专利名称：预设空腔型soi基片薄膜体声波滤波器及制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子器件领域，具体是指一种薄膜体声波滤波器。
背景技术：
薄膜体声波滤波器(FBAF)是一种利用声学谐振实现电学选频的器件，FBAF常见 的结构是由若干个薄膜体声波谐振器(FBAR)单元经过电学级联构成。FBAR的基本工作原 理为当电信号加载到FBAR上时，器件中的压电薄膜通过逆压电效应将电信号转变为声信 号，器件特定的声学结构对不同频率的声信号呈现出选择性，实现频率调控的功能。快速发展的无线通讯技术(如移动通讯、无线传感网络)和雷达技术需要越来越 多的高性能集成微波振荡器和双工滤波器，它们分别被用于信号源和射频前端的收发器 中。传统的射频滤波器主要有介质滤波器和声表面滤波器。介质滤波器虽具有插入损耗 低，功率容量大的优点，但其缺点是体积过大，无法实现小型化设计。与介质滤波器相比，声 表面滤波器可做得较小，但其受光刻工艺的限制，同时在高频率下难以承受高功率，且插损 大。最新发展起来的薄膜体声波滤波器技术可满足小型化和集成化设计的要求，且与传统 滤波器相比，FBAF具有工作频率高、温度系数小、功率容量大、损耗低、体积小、可大批量生 产、成本低且与半导体工艺兼容而可被集成于RFIC或MMIC中，被认为是最佳的CHz频率器 件解决方案，可工作在500MHz到30GHz的频段内，在通讯和雷达方面具有很大的应用潜力， 为将射频滤波器集成到芯片内开辟了新的途径。FBAR作为FBAF的基本单元，是FBAF性能形成的关键，迄今为止，实现FBAR有背 腔薄膜型、空腔型和声学多反射层型谐振器三种，FBAR换能器的主要结构是金属电极-压 电薄膜-金属电极构成的三明治结构，其中空腔型FBAR已经得到商业应用。世界上能生 产FBAF及其相关产品的公司主要集中在美国和日本等发达国家，其中以美国Avago公司 和日本的Fujitsu公司为典型代表。美国Avago公司是世界上最早制作出FBAR，也是世界 上生产商用FBAF、双工器等产品技术最成熟的公司，其专利及其相关产品中采用的就是空 腔型FBAR结构。空腔是FBAR性能形成的关键，制作方法相当复杂，其专利(US6060818， US6377137，US20050088257A1)中提到需要经过在硅片上浅槽刻蚀、在槽内填充牺牲层、 CMP (化学机械抛光)抛光牺牲层以及最后牺牲层释放等关键工序，其关键工序容易存在以 下难点(1)牺牲层较厚，厚度有数个微米，用镀膜的方式填充容易在镀膜过程中形成残余 应力，对下一步牺牲层CMP抛光和牺牲层的释放造成影响；( 在整个硅片表面(特别是大 尺寸硅片)CMP抛除几个微米的牺牲层工艺非常复杂，精度也较难控制，对CMP设备精度和 工艺人员的技术水平的要求相当高；C3)牺牲层的释放工艺也较复杂，考虑到牺牲层的体 积和尺寸，释放所需时间较长，如果释放不完全，不能形成一个完整的空腔，就会造成器件 失效，如果释放时间较长，牺牲层释放刻蚀液对换能器又会造成某种程度上的损伤；(4)在 牺牲层释放过程中，空腔中还可能会出现粘连现象，直接影响了器件的成品率；( 其五边 形电极容易在边角处形成应力集中，这在US20080169885A1中已经得到证实。日本Fujitsu公司生产的FBAF产品结构比较多样，从其公司申请的相关专利来看，其FBAR的结构形式大致分两类背腔薄膜型(US732395!3B2，US20080169885A1)和空 腔型(US20100060384A1, US20100060385A1, US734M02B2 等)，其中背腔型需要刻穿整 个硅片厚度以形成腔体结构；最近他们提出的空腔型FBAR及其产品(US20100060384A1， US20100060385A1等)，提到一种薄的牺牲层工艺以及在镀压电薄膜过程中对压电薄膜 进行应力控制技术，使压电层及其电极在牺牲层释放后拱起，从而形成一个拱形空腔； US20080169885A1中提出一种可调频式FBAF，通过在顶电极上放置金属点阵质量块调节单 个FBAR的谐振频率，达到调节FBAF频率的目的。Fujitsu公司生产的FBAF产品存在以 下难点(1)背腔型FBAR需要刻穿整个硅片厚度，对结构可靠性造成一定的影响；(2)拱 形空腔对镀膜过程中的应力控制技术要求极高，不容易掌握；C3)在牺牲层释放过程中，牺 牲层四周特别是上下表面全部被电极和硅片包围，全部释放出需时较长，牺牲层释放刻蚀 液对换能器会造成某种程度上的损伤；(4)牺牲层边缘的台阶不够平滑，压电层及其电极 的膜厚在此处发生畸变，会造成应力集中现象并导致换能器的断裂，并且在台阶处影响了 AlN(002)统一晶向的形成；( 其可调式FBAF需要额外增加点阵质量块，增加了工艺过程。在FBAR电极形状设计方面，美国Avago公司FBAR(US7561009B2)采用多边形电 极来抑制寄生振动模式，但日本Fujitsu公司在专利US20080169885A1中提出五边形电极 容易在边角处形成应力集中；日本Fujitsu公司采用椭圆形(US20080284M;3)或椭圆环 型(US20080169885A1)型电极来改善FBAR的电性能；在谐振器电极形状方面，本专利申请 A Yang φ (Yang et al, Applied Physics Letters, 2008 ；Yang et al, IEEE UFFC, 2009 ； CN101257287)提出近似椭圆形电极有助于增强谐振器的能陷行为，抑制寄生振动，提高器 件的Q值。因此急需一种具有调频功能，同时综合SOI材料所具有的优点，能与IC兼容，易于 集成，工艺简单，适合批量生产的滤波器。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种具有调频功能，同时综合SOI材料 所具有的优点，能与IC兼容，易于集成，工艺简单，适合批量生产的滤波器；克服现有工艺 技术中用牺牲层形成空腔方案中牺牲层CMP抛光、牺牲层释放时间长、牺牲层台阶的不平 滑造成的应力集中现象以及牺牲层释放时间对换能器造成损害等问题。本发明的目的之一是提出一种预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器；本发明的 目的之二是提出一种针对预设空腔型SOI基片薄膜体声波谐振器的制作方法。本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的本发明提供的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，包括通过电学级联方式联 接的多个薄膜体声波谐振器，各个薄膜体声波谐振器包括预设空腔型的SOI基片和设置在 SOI基片上的换能器，所述换能器包括底电极、顶电极和设置在底电极与顶电极之间的压电 薄膜，所述底电极与SOI基片相结合，所述底电极、顶电极和压电薄膜的叠加区域与预设空 腔相对。进一步，所述SOI基片设置有衬底硅和顶层硅，所述衬底硅上设置有与顶层硅形 成预设空腔的沟槽；进一步，所述衬底硅和顶层硅之间设置第一二氧化硅层，所述第一二氧化硅层上设有沟槽，所述沟槽与顶层硅形成预设空腔；进一步，所述换能器上设置有使腐蚀液或腐蚀气体注入预设空腔的刻蚀窗口进一步，所述预设空腔内设置有用于调整滤波器频率的可调顶层硅；进一步，所述可调顶层硅为通过控制腐蚀液或腐蚀气体刻蚀时间来调整其厚度的 顶层硅；进一步，所述顶电极为近似椭圆形电极；进一步，所述沟槽深度为0. 5微米到200微米；进一步，所述压电薄膜为AlN或ZnO材质的压电薄膜，所述底电极或顶电极为高声 阻抗材质的电极，所述底电极和顶电极厚度分别为1微米至2. 5微米；进一步，所述SOI基片上可设置有两个以上的薄膜体声波谐振器；进一步，所述电学级联方式包括平衡桥型联接、阶梯型联接或网格型联接，所述阶 梯型级联方式包括2 π型阶梯型级联、2Τ型阶梯型级联、3 π型阶梯型级联或3Τ型阶梯型 级联。本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的本发明提供的制作预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的工艺方法，包括以下 步骤(a)在衬底硅的上下表面覆盖二氧化硅层，并以二氧化硅层为掩模板在衬底硅的 上表面刻蚀出沟槽；(b)通过键合工艺形成一片无沟槽SOI基片；(c)将(a)中的衬底硅带沟槽的一侧与(b)中无沟槽SOI基片的顶层硅键合，形成 预设空腔；(d)将无沟槽SOI基片进行初步机械减薄，然后通过化学腐蚀将无沟槽绝缘体硅 层全部除去；(e)在顶层硅上镀上底电极并对底电极进行刻蚀；(f)依次在底电极上镀压电薄膜和顶电极并进行刻蚀；(g)在空腔上方的换能器上刻蚀出腐蚀窗口，使腐蚀液或腐蚀气体能进入空腔 内；(h)将腐蚀液或腐蚀气体经腐蚀窗口注入空腔中，对空腔上部的顶层硅进行腐蚀， 通过控制腐蚀时间控制残留的空腔上部的顶层硅厚度；(i)最后将通过步骤(a)-(h)形成的薄膜体声波谐振器采用电学级联方式联接。进一步，所述步骤(a)包括以下步骤(al)将衬底硅片经热氧化在表面形成一层二氧化硅S^2膜，在二氧化硅S^2膜 上刻蚀出圆形、椭圆形、方形或多边形的图案作为衬底硅片掩模板；(a2)在衬底硅片上刻蚀沟槽；进一步，所述步骤(h)中的腐蚀液采用HF-HNO3溶液、KOH溶液或TMAH四甲基氢氧 化氨溶液；进一步，所述步骤(a)至(h)中的SOI基片上的顶层硅可换成水晶或熔融石英材 料。本发明的优点在于本发明采用在衬底硅上预设空腔来制作薄膜体声波滤波器，能与IC兼容，易于集成，工艺简单，适合批量生产的滤波器；同时综合SOI材料所具有的优 点，克服现有工艺技术中用牺牲层形成空腔方案中牺牲层CMP抛光、牺牲层释放时间长、牺 牲层台阶的不平滑造成的应力集中现象以及牺牲层释放时间对换能器造成损害等问题。顶层硅通过键合工艺由另一片无沟槽SOI基片转移而来，厚度均勻可控；滤波器 频率可调，通过控制空腔上方顶层硅的刻蚀时间来调整其厚度，从而调整滤波器的频率；谐 振器电极近似椭圆形，有利于增强能陷行为；滤波器可组成双工器和多工器。本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要 求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中图1为本发明FBAR单元的俯视平面图；图2为本发明图1中A-A，剖面图；图3为本发明图1中B-B，剖面图；图4(a)、图 4(b)、图 4(c)、图 4(d)、图 4(e)、图 4(f)、图 4(g)、图 4(h)为本发明中 谐振器单元的制作方法流程图；图5为本发明平衡桥型电学级联结构滤波器；图6为本发明2 π型电学级联结构滤波器；图7为本发明2Τ型电学级联结构滤波器；图8为本发明3 π型电学级联结构滤波器；图9为本发明3Τ型电学级联结构滤波器。图中标号所代表的名称为1为第三二氧化硅层，2为带沟槽衬底硅，3为第一二氧 化硅层，4为沟槽，5为顶层硅，51为可调顶层硅，6为第二二氧化硅层，7为无沟槽SOI基片， 8为空腔，9为底电极，10为压电薄膜，11为顶电极，12为腐蚀窗口，13为SOI基片。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例 仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。图1为本发明FBAR单元的俯视平面图，图2为本发明图1中Α_Α’剖面图，图3为 本发明图1中Β-Β’剖面图，如图所示，本发明提供的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波 器，包括通过电学级联方式联接的多个薄膜体声波谐振器，各个薄膜体声波谐振器包括预 设空腔8型SOI基片13和设置在SOI基片13上的换能器，所述换能器包括底电极9、顶电 极11和设置在底电极9与顶电极11之间的压电薄膜10，所述底电极9与SOI基片13相结 合，所述底电极9、顶电极11和压电薄膜10叠加区域与预设空腔8相对，叠加区域在预设空 腔8上方范围内。作为上述实施例的进一步改进，所述SOI基片设置有衬底硅2和顶层硅5，所述衬底硅2上设置有与顶层硅5形成预设空腔8的沟槽4。作为上述实施例的进一步改进，所述衬底硅2和顶层硅5之间设置第一二氧化硅 层3，第一二氧化硅层用以制作无空腔的SOI基片以及在转移顶层硅时起阻挡腐蚀作用，第 一二氧化硅层3上设置有沟槽4，所述沟槽4与顶层硅5形成预设空腔8，所述顶层硅5的 另一侧面设置有在制作换能器时可根据需要选择保留或去除的第二二氧化硅层6，所述底 电极9与第二二氧化硅层6相结合，还在带沟槽衬底硅下表面设置第三二氧化硅层1。作为上述实施例的进一步改进，所述换能器上设置有使腐蚀液或腐蚀气体进入预 设空腔8的刻蚀窗口 12，所述薄膜体声波谐振器的空腔结构正上方的顶层硅通过刻蚀时间 来调整其厚度。作为上述实施例的进一步改进，所述换能器位于预设空腔8 一侧设置有厚度可调 整的顶层硅5，用于调整滤波器的频率。作为上述实施例的进一步改进，所述换能器位于预设空腔8 一侧的顶层硅5为通 过控制腐蚀液或腐蚀气体刻蚀时间来调整其厚度的顶层硅5。作为上述实施例的进一步改进，所述顶电极11为椭圆形电极，顶电极11形状为近 似椭圆形，此种设计用于增强FBAR结构的能陷能力，能增强抑制寄生振动模式，提高了器 件的Q值。作为上述实施例的进一步改进，所述沟槽4深度为数0. 5微米到200微米，本发明 的实施例中沟槽深度为(0. 5-50)微米。作为上述实施例的进一步改进，所述压电薄膜10为AlN或ZnO材质的压电薄膜， 厚度介于0. 01微米至10微米，所述底电极9或顶电极11为高声阻抗材质的电极，所述底 电极9和顶电极11厚度分别为0. 01微米至2. 5微米。作为上述实施例的进一步改进，所述SOI基片上可设置有两个或多个薄膜体声波 谐振器。作为上述实施例的进一步改进，所述电学级联方式包括平衡桥型联接、阶梯型联 接或网格型联接，所述阶梯型级联方式包括2 π型阶梯型级联、2Τ型阶梯型级联、3 π型阶 梯型级联或3Τ型阶梯型级联。图5为本发明平衡桥型电学级联结构滤波器，如图所示，不同薄膜体声波谐振器 经过电学级联方式组成不同级联结构的滤波器；平衡桥型电学级联结构滤波器的联接方式 为薄膜体声波谐振器ΙΕ51联接在输入端子mi和输出端子OUTl之间，薄膜体声波谐振器 IE52联接在输入端子IN2和输出端子0UT2之间，薄膜体声波谐振器IE53联接在输入端子 INl和输出端子0UT2之间，薄膜体声波谐振器IEM联接在输入端子IN2和输出端子OUTl 之间。图6为本发明2 π型电学级联结构滤波器，如图所示，串联薄膜体声波谐振器 ΙΕ61、ΙΕ62分部串联连接在输入端子和输出端子之间，并联薄膜体声波谐振器ΙΕ63、ΙΕ64、 ΙΕ65分部并联连接在地和输入端子及输出端子之间。图7为本发明2Τ型电学级联结构滤波器，如图所示，串联薄膜体声波谐振器ΙΕ71、 ΙΕ72、ΙΕ73分部串联连接在输入端子和输出端子之间，并联薄膜体声波谐振器ΙΕ74、ΙΕ75 分部并联连接在地和输入端子及输出端子之间。图8为本发明3 π型电学级联结构滤波器，如图所示，串联薄膜体声波谐振器IE81、IE82、IE83分部串联连接在输入端子和输出端子之间，并联薄膜体声波谐振器IE84、 IE85、IE86、IE87分部并联连接在地和输入端子及输出端子之间。图9为本发明3T型电学级联结构滤波器，如图所示，串联薄膜体声波谐振器IE91、 IE92、IE93、IE94分部串联连接在输入端子和输出端子之间，并联薄膜体声波谐振器IE95、 IE96、IE97分部并联连接在地和输入端子及输出端子之间。图4 (a)、图 4 (b)、图 4 (c)、图 4 (d)、图 4 (e)、图 4 (f)、图 4 (g)、图 4 (h)为本发明中 谐振器单元的制作方法流程图；表示本发明图1至图3所示工艺步骤示意图，以图1中B-B’ 剖面为例，包括4 (a) -4 (h)八个主要工艺步骤，工艺步骤顺序按照字母a_h顺序依次实施。本发明提供的带空腔SOI基片薄膜体声波谐振器制作方法，包括以下步骤(a)在衬底硅的上表面覆盖起掩模作用的第一二氧化硅层，并以二氧化硅层为掩 模板在衬底硅的上表面刻蚀出沟槽，带沟槽衬底硅下表面设置第三二氧化硅层1 ；(b)通过键合工艺形成无沟槽SOI基片7，无沟槽SOI基片7包括顶层硅、二氧化 硅层和无沟槽绝缘体硅层，其顶层硅厚度可控，厚度可达1-50微米；(c)将(a)中的衬底硅带沟槽的一侧与(b)中的顶层硅键合，形成预设空腔；(d)为提高制作效率，将无沟槽SOI基片7进行初步机械减薄，然后通过化学腐蚀 将无沟槽绝缘体硅层全部除去，腐蚀液可选取四甲基氢氧化铵，考虑到此腐蚀液对硅和二 氧化硅的腐蚀选择性，当腐蚀液腐蚀完无沟槽衬底硅后，二氧化硅层阻止了腐蚀的继续进 行，反应自动停止，从而实现了顶层硅的完全转移，形成了空腔结构，二氧化硅层后期可以 根据需要选择保留或去除；(e)镀上底电极并对底电极进行刻蚀；(f)在底电极上依次镀上压电薄膜和顶电极，并进行刻蚀；(g)在空腔上方换能器上刻蚀出腐蚀窗口，使腐蚀液或腐蚀气体能进入空腔内；(h)腐蚀液经腐蚀窗口进入空腔中，通过控制腐蚀时间将空腔上部的顶层硅减薄 或全部去除，也可以选择干法刻蚀或反应离子刻蚀方式腐蚀空腔上部的顶层硅，由于薄膜 体声波滤波器FBAR的谐振频率与其换能器厚度有关，因此改变预设空腔8上部的顶层硅5 的厚度可以调整薄膜体声波滤波器FBAR的谐振频率。作为上述实施例的进一步改进，所述步骤(a)包括以下步骤(al)首先将衬底硅片经热氧化在表面形成一层二氧化硅SiO2膜，在二氧化硅S^2 膜上刻蚀出圆形、椭圆形、方形或多边形的图案作为衬底硅片的掩模板，图案尺寸在10微 米到1毫米；(a2)利用图案的二氧化硅SiO2掩模板在衬底硅片上湿法刻蚀出一系列沟槽，沟槽 深度为1-200微米；若选择热氧化形成的较厚的二氧化硅S^2膜，厚度达到1-10微米，可 直接利用在二氧化硅SiA膜上刻蚀出的图形作为沟槽，无需再刻蚀衬底硅片以形成沟槽。作为上述实施例的进一步改进，所述步骤(h)中的腐蚀液采用HF-HNO3溶液、KOH 溶液或TMAH四甲基氢氧化氨溶液，若干法刻蚀，则选用XeF2腐蚀气体。作为上述实施例的进一步改进，所述步骤(a)至(h)中的SOI基片上的顶层硅可 换成水晶或熔融石英材料。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人 员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。
权利要求
1.预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于包括通过电学级联方式联接 的多个薄膜体声波谐振器，各个薄膜体声波谐振器包括预设空腔型(8)的SOI基片(13)和 设置在SOI基片(1 上的换能器，所述换能器包括底电极(9)、顶电极(11)和设置在底电 极(9)与顶电极(11)之间的压电薄膜(10)，所述底电极(9)与SOI基片(13)相结合，所述 底电极(9)、顶电极(11)和压电薄膜(10)的叠加区域与预设空腔⑶相对。
2.根据权利要求1所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 SOI基片设置有衬底硅( 和顶层硅(5)，所述衬底硅( 上设置有与顶层硅( 形成预设 空腔(8)的沟槽⑷。
3.根据权利要求1所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 衬底硅( 和顶层硅( 之间设置第一二氧化硅层(3)，所述第一二氧化硅层( 上设有沟 槽G)，所述沟槽(4)与顶层硅( 形成预设空腔(8)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在 于所述换能器上设置有使腐蚀液或腐蚀气体注入预设空腔(8)的刻蚀窗口(12)。
5.根据权利要求4所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 预设空腔(8)内设置有用于调整滤波器频率的可调顶层硅(51)。
6.根据权利要求5所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 可调顶层硅(51)为通过控制进入刻蚀窗口(1 的腐蚀液或腐蚀气体的刻蚀时间来调整其 厚度的顶层硅。
7.根据权利要求6所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 顶电极(11)为近似椭圆形电极。
8.根据权利要求7所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 沟槽⑷深度为0. 5微米到200微米。
9.根据权利要求8所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 压电薄膜(10)为AlN或ZnO材质的压电薄膜，厚度介于0.01微米至10微米，所述底电极 (9)或顶电极(11)为高声阻抗材质的电极，所述底电极(9)和顶电极(11)厚度分别为0. 01 微米至2. 5微米。
10.根据权利要求9所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所述 SOI基片上可设置有两个以上薄膜体声波谐振器。
11.根据权利要求10所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器，其特征在于所 述电学级联方式包括平衡桥型联接、阶梯型联接或网格型联接，所述阶梯型级联方式包括 2 π型阶梯型级联、2Τ型阶梯型级联、3 π型阶梯型级联或3Τ型阶梯型级联。
12.—种预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的制作方法，其特征在于包括以下步骤(a)在衬底硅的上下表面覆盖二氧化硅层，并以二氧化硅层为掩模板在衬底硅的上表 面刻蚀出沟槽；(b)通过键合工艺形成一片无沟槽SOI基片；(c)将(a)中的衬底硅带沟槽的一侧与(b)中无沟槽SOI基片的顶层硅键合，形成预设空腔；(d)将无沟槽SOI基片进行初步机械减薄，然后通过化学腐蚀将无沟槽绝缘体硅层全部除去，完成顶层硅由无沟槽SOI基片向有沟槽SOI基片的转移；(e)镀上底电极并对底电极进行刻蚀；(f)在底电极上依次镀上压电薄膜和顶电极，并进行刻蚀；(g)在空腔上方的换能器上刻蚀出腐蚀窗口，使腐蚀液或腐蚀气体能进入空腔内；(h)将腐蚀液或腐蚀气体经腐蚀窗口注入空腔中，对空腔上部的顶层硅进行腐蚀，通过 控制腐蚀时间控制残留的空腔上部的顶层硅厚度；(i)最后将通过步骤(a)-(h)形成的薄膜体声波谐振器采用电学级联方式联接。
13.根据权利要求12所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的制作方法，其特 征在于所述步骤(a)包括以下步骤(al)将衬底硅片经热氧化在表面形成一层二氧化硅S^2膜，在二氧化硅SiO2膜上刻 蚀出圆形、椭圆形、方形或多边形的图案作为衬底硅片掩模板；(a2)在衬底硅片上刻蚀沟槽。
14.根据权利要求12所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的制作方法，其特 征在于所述步骤(h)中的腐蚀液采用HF-HNO3溶液、KOH溶液或TMAH四甲基氢氧化铵溶 液，若采用干法刻蚀，腐蚀气体采用XeF2气体。
15.根据权利要求12所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的制作方法，其特 征在于所述步骤(a)至(h)中的SOI基片上的顶层硅可用水晶或熔融石英材料代替。
16.根据权利要求12所述的预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器的制作方法，其特 征在于所述步骤(i)的电学级联方式包括平衡桥型联接、阶梯型联接或网格型联接，所述 阶梯型级联方式包括2 π型阶梯型级联、2Τ型阶梯型级联、3 π型阶梯型级联或3Τ型阶梯 型级联。
全文摘要
本发明公开了一种预设空腔型SOI基片薄膜体声波滤波器及制作方法，涉及微电子器件领域，滤波器由制作于预设空腔SOI基片上的多个薄膜体声波谐振器单元电学级联构成，谐振器包括压电薄膜、底电极和顶电极，SOI基片的衬底硅上表面设置沟槽，带沟槽的衬底硅与顶层硅形成封闭的空腔；顶层硅通过键合工艺由另一片无沟槽SOI基片转移而来，厚度均匀可控；滤波器级联方式包括平衡桥型、阶梯型和网格型；滤波器频率可调，通过控制空腔上方顶层硅的刻蚀时间控制厚度来调整滤波器的频率；谐振器电极近似椭圆形，有利于增强能陷行为；滤波器可组成双工器和多工器；本发明综合了SOI材料的优点，无需牺牲层相关工艺，工艺简单，适合批量生产。
文档编号H03H9/54GK102122939SQ201110034129
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年11月1日
发明者傅金桥, 冷俊林, 周勇, 张涛, 张龙, 曹亮, 杨增涛, 杨正兵, 欧黎, 赵建华, 陈小兵, 陈运祥, 马晋毅 申请人:中国电子科技集团公司第二十六研究所