谐振区的边界与所述压电感应震荡片的边界平行或重合。
作为可选方案,所述第二空腔在竖直方向的截面为矩形或上宽下窄的梯形。
作为可选方案,所述压电感应震荡片边界与所述布拉格声波反射复合体的边界互相重合或平行。
作为可选方案,还包括设于所述压电叠层之上的顶盖,所述顶盖设有开口向下的所述第一空腔,所述顶盖底部与所述压电叠层的边缘键合。
作为可选方案,所述压电感应震荡片的材料包括氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。
作为可选方案,所述压电感应震荡片的材料包括石英、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛、铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、氧化锌和铅锌榍石、压电陶瓷中的至少一种。
作为可选方案,所述第一电极片体和所述第二电极片体的材质包括金属铝、铜、镍、钨、钛、钼、银、金、铂金及其合金中的至少一种。
作为可选方案,所述布拉格声波反射复合体包括交替叠置的第一声波阻抗层和第二声波阻抗层,所述第一声波阻抗层的材料硬度高于第二声波阻抗层的材料硬度,所述第一声波阻抗层由包括钨在内的金属或包括碳化硅、金刚石在内的介质构成,所述第二声波阻抗层的材料包括氧化硅和\或氮化硅。
本发明还提供了一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法,包括:
步骤1:提供衬底,在所述衬底上形成布拉格声波阻抗层;
步骤2:在所述布拉格声波阻抗层中形成第二空腔和布拉格反射复合体;
步骤3:在所述布拉格声波阻抗层上依次形成第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体以形成压电叠层,使所述第二电极片体、压电感应震荡片和所述第一电极片体在所述布拉格复合体的上方形成相互重叠的有效谐振区,并使所述压电感应震荡片的外周一部分暴露于所述第二空腔中,另一部分暴露在所述第二电极片体上方的空气中。
作为可选方案,所述步骤2包括:在所述布拉格声波阻抗层中形成第二空腔,使所述第二空腔包围部分所述布拉格声波阻抗层以形成所述布拉格声波反射复合体。
作为可选方案,所述形成第二空腔包括:使所述第二空腔贯穿所述布拉格声波阻抗层,且所述第二空腔在竖直方向的截面为矩形或上宽下窄的梯形。
作为可选方案,在形成所述第二电极片体之前包括:
将第一牺牲材料片体填入所述第二空腔,使所述第一牺牲材料片体的表面与所述布拉格声波阻抗层的表面齐平;
在部分所述第一牺牲材料片体上形成第二凸起。
作为可选方案,所述形成所述第一电极片体之前包括:在所述布拉格声波阻抗层上依次形成第二导电薄膜和压电感应薄膜以覆盖所述第二凸起,所述第二导电薄膜在所述第二凸起处形成第二水平弹性缓冲背脊条;
去除所述第二空腔上方形成有所述第二凸起以外区域的所述第二导电薄膜和压电感应薄膜,暴露出所述第一牺牲材料片体,并形成所述第二电极片体和所述压电感应震荡片的外周边界,其中所述第二电极片体和压电感应震荡片的外周边界与所述布拉格声波反射复合体的外周边界重合或平行。
作为可选方案,所述暴露出所述第一牺牲材料片体之后还包括:在所述第一牺牲材料片体上形成第二牺牲材料片体,所述第二牺牲材料片体的顶面与所述压电感应薄膜的顶面齐平;
在所述第二牺牲材料片体上形成第一凸起。
作为可选方案,所述形成所述第一电极片体包括:
在所述压电感应薄膜以及所述第二牺牲材料片体上形成第一导电薄膜以覆盖所述第一凸起,所述第一导电薄膜在所述第一凸起处形成第一水平弹性缓冲背脊条;
去除形成有所述第二凸起的所述第二空腔上方及第二空腔外侧壁与布拉格声波阻抗层边缘之间的所述第一导电薄膜和压电感应薄膜,以暴露出下方的所述第二电极片体,并形成所述第一电极片体和压电感应震荡片的外周边界,所述第一电极片体和压电感应震荡片的边界与所述布拉格声波反射复合体的边界互相重合或平行。
作为可选方案,所述形成所述第一电极片体之后包括:
去除所述第一凸起、所述第一牺牲材料片体、所述第二牺牲材料片体和所述第二凸起。
作为可选方案,所述形成所述第一电极片体之后还包括:对所述第一水平弹性缓冲背脊条和所述第二水平弹性缓冲背脊条进行图案化处理,使所述第一水平弹性缓冲背脊条和所述第二水平弹性缓冲背脊条形成多个切分开的垂直隆起微条。
作为可选方案,每个所述垂直隆起微条的宽度为0.01~10.0μm,高度为0.1~10μm,相邻所述垂直隆起微条的间距为0.01~10.0μm。
作为可选方案,在所述步骤1中,在所述衬底上交替形成至少两组交错的第一声阻抗层和第二声阻抗层,所述第一声波阻抗层的硬度高于所述第二声波阻抗层的硬度,其中所述第一声阻抗层的材料由包括钨在内的金属或包括碳化硅、金刚石在内的介质构成,所述第二声阻抗层包括氧化硅或氮化硅。
作为可选方案,还包括:提供第二衬底,在所述第二衬底上形成支撑层,在所述支撑层中形成贯穿所述支撑层的第一空腔;
将所述支撑层远离所述第二衬底的一侧与所述压电叠层的边缘键合。
本发明的有益效果在于:
压电感应震荡片的边界与空气形成反射界面,使传播至空气反射界面的声波反射回压电感应震荡片内,有效减少横波泄露造成的声波能量损失。
位于布拉格反射复合体外周的空腔,使布拉格反射复合体的侧面与空气接触形成空气反射界面,使传播至布拉格反射复合体边缘的横波或者侧向波反射回布拉格反射复合体内,,有效减少横波泄露造成的声波能量损失,同时布拉格反射复合体的侧面不存在相互平行的对边,避免了横向寄生波产生的杂波的附加驻波震荡,有效减少了能量损失,提高了谐振器的Q值。
压电感应震荡片为不规则的五边形,有效减少横向寄生波产生的杂波的附加驻波震荡,进一步提高谐振器的Q值。
上下电极中形成的垂直隆起的水平弹性缓冲背脊条,可以有效地降低水平方向的刚度(增强柔性),而较小的影响垂直方向的刚度,针对水平方向沿着电极片体传播过来的水平弹性波,起到缓冲作用,从而减少横向弹性反射波的强度。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了现有技术中一种牢固安置型体声波谐振器的剖面图。
图2示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的剖视图。
图3A示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的俯视图。
图3B示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的俯视图。
图3C示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的俯视图。
图4示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的剖视图。
图5为图4沿X-X’方向的剖视图。
图6示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的剖视图。
图7示出了根据本发明一实施例的垂直隆起微条示意图,对应图4椭圆虚线的位置。
图8示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法的流程图。
图9-图16示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的制造过程中不同步骤对应的结构示意图。
图17-图23示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的制造过程中不同步骤对应的结构示意图。
图24-图25示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的顶盖的制造过程中不同步骤对应的结构示意图。
附图标记说明:
R100-基底;R200-介质层;R201-侧向区域;R210-布拉格声波反射复合体;R10-上电极;R11-边界;R20-下电极;R21-反方向边界;R30-震荡器件片体;R40-核心压电换能器。
01-衬底;02-绝缘材料片体;03A-基板;03B-布拉格声波阻抗层;04-第一空腔;05-第二空腔;06-第二凸起;07A-第一导电薄膜;07B-第一电极片体;08A-第二导电薄膜;08B-第二电极片体;09-第二牺牲材料片体;10-第一凸起;11A-第一导电薄膜;11B-第一电极片体;12-第一水平弹性缓冲背脊条;13-第一水平弹性缓冲背脊条;14-布拉格声波反射复合体;15-第一牺牲材料片体;00-有效谐振区;200-第二衬底;201-支撑层;20-顶盖。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明和附图,本发明的优点和特征将更清楚,然而,需说明的是,本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施,并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
如果本文的方法包括一系列步骤,且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序,且一些的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同,虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件,但为了使附图的说明更为清楚,本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
图2示出了根据本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的剖视图,如图2所示,所述谐振器包括:基板03A,基板03A上方依次形成有第二电极片体07B、压电感应震荡片08B和第一电极片体11B。在第二电极片体07B下方的基板03A中,设置有布拉格反射复合体14,位于布拉格反射复合体14上方的第二电极片体07B、压电感应震荡片08B和第一电极片体11B三者在垂直于布拉格反射复合体14顶面方向上的重叠区域为有效谐振区00。在基板03A中,形成有第二空腔05,压电感应震荡片08B的边界暴露在第二空腔05中,第二空腔05的深度并不做限定,本实施例中,第二空腔05的底部与布拉格反射复合体14的底部齐平,另外,第二空腔05各处的深度可以不一致,如本实施例中,一部分第二空腔05的顶面位于第二电极片体07B下方并暴露部分第二电极片体07B,另一部分的顶面位于第一电极片体11B的下方并暴露部分第一电极片体11B。第一电极片体11B和第二电极片体07B在第二空腔05的外围区域形成有电连接的焊盘(图中未示出),以便将外部电路的电信号引入谐振器中,使第一电极片体11B和第二电极片体07B形成谐振器的输入、输出端。第二空腔05的数量、截面形状、剖面形状、大小、排布并没有严格的要求,参照图3A,为本发明的一个实施例的俯视图,第二空腔05可以为多个不连续分布的小空腔间隔的围绕分布在布拉格反射复合体14的外周。参照图3B,为本发明的另一个实施例的俯视图,第二空腔05可以为一个连续的空腔围绕部分布拉格反射复合体14的外周。
参考图3C,在本实施例中,第二空腔05为一个封闭的环形,环形内的布拉格反射复合体14的水平截面形状为不规则五边形,且五边形的任意两条边不平行。布拉格反射复合体14的边缘和其上方的第一电极片体11B、压电感应震荡片08B和第二电极片体07B三者的重叠区域的边界重合,即布拉格反射复合体14的上方为有效谐振区00,布拉格反射复合体14的边界即为有效谐振区00的边界。在其他实例中,第二空腔05围成的布拉格反射复合体14的形状可以是其他不规则的多边形,如四边形、六边形,或者圆形、椭圆形。本实施例中,第二空腔05使布拉格反射复合体14的侧壁与空气接触,由于空气和布拉格反射复合体14具有较大的阻抗失配率,使传播至布拉格反射复合体14与空气界面处的横波被反射回布拉格反射复合体14中,有效减少了横波泄露造成的能量损失,同时由于环形内的布拉格反射复合体14的水平截面形状为不规则五边形,且五边形的任意两条边不平行,避免了横向寄生波产生的杂波的附加驻波震荡,有效减少了能量损失,提高了谐振器的Q值。
图4示出了根据本发明另一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的剖视图,参照图4,第二空腔05的顶面一部分与布拉格反射复合体14的顶面齐平并暴露出部分第二电极片体07B,第二空腔05的另一部分顶面与压电感应震荡片08B的顶面齐平,第二空腔05的顶部暴露出部分第一电极片体11B,压电感应震荡片08B的边界位于布拉格反射复合体14上方,且压电感应震荡片08B的边界一部分截止于第二空腔05中,另一部分截止于第二空腔05上方的第一电极片体07B的上方。压电感应震荡片08B的边界与第一电极片体11B和第二电极片体07B在垂直方向上的重叠区域的边界重叠或平行。具体为,第一电极片体11B与第二电极片体07B在垂直于压电感应震荡片08B方向上设有重叠区域,重叠区域的边界与压电感应震荡片08B的边界齐平或在同一个斜面上,压电感应震荡片08B的边界也可以超出重叠区域或者位于重叠区域的范围内。11B在本实例中,压电感应震荡片08B的边缘与第一电极片体11B和第二电极片体07B重叠区域边缘齐平,压电感应震荡片08B与空气接触的侧面带有倾角,与第二电极片体07B所在平面的夹角小于90度,位于有效谐振区00上的第一电极片体07B和第二电极片体11B与空气接触的侧面也形成有倾角,与布拉格反射复合体14所在的平面的夹角小于90度,形成倾角的目的是加强将横波反射成纵波的效果。压电感应震荡片08B为五边形,且五边形的任意两条边不平行,在其他实例中,压电感应震荡片08B可以为其他不存在平行对边的多边形,或者圆形、椭圆形。
图5为图4沿X-X’方向的剖视图,参考图4和图5,该实施例中,第二空腔05在底面的投影为封闭的环形,第一电极片体11B和第二电极片体07B在被第二空腔05暴露的区域分别设有向上隆起的第一水平弹性缓冲背脊条13和第二水平弹性缓冲背脊条12。此结构可以有效地降低水平方向的刚度(增强柔性),而较小的影响垂直方向的刚度,针对水平方向沿着电极片传播过来的水平弹性波,起到缓冲作用,从而减少横向弹性反射波的强度。进一步的,第一水平弹性缓冲背脊条13或第二水平弹性缓冲背脊条12可以由一个个切分开的垂直隆起微条组成。在确保不影响导电性能的前提下,可以进一步减少水平方向对弹性反射波的强度。
例如,请参照图7,每个所述垂直隆起微条的宽度W1为0.01~10μm,例如0.05μm、0.1μm、5μm等,高度H为0.1~10μm,例如0.5μm、1μm、3μm、5μm等,相邻所述垂直隆起微条的间距W2为0.01~10μm,例如0.05μm、1μm、5μm等。基于这样的参数设计,可以更好的减少水平方向对弹性反射波的强度。
其中,所述垂直隆起微条并非完全限定震动缓冲条侧壁与水平方向(即第一电极片体11B延展方向)垂直,只需震动缓冲条整体突出方向与水平方向垂直(或基本垂直)即可。
此外,夹在第一电极片体11B和第二电极片体07B之间的压电感应震荡片08B整体置于电极重叠区,其在基板03A底面的投影为任意两边不平行的多边形,不仅消除水平方向成为杂波的附加驻波震荡,也同时最大程度地降低横向寄生波所消耗的能量,在本实施例中,所述压电感应震荡片08B为不规则五边形,在本发明的其它实施例中压电感应震荡片08B也可以为不规则的四边形、六边形或七边形等。
本实施例中,基板03A包括由多组高低交替声波阻抗层组。比如第一层的声波阻抗大,第二层的声波阻抗小,第三层声波阻抗大,第四层的声波阻抗小,每层的厚度是声波λ的1/4,高声波阻抗层材料由钨、铬、钒、锰等高硬度金属或由碳化硅、金刚石等高硬度介质构成,低声波阻抗层由氧化硅或氮化硅等硬度相对于高声波阻抗层较低的材料构成,也可以由多孔结构的介质层乃至空腔层构成。
本实施例中,第二电极片体07B和第一电极片体11B可以使用本领域技术任意熟知的任意合适的导电材料或半导体材料,其中,导电材料可以为具有导电性能的金属材料,例如,由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)、铂金、镍等金属中一种制成或由上述合金制成,半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。
压电感应震荡片08B的材料可以是氧化物、氮化物、碳化物,如:氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、也可以是压电晶体或压电陶瓷,如:锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或铅锌榍石等具有纤锌矿型结晶结构的压电材料及它们的组合。需要说明的是,当压电感应震荡片08B包括氮化铝(AlN)时,压电感应震荡片08B还可包括稀土金属,例如钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种。此外,当压电感应震荡片08B包括氮化铝(AlN)时,压电感应震荡片08B还可包括过渡金属,例如锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和铪(Hf)中的至少一种。
参考图5,本发明的一个实施例包括顶盖20,顶盖20下部设有第一空腔04,顶盖20将第二空腔05以及有效谐振区00密封在压电叠层之上。顶盖20保护谐振器不受外界环境影响,比如避免水分,灰尘等污染。
本发明还提供了一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法,图8为本发明的一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法的流程图,请参考图8,制造方法,包括:
步骤1:提供衬底,在衬底上形成布拉格声波阻抗层;
步骤2:在布拉格声波阻抗层中形成第二空腔和布拉格反射复合体;
步骤3:在布拉格声波阻抗层上依次形成第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体以形成压电叠层,使第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体在布拉格复合体的上方形成相互重叠的有效谐振区,并使压电感应震荡片的外周一部分暴露于第二空腔中,另一部分暴露在第二电极片体上方的空气中。
图9至16,为本发明一实施例的一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法的相应步骤对应的结构示意图,以下将详细说明本实施例提供的牢固安置型体声波谐振器的制作方法。
参考图9和图10,执行步骤S01,提供衬底01,在衬底01上形成布拉格声波阻抗层03B。可选方案中,衬底01和布拉格声波阻抗层03B之间形成有绝缘材料片体02。
衬底01的材质可以为本领域技术人员熟知的任意合适的底材。例如可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅(Si)、锗(Ge)、锗硅(SiGe)、碳硅(SiC)、碳锗硅(SiGeC)、砷化铟(InAs)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)或者其它III/V化合物半导体,还包括这些半导体构成的多层结构等,或者为介质体上硅(SOI)、介质体上层叠硅(SSOI)、介质体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、介质体上锗化硅(SiGeOI)以及介质体上锗(GeOI),或者还可以为双面抛光硅片(Double Side Polished Wafers,DSP),也可为氧化铝等的陶瓷基底、石英或玻璃基底等。
绝缘材料片体02材料包括氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。可以是氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅等,但不限于上述材质。
在一个实施例中,以氧化硅为例,绝缘材料片体02可以采用化学气相沉积(CVD)工艺形成,此外,还可以采用例如热氧化方式形成。
为使声波不扩散到衬底01上,通过堆叠不同刚度和密度的薄层形成布拉格声波阻抗层03B。布拉格声波阻抗层03B由多组高低交替声波阻抗层组所组成。比如第一层的声波阻抗大,第二层的声波阻抗小,第三层声波阻抗大,第四层的声波阻抗小,每层的厚度是声波的λ/4,根据实际情况设定每层厚度,本实施例中高声波阻抗层由包括钨在内金属构成,低声波阻抗层由包括氧化硅、氮化硅以及多孔乃至空腔层构成。
参考图11,执行步骤S02,在布拉格声波阻抗层03B中形成第二空腔05和布拉格反射复合体14。
通过刻蚀工艺在布拉格声波阻抗层03B中形成第二空腔05,刻蚀工艺可以选择干法刻蚀或湿法刻蚀,同时由于布拉格声波阻抗层03B中的高声波阻抗层和低声波阻抗层的材料并不同,因此需要采用不同的刻蚀方法。如高声波阻抗层材料为钨时,湿法刻蚀的溶液选用氢氟酸和浓硝酸的混合酸作为溶液;选择干法刻蚀时,刻蚀气体选择氟气。在另一个实例中,高声波阻抗层的材料为碳化硅,湿法刻蚀工艺采用将氧气和氯气混合物加热至1200-1300度与钨发生化学反应;干法刻蚀使用四氟化钛和氧气的等离子体刻蚀,或用HF气体进行等离子体干法刻蚀。低声波阻抗层为二氧化硅时,湿法刻蚀溶液选用HF;干法刻蚀选用CHF3等离子体刻蚀,低声波阻抗层为氮化硅时,湿法刻蚀的溶液选用磷酸,或氢氟酸和浓硝酸的混合酸;干法刻蚀时选用CF4等离子体刻蚀。本实例的布拉格声波阻抗层03B为四层,第二空腔05贯穿布拉格声波阻抗层03B,因而需要四次刻蚀工艺。在其他实例中,第二空腔05可以只贯穿布拉格声波阻抗层03B的其中一层、两侧或三层,相应的可以减少刻蚀工艺的次数。
在另一个实例中,第二空腔05的形成方法可以采用如下方式:在衬底01上形成布拉格声波阻抗层03B的第一膜层,在第一膜层上刻蚀形成空腔,之后在空腔中填入牺牲层材料,牺牲层材料与第一膜层上表面齐平,接着形成布拉格声波阻抗层03B的第二膜层,然后刻蚀空腔上方的第二膜层,直至暴露出空腔上方的牺牲层材料,再在贯穿的空腔中填入牺牲层材料,直至形成完整的布拉格声波阻抗层03B,最后通过湿法腐蚀去除牺牲层材料。需要说明的是不同步骤中的牺牲层材料可以相同,也可以不同,如果牺牲层材料不同,可以根据需要选择去除的牺牲层材料,从而控制第二空腔05的深度。
第二空腔05可以为多个设有间隔的不同的腔体组合或是一个连通的整体,第二空腔05的顶面与布拉格声波阻抗层03B的顶面齐平,深度不做限定,本实施例中可选布拉格声波阻抗层03B的底面与布拉格声波阻抗层03B的底面齐平。第二空腔05可以环绕布拉格声波反射复合体14的一部分或者将布拉格反射复合体包围在内。在本实例中,第二空腔05的垂直剖面为上宽下窄的梯形。第二空腔05的垂直剖面形成上宽下窄的梯形的基本步骤为,在曝光显影完成后,通过reflow(一定低温的烘烤)使光刻胶软化形成斜坡,再进行刻蚀工艺,未被光刻胶覆盖的区域首先被刻蚀,光刻胶相对于被光刻胶覆盖的膜层材料具有较低的刻蚀速率,但也逐渐被刻蚀,由于光刻胶的厚度在斜坡处由薄至厚,因此光刻胶下方的膜层先后被刻蚀,空腔的侧壁形成一定的倾角,本实例中需要四次刻蚀工艺,每次刻蚀形成的空腔侧壁都形成有倾角。这种刻蚀形成倾角的方法适用于干法刻蚀工艺。第二空腔05围成的区域为封闭的五边形,且五边形的任意两条边不平行。在其它实施例中,空腔的剖面也可以为矩形或是矩形以外的多边形,例如五边形、六边形等,也可以为圆形或椭圆形,空腔的侧壁与底面的夹角可以是直角、钝角或者弧形。本领域技术人员可以依据实际需求设定空腔的宽度、深度和边长等尺寸。
执行步骤S03A,在布拉格声波阻抗层03B上依次形成第二电极片体07B、压电感应震荡片08B和第一电极片体11B以形成压电叠层,使第二电极片体07B、压电感应震荡片08B和第一电极片体11B在布拉格复合体14的上方形成相互重叠的有效谐振区00,并使压电感应震荡片08B的外周一部分暴露于第二空腔05中,另一部分暴露在第二电极片体07B上方的空气中。
具体的,参考图11,在形成第二空腔05后,在第二空腔05中填入第一牺牲材料片体15,使第一牺牲材料片体15填满第二空腔05,之后再去除第二空腔05以外的多余的第一牺牲材料片体15,使第二空腔05填充的第一牺牲材料片体15的顶面与布拉格声波阻抗层03B的顶面齐平。之后参考图12,在布拉格声波阻抗层03B上依次形成第二导电薄膜07A和压电感应薄膜08A,第二导电薄膜07A和压电感应薄膜08A覆盖第二空腔05,参考图13和图14,刻蚀第二空腔05上方的第二导电薄膜07A,形成第二电极电极片体07B。刻蚀压电感应薄膜08A,暴露出第一牺牲材料片体15,并在暴露出的第一牺牲材料片体15上填入第二牺牲材料片体09,使第二牺牲材料片体09的顶面与压电感应薄膜08A的表面齐平,参考图15,形成第一导电薄膜07A,使第一导电薄膜07A覆盖第二空腔05和压电感应薄膜08A,参考图16,图形化第一导电薄膜07A和压电感应薄膜08A,形成第一电极片体07B和压电感应震荡片08B,在第二空腔05上方形成通孔(图中未示出),通过通孔去除第一牺牲材料片体15和第二牺牲材料片体09。
第二电极片体07B和第一电极片体11B的材料可以使用本领域技术任意熟知的任意合适的导电材料或半导体材料,其中,导电材料可以为具有导电性能的金属材料,例如,由钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、锇(Os)、铼(Re)、钯(Pd)、铂金、镍等金属中一种制成或由上述合金制成,半导体材料例如是Si、Ge、SiGe、SiC、SiGeC等。可以通过磁控溅射、蒸镀等物理气相沉积或者化学气相沉积方法形成第一导电薄膜11A和第二导电薄膜07A,再通过图案化工艺形成第二电极片体07B和第一电极片体11B。
压电感应薄膜08A的材料可以是氧化物、氮化物、碳化物,如:氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、也可以是压电晶体或压电陶瓷,如:锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、石英(Quartz)、铌酸钾(KNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛或铅锌榍石等具有纤锌矿型结晶结构的压电材料及它们的组合。当压电感应薄膜08A包括氮化铝(AlN)时,压电感应薄膜08A还可包括稀土金属,例如钪(Sc)、铒(Er)、钇(Y)和镧(La)中的至少一种。此外,当压电感应薄膜08A包括氮化铝(AlN)时,压电感应薄膜08A还可包括过渡金属,例如锆(Zr)、钛(Ti)、锰(Mn)和铪(Hf)中的至少一种。可以使用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等本领域技术人员熟知的任何适合的方法沉积形成压电感应薄膜08A,再通过图案化工艺形成压电感应震荡片08B。
图形化形成第一电极片体11B、压电感应震荡片08B和第二电极片体07B的方法可以利用干法刻蚀或者湿法刻蚀,在刻蚀第一导电薄膜11A时,例如对于湿法刻蚀,可以采用光刻胶作为掩膜,具体的,光刻胶经过图形化,例如,图形化的光刻胶在暴露出所述第一导电薄膜处具有多个不平行的边。在刻蚀完第一导电薄膜11A之后,继续刻蚀压电感应薄膜08A和第二导电薄膜07A,本实施例中可选干法刻蚀。
位于布拉格反射复合体14上方的第二电极片体07B、压电感应震荡片08B和第一电极片体11B三者的重叠区域构成谐振器的有效谐振区,有效谐振区为不规则的多边形,如四边形、五边形、六边形或者圆形、椭圆形。
第一牺牲材料片体15或第二牺牲材料片体09的材质包括磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、锗、碳、低温二氧化硅、聚酰亚胺等,但不限于上述材质。可以通过物理气相沉积或者化学气相沉积的方法形成,去除多余第一牺牲材料片体15或第二牺牲材料片体09的方法包括通过刻蚀工艺去除,或者通过化学机械研磨去除。去除第二空腔05中第一牺牲材料片体15和第二牺牲材料片体09的具体方法为:在第二空腔05的边缘刻蚀通孔,通过通孔向第二空腔05内注入和牺牲材料发生反应的物质,再通过通孔将反应后的物质去除,根据选择的不同牺牲层材料,选择不同的去除方式,比如当牺牲层材料是低温二氧化硅时,用氢氟酸去除,当牺牲层材料是聚酰亚胺时,用灰化方法去除。
在本发明的另一个实例中,参考图17-图23,一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法,包括以下步骤:
参考图17,将第一牺牲材料片体15填入第二空腔05,使第一牺牲材料片体15的表面与布拉格声波阻抗层03A的表面齐平后,在第二空腔05上方的部分第一牺牲材料片体15上形成第二凸起06。
具体为,在计划形成第二凸起06的位置形成牺牲层材料,再去除多余的牺牲层材料,使第二空腔05上方形成由牺牲层材料构成的凸起,凸起的形状和大小不做限定,形成牺牲层材料的方法和去除多余牺牲层材料的方法,以及牺牲层材料的选择,参照前文所述,此处不再赘述,牺牲层材料可以和第一牺牲材料片体15或第二牺牲材料片体09相同或者不同。在另一个实施例中,在形成第一牺牲材料片体15时,在计划行成第二凸起06的位置将第一牺牲材料片体15形成一定的厚度,在去除第二空腔05上方的多余的第一牺牲材料片体15时,预留部分第一牺牲材料片体15不被去除,直接形成第二凸起06。第二凸起06为上窄下宽的结构,比如剖面可以是上窄下宽的梯形、三角形或n形,第二凸起06的数量也可以是多个。
参考图18,在布拉格声波阻抗层03B上依次形成第二导电薄膜07A和压电感应薄膜08A,第二导电薄膜07A和压电感应薄膜08A覆盖第二空腔05,由于部分第二空腔05上设有第二凸起06,形成的压电感应薄膜08A和第二导电薄膜07A在相应的位置也形成凸起,第二导电薄膜07A形成凸起的位置在后期工艺,去除牺牲层材料后形成第二水平弹性缓冲背脊条12,这种结构可以有效地降低水平方向的刚度(增强柔性),而影响垂直方向的刚度,针对水平方向沿着电极片传播过来的水平弹性波,起到缓冲作用,从而减少弹性反射波的强度。参考图19,刻蚀第二空腔05上方形成有第二凸起06以外区域的压电感应薄膜08A和第二导电薄膜07A,暴露出第一牺牲材料片体15,第二电极片体07B在此次刻蚀工艺中形成。参考图20,在暴露的第一牺牲材料片体15上形成第二牺牲材料片体09,第二牺牲材料片体09的顶面与压电感应薄膜08A的顶面齐平。
具体为,利用刻蚀工艺依次刻蚀掉压电感应薄膜08A和第二导电薄膜07A,暴露出第一牺牲材料片体15,第二电极片体07B在此次刻蚀工艺中形成。接着在第一牺牲材料片体15上沉积第二牺牲材料片体09,第一牺牲材料片体15的材质可以和第二牺牲材料片体09的材质相同,也可以不同。接着去除多余的第二牺牲材料片体09,使第二牺牲材料片体09的顶面和压电感应薄膜08A的顶面齐平。
继续参考图20,在第二牺牲材料片体09上形成第一凸起10,第一凸起10的材料和形成第一凸起10的具体细节参照形成第二凸起06的工艺流程。第一凸起10的材料与第二牺牲材料片体09、第一凸起06或第一牺牲材料片体15的材料相同或者不同。
参考图21,形成第一导电薄膜11A;使第一导电薄膜11A覆盖压电感应薄膜08A和第一凸起10,,形成的第一导电薄膜11A在第一凸起10上方也形成凸起,形成第一导电薄膜11A的方式及第一导电薄膜11A的材料参照第二导电薄膜07A的相关内容,第一导电薄膜11A和第二导电薄膜07A的材质可以相同也可以不同。
参考图22,去除形成有第二凸起06的第二空腔05上方及第二空腔05外侧壁与布拉格声波阻抗层03A边缘之间的第一导电薄膜11A和压电感应薄膜08A,以暴露出下方的第二电极片体07B,并形成第一电极片体11B和压电感应震荡片08B的边界,第一电极片体11B和压电感应震荡片08B的边界与布拉格声波反射复合体14的边界互相重合或平行。
具体的,通过刻蚀工艺刻蚀掉上述区域的第一导电薄膜11A和压电感应薄膜08A,暴露出部分第二电极片体07B,形成谐振器的有效谐振区00,谐振器的有效谐振区00位于布拉格反射复合体14上方,且第一电极片体11B、压电感应震荡片08B和第二电极片体07B互相重叠的部分。位于布拉格反射复合体14上方的第一电极片体11B的边界和压电感应震荡片08B的边界可以齐平,或者压电感应震荡片08B的边界相对于第一电极片体11B的边缘有少量的超出或缩进。位于有效谐振区00中的压电感应震荡片08B的全部边界以及第一电极片体11B和第二电极片体07B的部分边界暴露于空气中,能够有效的抑制各层的横波泄露,进一步提升谐振器的品质因数,另外压电感应震荡片08B与空气接触的侧面带有倾角,与第二电极片体07B所在平面的夹角小于90度(图22中角α),位于有效谐振区00上的第一电极片体07B和第二电极片体11B与空气接触的侧面也形成有倾角,与布拉格反射复合体14所在的平面的夹角小于90度,形成倾角的目的是进一步较少横波泄露,形成倾角的方法参照前文所述,此处不再赘述。
参考图23,去除第一凸起10、第二牺牲材料片体09、第一牺牲材料片体15,和第二凸起06,去除方法参照前文所述,此处不再赘述。
在另一实例中,还包括,对第一电极片体11B的凸起和第二电极片体07B的凸起进行图案化,形成一个个切分开的垂直隆起微条。在一个实例中,每个所述垂直隆起微条的宽度W1为0.01~10μm,例如0.05μm、0.1μm、5μm等,高度H为0.1~10μm,例如0.5μm、1μm、3μm、5μm等,相邻所述垂直隆起微条的间距W2为0.01~10μm,例如0.05μm、1μm、5μm等。这种结构可消除第一电极片体11B、第二电极片体07B中大部分水平方向成为杂波的附加驻波震荡。
参考图24和25以及图6,执行完步骤S3之后,还包括,
提供第二衬底200,在第二衬底200上形成支撑层201,在支撑层201中形成贯穿支撑层201的第一空腔04,将支撑层201远离第二衬底200的一侧与压电叠层的边缘键合。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于结构实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (27)
1.一种牢固安置型体声波谐振器,包括:
基板;
压电叠层,包括依次置于所述基板上的第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体,其中,所述第二电极片体、所述压电感应震荡片、和所述第一电极片体在竖直方向上形成互相重叠的有效谐振区;
置于所述基板中、所述第二电极片体之下与所述有效谐振区相对的布拉格声波反射复合体,所述布拉格声波反射复合体的顶面与所述基板的顶面齐平;
所述压电感应震荡片的外周与设于所述压电叠层之上的第一空腔和设于所述压电叠层之下的第二空腔形成空气反射边界。
2.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第二空腔环绕部分或全部所述布拉格声波反射复合体。
3.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述压电感应震荡片在所述基板底面的投影为多边形,且所述多边形的任意两条边不平行。
4.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于所述第二空腔的底部与所述布拉格声波反射复合体的底面齐平。
5.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第二空腔的一部分暴露部分所述有效谐振区外周的所述第二电极片体,所述第二空腔的另一部分暴露部分所述有效谐振区外周的所述第一电极片体。
6.如权利要求5所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第一电极片体被所述第二空腔暴露部分设有至少一个第一水平弹性缓冲背脊条,所述第二电极片体被所述第二空腔暴露部分设有至少一个第二水平弹性缓冲背脊条。
7.如权利要求6所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第一弹性缓冲背脊条或所述第二水平弹性缓冲背脊条包括多个垂直隆起微条,每个所述垂直隆起微条的宽度为0.01~10.0μm,高度为0.1~10μm,相邻所述垂直隆起微条的间距为0.01~10.0μm。
8.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述有效谐振区的边界与所述压电感应震荡片的边界平行或重合。
9.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第二空腔在竖直方向的截面为矩形或上宽下窄的梯形。
10.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述压电感应震荡片边界与所述布拉格声波反射复合体的边界互相重合或平行。
11.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,还包括设于所述压电叠层之上的顶盖,所述顶盖设有开口向下的所述第一空腔,所述顶盖底部与所述压电叠层的边缘键合。
12.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述压电感应震荡片的材料包括氧化物、氮化物、碳化物中的至少一种。
13.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述压电感应震荡片的材料包括石英、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛、铌酸锂、钽酸锂、氮化铝、氧化锌和铅锌榍石、压电陶瓷中的至少一种。
14.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述第一电极片体和所述第二电极片体的材质包括金属铝、铜、镍、钨、钛、钼、银、金、铂金及其合金中的至少一种。
15.如权利要求1所述的牢固安置型体声波谐振器,其特征在于,所述布拉格声波反射复合体包括交替叠置的第一声波阻抗层和第二声波阻抗层,所述第一声波阻抗层的材料硬度高于第二声波阻抗层的材料硬度,所述第一声波阻抗层由包括钨在内的金属或包括碳化硅、金刚石在内的介质构成,所述第二声波阻抗层的材料包括氧化硅和\或氮化硅。
16.一种牢固安置型体声波谐振器的制造方法,包括:
步骤1:提供衬底,在所述衬底上形成布拉格声波阻抗层;
步骤2:在所述布拉格声波阻抗层中形成第二空腔和布拉格反射复合体;
步骤3:在所述布拉格声波阻抗层上依次形成第二电极片体、压电感应震荡片和第一电极片体以形成压电叠层,使所述第二电极片体、压电感应震荡片和所述第一电极片体在所述布拉格复合体的上方形成相互重叠的有效谐振区,并使所述压电感应震荡片的外周一部分暴露于所述第二空腔中,另一部分暴露在所述第二电极片体上方的空气中。
17.如权利要求16所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述步骤2包括:在所述布拉格声波阻抗层中形成第二空腔,使所述第二空腔至少包围部分所述布拉格声波阻抗层以形成所述布拉格声波反射复合体。
18.如权利要求16所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述形成第二空腔包括:使所述第二空腔贯穿所述布拉格声波阻抗层,且所述第二空腔在竖直方向的截面为矩形或上宽下窄的梯形。
19.如权利要求16所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,在形成所述第二电极片体之前包括:
将第一牺牲材料片体填入所述第二空腔,使所述第一牺牲材料片体的表面与所述布拉格声波阻抗层的表面齐平;
在部分所述第一牺牲材料片体上形成第二凸起。
20.如权利要求19所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述形成所述第一电极片体之前包括:在所述布拉格声波阻抗层上依次形成第二导电薄膜和压电感应薄膜以覆盖所述第二凸起,所述第二导电薄膜在所述第二凸起处形成第二水平弹性缓冲背脊条;
去除所述第二空腔上方形成有所述第二凸起以外区域的所述第二导电薄膜和压电感应薄膜,暴露出所述第一牺牲材料片体,并形成所述第二电极片体和所述压电感应震荡片的外周边界,其中所述第二电极片体和压电感应震荡片的外周边界与所述布拉格声波反射复合体的外周边界重合或平行。
21.如权利要求20所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述暴露出所述第一牺牲材料片体之后还包括:在所述第一牺牲材料片体上形成第二牺牲材料片体,所述第二牺牲材料片体的顶面与所述压电感应薄膜的顶面齐平;
在所述第二牺牲材料片体上形成第一凸起。
22.如权利要求21所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述形成所述第一电极片体包括:
在所述压电感应薄膜以及所述第二牺牲材料片体上形成第一导电薄膜以覆盖所述第一凸起,所述第一导电薄膜在所述第一凸起处形成第一水平弹性缓冲背脊条;
去除形成有所述第二凸起的所述第二空腔上方及第二空腔外侧壁与布拉格声波阻抗层边缘之间的所述第一导电薄膜和压电感应薄膜,以暴露出下方的所述第二电极片体,并形成所述第一电极片体和压电感应震荡片的外周边界,所述第一电极片体和压电感应震荡片的边界与所述布拉格声波反射复合体的边界互相重合或平行。
23.如权利要求22所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述形成所述第一电极片体之后包括:
去除所述第一凸起、所述第一牺牲材料片体、所述第二牺牲材料片体和所述第二凸起。
24.如权利要求23所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,所述形成所述第一电极片体之后还包括:对所述第一水平弹性缓冲背脊条和所述第二水平弹性缓冲背脊条进行图案化处理,使所述第一水平弹性缓冲背脊条和所述第二水平弹性缓冲背脊条形成多个切分开的垂直隆起微条。
25.如权利要求24所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,每个所述垂直隆起微条的宽度为0.01~10.0μm,高度为0.1~10μm,相邻所述垂直隆起微条的间距为0.01~10.0μm。
26.如权利要求16所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,在所述步骤1中,在所述衬底上交替形成至少两组交错的第一声波阻抗层和第二声波阻抗层,所述第一声波阻抗层的材料硬度高于第二声波阻抗层的材料硬度,所述第一声波阻抗层由包括钨在内的金属或包括碳化硅、金刚石在内的介质构成,所述第二声波阻抗层的材料包括氧化硅和\或氮化硅。
27.如权利要求16所述的牢固安置型体声波谐振器的制造方法,其特征在于,还包括:提供第二衬底,在所述第二衬底上形成支撑层,在所述支撑层中形成贯穿所述支撑层的第一空腔;
将所述支撑层远离所述第二衬底的一侧与所述压电叠层的边缘键合。
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